CONDUTTURE A FASI BLINDATE:CALCOLO DEGLI EFFETTI DI PROSSIMITA' E DEL CAMPO MAGNETICO ESTERNO

Il 14 febbraio 2001 è stata approvata in via definitiva dalla Camera dei deputati la "Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici". Contestualmente al suo iter di approvazione, il gran numero di richieste di connessione alla RTN presentate al GRTN per circa 60 GW fa preconizzare, stanti le attuali forti opposizioni alla realizzazione di linee elettriche aeree, una crescente diffusione di tecnologie atte a minimizzare sia l'impatto visivo sul territorio che l'impatto del campo elettromagnetico responsabile dei presunti dannosi effetti sulla popolazione. Nel campo delle medie tensioni hanno già avuto un ampio sviluppo i condotti sbarre a fasi blindate che vengono impiegati nel collegamento tra i generatori ed i trasformatori delle centrali di grossa taglia per addivenire alla massima sicurezza e continuità di esercizio, tenuto conto degli elevati valori di corrente in gioco. Si tratta di sistemi di sbarre in cui il conduttore di ogni singola fase, ancorato ad isolatori in porcellana, è contenuto a distanza di isolamento in un involucro metallico nel quale, per la legge di Lenz, circola una corrente prossima a quella di fase. Ciò permette di ridurre considerevolmente il campo magnetico esterno consentendo di operare in sicurezza. Il gas isolante in questi casi è costituito dall'aria. Nel campo della trasmissione in alta e altissima tensione anche su lunghe distanze una tecnologia simile è rappresentata dagli elettrodotti blindati trifase isolati in gas (Gas Insulated Transmission Lines o EBLI). Tali elettrodotti sono l'evoluzione diretta delle tecnologie sviluppate nel corso di vari decenni per le stazioni in SF6. La tecnica costruttiva più diffusa prevede la realizzazione di tre involucri cilindrici in alluminio o in lega d'alluminio, in ciascuno dei quali il conduttore di fase (tubolare, in alluminio) è mantenuto in posizione centrale tramite isolatori in resina. Nelle realizzazioni giapponesi il gas isolante è costituito da puro SF6 alla pressione di circa 3 ÷ 5 bar. Costruttori europei propongono l'uso di una miscela di SF6/N2 (nel rapporto di 10 ÷ 20%) a pressioni più alte (fino a 7 bar) che risulta più compatibile con l'ambiente e sicuramente meno costosa. Le prime realizzazioni di GIL trifase per un totale di circa 100 km (fra cui Shinmeika-Tokai di 3,3 km, Wehr di 0,5 km, Chinon di 1 km, Arabia Saudita di 6 km) destano un grande interesse non solo per l'esiguo inquinamento elettromagnetico, ma anche per il modesto impatto ambientale e le ridotte perdite di energia, pur con elevate potenze trasmissibili fino a grandi distanze. Entrambe le tecnologie rappresentano casi molto interessanti di sistemi multiconduttore in cui la vicinanza tra i condotti richiede una modellizzazione approfondita che consenta di conoscere l’effettiva distribuzione delle correnti nelle fasi e negli involucri tenendo in considerazione anche le dissimmetrie di distribuzione dovute agli effetti di prossimità. L’idea base che caratterizza il metodo è di suddividere ciascuna fase e ciascun involucro in un conduttore equivalente a fascio composto da m subconduttori tubolari. Per il sistema multiconduttore può essere scritta l’usuale relazione matriciale v = Z i in cui le auto e mutue impedenze longitudinali, che tengono conto dei ritorni di corrente nel terreno, possono essere computate con la teoria di Carson. Per quanto riguarda i condotti sbarre a fasi blindate (MT), le auto e mutue impedenze possono essere calcolate considerando il sistema di messa a terra nella centrale elettrica come un piano equipotenziale. Da un approccio di questo tipo è possibile ottenere:  un migliore calcolo delle perdite elettriche Joule;  una più accurata valutazione del campo magnetico esterno;  utili schemi equivalenti trifase (visti cioè dalle sole tre fasi) che consentono anche una procedura semplificata potendosi constatare la modesta dissimmetria dei condotti intubati. La modellizzazione matriciale proposta permette di analizzare il comportamento del sistema multiconduttore in diverse configurazioni. In particolare, essa può mettere in evidenza la sensitività della distribuzione di corrente (e quindi delle perdite elettriche attive) alle variazioni di interasse delle condutture. Infatti un’eccessiva "compattazione" del sistema (ad esempio avvicinando gli involucri) tende ad esaltare l’effetto di prossimità e le conseguenti perdite addizionali.