Finalità

Questo strumento permette di determinare i livelli di induzione magnetica dispersi da uno o più fasci (o sistemi) di conduttori rettilinei indefiniti, tutti paralleli tra di loro. Un modello di questo tipo viene comunemente utilizzato per rappresentare gli elettrodotti, sia aerei sia interrati, come previsto anche dalla guida CEI 211-4 Guida ai metodi di calcolo dei campi elettrici e magnetici generati da linee e da stazioni elettriche, almeno per la parte relativa ai modelli bidimensionali.

Lo strumento è utile pertanto per valutare l'esposizione al campo magnetico di quanti, per lavoro o altro, devono permanere nei pressi di elettrodotti, nei casi in cui un modello bidimensionale consente di ottenere un risultato accurato. Questo avviene, in particolare, in presenza di linee aeree e/o interrate, intorno alle quali i conduttori possano essere considerati paralleli tra di loro e rispetto alla superficie del terreno, perlomeno per un tratto sufficientemente lungo rispetto alle distanze tra i conduttori stessi.

Impostazione generale

L'applicazione permette di considerare fino a 10 fasci di conduttori, ognuno dei quali rappresenta, nel caso più tipico, un elettrodotto trifase; tuttavia, l'approccio generale adottato rende l'applicazione molto flessibile, in grado di adattarsi a situazioni anche assai diverse.

Ogni sistema di conduttori 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, un riepilogo con il valore di picco e la distanza dall'origine del punto in cui questo viene raggiunto, e una tabella contenente le distanze dall'origine a cui si ottengono una serie di valori significativi (0.4, 3, 10 e 100 µT).

Vengono inoltre visualizzati due grafici, in cui sono mostrati rispettivamente l'andamento dell'intensità dell'induzione magnetica lungo un segmento posizionato sul piano di calcolo e parallelo al suolo e il luogo dei punti dove l'induzione stessa raggiunge un valore preimpostato dall'utente (v. figure seguenti, 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

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 °

Ricerca valore di campo

Passo angolare °

Valore cercato μT

[Vedere anche il grafo dell'approccio metodologico]

Definizione delle strutture

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

Per collocarli 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 magnetico). 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, nel caso di una linea aerea, o grossomodo al centro delle tracce dei conduttori, nel caso di una linea interrata;
• 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 una linea interrata, un traliccio asimmetrico con tre conduttori ed uno simmetrico con sei (un click per ingrandire):

Per tre valori di tensione (132 kV, 220 kV e 380 kV) l'utente può opzionalmente selezionare una tra quattro strutture predefinite (rispettivamente a singola e a doppia terna, aerea o interrata), 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 valore di corrente e la relativa fase.

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 dell'induzione magnetica 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

e attorno ai conduttori (isolinee a livello di induzione richiesta):

• passo angolare
• valore di induzione magnetica cercato.

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