Finalità

Questo strumento permette di confrontare i livelli di campo elettrico generati da fasci di conduttori (o sistemi) rettilinei indefiniti, paralleli tra di loro e al suolo.

Per i dettagli relativi all'impostazione del calcolo, si rimanda allo strumento Calcolo del campo elettrico generato da sistemi di conduttori rettilinei .

Impostazione generale

L'applicazione permette di considerare fino a 10 fasci di conduttori. A differenza dell'applicazione Calcolo dell campo elettrico generato da più sistemi di conduttori rettilinei indefiniti, in cui il calcolo considera il contributo complessivo di tutti i conduttori, nella presente viene eseguito separatemente per ciascun sistema. In questo modo si possono confrontare il livello massimo e la distribuzione nello spazio del campo elettrico generato da ciascuno di essi.

Ogni sistema viene descritto attraverso i dati di partenza inseriti in una specifica sottoscheda numerata, collocata nella scheda Inserimento dati. Questi dati sono costituiti dalla posizione dei conduttori nello spazio (specificata attraverso la localizzazione del punto di intersezione del conduttore con il piano di calcolo) e dai valori dell'intensità e della fase della corrente su di essi.

L'elaborazione produce, nella scheda Risultati, una sottoscheda numerata per ciascun sistema di conduttori; questa riporta il corrispondente valore di picco e la distanza dall'origine del punto in cui questo viene raggiunto, ed eventualmente una tabella contenente le distanze dall'origine a cui si ottengono una serie di valori significativi (1, 2 e 5 V/m).

Viene inoltre visualizzato un grafico, che mostra l'andamento dell'intensità del campo elettrico lungo un segmento posizionato sul piano di calcolo e parallelo al suolo (v. figura seguente, click per ingrandire).

Limitazioni

La condizione di base del modello, cioè la validità di una rappresentazione bidimensionale del problema, non può ritenersi soddisfatta in stretta prossimità di sostegni o di incroci tra due o più linee e, in generale, nelle stazioni elettriche.

Definizione della struttura dei sistemi di conduttori

Numero di sistemi

Tipo di tensione Alternata trifase Alternata monofase Continua

Posizione dei punti di calcolo lungo il piano di terra

Distanza iniziale m

Passo m

Numero di punti

Altezza sul terreno m

Pendenza del terreno °

Definizione delle strutture

Lo strumento permette di definire fino a 10 sistemi di conduttori, ossia linee elettriche aeree, ciascuno costituito da 1 a 30 conduttori rettilinei, orizzontali, paralleli gli uni agli altri e al suolo e indefiniti.

La frequenza della tensione deve essere la stessa in tutti i conduttori. L'utente deve indicare se questa è Alternata trifase, Alternata monofase o Continua. In ogni caso, il valore di tensione associato a ciascun conduttore deve essere riferito a terra; qualora sia nota la tensione nominale tra 2 fasi, questa deve essere divisa per sqrt(3), operazione che viene compiuta in automatico selezionando Alternata trifase e utilizzando una tipologia di sostegno predefinita presente in archivio (v. sotto).

A titolo esemplificativo, le tensioni riferite al suolo per valori tipici sono:

• 76,210 kV per tensione tra i conduttori pari a 132 kV
• 86,603 kV per tensione tra i conduttori pari a 150 kV
• 127,017 kV per tensione tra i conduttori pari a 220 kV
• 219,393 kV per tensione tra i conduttori pari a 380 kV

Se l'utente seleziona tensione Alternata monofase o Continua, utilizzando i tipi di tralicci predefiniti il campo relativo al valore di tensione deve essere popolato manualmente.

Per collocare i conduttori nello spazio occorre posizionarne in modo assoluto la relativa struttura. A questo fine occorre specificare:

• l'altezza da terra del conduttore più basso;
• la distanza (misurata lungo il terreno, che può essere inclinato) del piede della perpendicolare condotta per l'origine del sistema di riferimento interno della struttura, dall'origine del sistema di riferimento assoluto (posta a livello del terreno).

Nelle immagini seguenti vengono rappresentati i sistemi di riferimento assoluto (in nero) e delle strutture (in blu) nei casi di terreno piano e inclinato (click per ingrandire):

Definizione dei conduttori

Ogni sistema di conduttori è caratterizzato da una struttura che ne documenta le caratteristiche geometriche, con riferimento al piano di calcolo (il piano verticale, ortogonale alla direzione dei conduttori, su cui si trovano i punti dove verrà calcolato il campo elettrico). Chiameremo tracce i punti dove i conduttori intersecano il piano di calcolo. La struttura va pensata dotata di un proprio sistema di riferimento cartesiano ortogonale interno avente:

• origine in un punto convenzionale del piano di calcolo, situato verticalmente al livello della traccia del conduttore più basso e orizzontalmente lungo l'asse del sostegno;
• asse X orizzontale diretto verso destra;
• asse Y verticale diretto verso l'alto.

Nelle immagini seguenti viene rappresentato il sistema di riferimento interno (in blu) per un traliccio asimmetrico con tre conduttori ed uno simmetrico con sei (un click per ingrandire):

Oltre alla distanza da terra del conduttore più basso e al posizionamento orizzontale, nel caso di più subconduttori è necessario indicare se il parametro geometrico riportato per ogni conduttore indica il raggio della circonferenza attorno la quale sono disposti i subconduttori, o la distanza tra due di essi.

Per tre valori di tensione (132 kV, 220 kV e 380 kV) l'utente può opzionalmente selezionare una tra due strutture predefinite (rispettivamente a singola e a doppia terna), scelte in quanto le più impattanti della propria categoria dal punto di vista del campo magnetico disperso. In alternativa, può definire una propria struttura personalizzata, specificandone il numero di conduttori e, per ciascuno di essi:

• le coordinate dei punti di sospensione, espresse nel sistema di riferimento interno della struttura;
• il tipo di conduttore (di fase o fune di guardia);
• la tensione riferita a terra;
• la fase;
• il raggio;
• il numero di subconduttori;
• il raggio della circonferenza contenente i subconduttori, o la distanza tra due di essi.

I dati relativi ad una struttura possono essere replicati in un'altra, specificandone il progressivo alla dicitura Replica questi parametri alla struttura n. ... e premendo il pulsante con la freccia verde.

Definizione dei punti di calcolo e del valore di campo

Vanno infine specificati i parametri necessari ad eseguire il calcolo del campo elettrico lungo un segmento giacente sul piano di calcolo e parallelo al terreno (nel seguito segmento di calcolo):

• pendenza del terreno
• distanza iniziale (distanza, misurata lungo il terreno, del piede della perpendicolare condotta per il punto iniziale del segmento di calcolo, dall'origine - posta obbligatoriamente a livello del terreno - del sistema di riferimento assoluto)
• numero di punti in cui suddividere il segmento di calcolo
• passo di avanzamento lungo il segmento di calcolo
• altezza costante del segmento di calcolo sul terreno

I risultati vengono riportati in grafico; alcuni dati riepilogativi sono riassunti in forma tabulare.