極端な突風を伴わない嵐の中で、送電線が崩壊し、数千世帯が停電に見舞われました。初期調査では疲労破壊が疑われましたが、3D解析によりより複雑な真実が明らかになりました。非対称な着氷によるギャロッピング現象が碍子を支持具から引きちぎっていたのです。LiDAR、高速カメラ、機械シミュレーションの組み合わせにより、この災害の正確なメカニズムを再現することができました。
ギャロッピングの法医学的再構築：点群からFEMモデルへ ⚙️
法工学チームはCloudCompareを使用して、崩壊後に取得したLiDAR点群を処理し、ケーブルと破損した碍子の正確な形状を取得しました。近隣の鉄塔に設置された高速カメラは、破損前の振動を捉えていました。これらのデータを用いて、非対称な着氷を考慮したPLS-CADDでのケーブルの空力プロファイルがモデル化されました。モデルはAnsys Mechanicalにエクスポートされ、そこで繰り返し荷重がシミュレーションされました。その結果、ギャロッピングにより最大3メートルの振幅が発生し、碍子にその破断限界を超える応力が生じたことが示されました。有限要素解析により、振動周波数が区間の固有振動数と一致し、現象が増幅されて壊滅的な破壊に至ったことが確認されました。
設計への教訓：重要な変数としての氷 ❄️
この事例は、氷が不均一に付着する場合、中程度の嵐がハリケーンよりも危険になり得ることを示しています。3Dモデリングは過去を説明するだけでなく、ギャロッピングに耐えるように線路を再設計することを可能にします。シミュレーションで特定された重要な箇所に、防氷空力プロファイルと動的ダンパーを組み込むことが今や優先事項です。法医学的3D技術は、静かな振動が予告された大惨事に変わるのを防ぐための不可欠なツールとして確固たるものになりつつあります。
地形や周囲の植生の形状に隠された要因（LiDAR分析によってのみ検出可能）が、中程度の風条件下でも高圧送電線にギャロッピング効果を引き起こす可能性があること
(追記: 大惨事のシミュレーションは、コンピューターが故障して自分自身が大惨事になるまでは楽しいものです。)