.

Confronto dell'induzione magnetica generata da sistemi di conduttori rettilinei indefiniti

Finalità

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

Impostazione generale

L'applicazione permette di considerare fino a 10 fasci di conduttori. A differenza dell'applicazione Calcolo dell'induzione magnetica generata 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 dell'induzione magnetica generata 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, 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. In ciascuno dei due grafici vengono visualizzate le grandezze calcolate per tutte le strutture definite, in modo da consentirne il confronto (v. figure seguenti, click per ingrandire).

Calcolo del livello di induzione magnetica. Distribuzione dei punti in cui il livello di induzione
                raggiunge il valore specificato dall'utente.

Limitazioni

La rappresentazione geometrica del problema e di conseguenza l'elaborazione dei risultati si basano su un modello bidimensionale dei sistemi di conduttori (cfr. guida CEI 211-4 "Guida ai metodi di calcolo dei campi elettrici e magnetici generati da linee e da stazioni elettriche").

Definizione della struttura dei sistemi di conduttori
Posizione dei punti di calcolo lungo il piano di terra
m
m
m
°
Ricerca valore di campo
°
μT

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):

Sistema di riferimento assoluto (in nero) e delle strutture (in 
                blu) in caso di terreno non inclinato. Sistema di riferimento assoluto (in nero) e delle strutture (in 
                blu) in caso di terreno inclinato.

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):

Definizione del sistema di riferimento interno (in blu) 
                  per una linea interrata con 3 conduttori. Definizione del sistema di riferimento interno (in blu) 
                  per una linea aerea con 3 conduttori. Definizione del sistema di riferimento interno (in blu) 
                  per una linea aerea con 6 conduttori.

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. Questo può risultare utile qualora si volesse determinare la variazione di induzione in funzione di alcuni dei parametri (ad es. la corrente o l'altezza da terra del conduttore più basso, lasciando inalterata la geometria del sostegno).

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.