Scelta della miglior disposizione delle fasi di un elettrodotto attraverso il software MAGIC® Singola terna trifase equilibrata

Un cavo percorso da corrente, interessato quindi dalla presenza di cariche in movimento, può essere visto come una sorgente di campo magnetico e quindi di induzione magnetica.

Allo stesso modo una terna di cavi, ovvero un sistema trifase composto da tre cavi, percorsi da tre correnti sfasate nel tempo di 120 gradi rappresentano un classico caso di sorgente di campi elettromagnetici da valutare per la protezione di apparecchiatura e persone presenti nelle vicinanze.

L’induzione magnetica generata da una terna di conduttori è fortemente influenzata, oltre che dalle grandezze elettriche che la caratterizzano, anche dalla geometria del sistema stesso.

Supponendo perfettamente equilibratele le grandezze elettriche, risulta interessante fare alcune considerazioni su quelle fisiche del sistema.

In particolar modo la distanza tra le fasi di una stessa terna e la distanza tra le terne, nel caso di un sistema a più terne, sono dei fattori determinanti nel calcolo dell’impatto magnetico di un elettrodotto.

Il modo in cui viene disposta la terna inficia inevitabilmente la distanza tra le fasi e la simmetria della terna stessa. La posizione reciproca delle fasi a volte può risultare importante in una azione di riduzione dell’induzione magnetica a basso costo e che non comporti l’aggiunta di elementi schermanti al sistema.

Nell’ambito della distribuzione in bassa tensione dell’energia elettrica, le principali soluzioni di posa sono sostanzialmente riconducibili alla disposizione a trifoglio e alla disposizione in piano.

Contrariamente agli elettrodotti realizzati mediante cavi multipolari dove la conformazione stessa del cavo assicura il mantenimento del trifoglio, quando si impiegano dei cavi unipolari, soprattutto se inseriti in canalizzazioni chiuse, la disposizione a trifoglio non sempre è di immediata realizzazione e non sempre si ha la certezza che tale disposizione sia mantenuta lungo tutto il percorso.

E’ opportuno osservare che nella disposizione a trifoglio la distanza reciproca tra le fasi è uguale ed è possibile quindi definirne un valore unico.

Nella disposizione in piano invece, si può procedere definendo la distanza tra una fase esterna e quella centrale e, supponendo che i cavi siano molto vicini tra loro, considerare il doppio di tale valore per la distanza tra le due fasi esterne.

La disposizione in piano dunque, seppure di molta più facile realizzazione, presuppone intrinsecamente che tra la distanza tra due fasi sia almeno doppia rispetto alla distanza tra la fase interna e quella centrale.

Di seguito vengono riportati i valori di induzione magnetica calcolati su una linea di ispezione ortogonale al percorso dell’elettrodotto nel caso di una terna di cavi unipolari con posa a trifoglio e con posa in piano considerando una distanza tra le fasi della stessa terna di 0.05 metri.

Mantenendo invariati i parametri dell’intensità di corrente e della distanza tra le fasi, nell’esempio sopracitato, si ottiene un picco di 7 uT nel caso di posa in piano delle terne a fronte di un picco di circa 5,2 uT nel caso di posa a trifoglio, con una conseguente riduzione del valore massimo di circa il 40 %.

Questa riduzione è certamente riconducibile alla simmetria del sistema a trifoglio che presenta uguale distanza tra tutte le fasi della stessa terna e all’annullamento di alcune componenti di campo simmetriche.

Dunque nello studio dei valori di induzione magnetica emessi da una singola terna trifase, le grandezze che influenzano maggiormente l’andamento dell’induzione magnetica possono essere riassunte in:

• Valore dell’intensità di corrente
• Distanza tra le fasi della terna
• Disposizione delle fasi della terna

Sebbene la disposizione dei conduttori della terna sia in qualche modo ricollegabile alla distanza tra le fasi, mantenendo fissa la tipologia disposizione della terna ed aumentando la distanza tra i conduttori, si ottiene un incremento dei valori di induzione magnetica registrati.

Si può ripetere il calcolo mantenendo costanti il valore di intensità di corrente e la tipologia di posa ma variando la distanza tra le fasi della stessa terna.

Di seguito è riportato l’andamento dell’induzione magnetica lungo una linea di ispezione ortogonale all’elettrodotto con posa in piano in cui viene considerata una distanza tra le fasi di 0,10 metri.

Conseguentemente all’aumento delle distanze tra le fasi si ha un incremento del valore di picco in corrispondenza del baricentro della terna.

Si può affermare quindi che per ridurre l’impatto magnetico di un elettrodotto, una delle azioni da intraprendere è sicuramente quella di avvicinare le fasi della terna. Nella maggior parte dei casi, in fase di installazione in cavi vengono già accostati tra loro, riducendo al massimo la distanza tra di essi (caso limite: interasse tra i cavi pari al diametro del cavo stesso).

Considerando inoltre che le corrente sono imposte dal carico e quindi non modificabili, per ottenere una ulteriore riduzione a costo zero, risulta inevitabile dunque agire sulla corretta posa dell’elettrodotto preferendo ove possibile la posa a trifoglio.

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