Reti in Alta tensione a neutro isolato: Metodi per la rilevazione della distanza di guasto monofase

Circa 1.940 chilometri della rete di sub-trasmissione italiana a 50-60 kV, in parte posseduta e gestita da Terna, sono tuttora eserciti a neutro isolato, differentemente da tutta la rete di trasmissione che è sempre esercita con neutro a terra. Tale sistema di potenza ha struttura radiale e consta principalmente di linee aeree dissimmetriche ed eterogenee con tratti in doppia terna, nonché in diversi casi con sezioni derivate dalla linea principale. Attualmente, al verificarsi di un guasto monofase permanente, il guasto è localizzato off-line a seguito dell’apertura permanente degli interruttori di linea. Questa operazione è compiuta da Terna utilizzando o elicotteri o mezzi terrestri, a seconda delle condizioni metereologiche e orografiche. Tuttavia, dal momento che l’incidenza di guasti monofase è spesso legata a condizioni meteo avverse, tale procedura può richiedere molto tempo. Per di più essa può essere più complessa e richiedere più tempo se la corrente di guasto monofase è tale da non lasciare tracce evidenti del guasto stesso, come nel caso di fessurazione interna dell’isolatore. Il prolungato tempo richiesto per individuare il punto di guasto può rappresentare un problema nel caso in cui la porzione di rete coinvolta nel guasto alimenta in antenna strutturale un cliente AT, un produttore o una cabina primaria (specialmente se la capacità di contro-alimentazione lato MT non è sufficiente ad alimentare tutti i carichi sottesi). Da un punto di vista generale, il processo di localizzazione è consecutivo a quello di rilevazione e consta di due stadi. Primariamente viene identificata la fase guasta, e successivamente si procede con la stima della distanza del punto di guasto dai terminali di linea. Il primo requisito può essere semplicemente soddisfatto determinando quale fase presenta la minore tensione stellata in modulo in concomitanza al guasto monofase. Per quanto riguarda il secondo passo, in [1] e [2] è riconosciuto che la configurazione a neutro isolato comporta due limitazioni primarie in condizioni di guasto: la corrente di cortocircuito è piccola in confronto ad altri tipi di guasto (es. bifase e trifase) e l’influenza delle capacità distribuite della linea è maggiore. Questo implica che i metodi convenzionali di localizzazione di guasto monofase non sono adatti a tale configurazione [1]. Il termine “convenzionale” si riferisce in questo caso specificamente agli algoritmi basati sul metodo voltamperometrico, recensiti in [3] e [4] e sviluppati principalmente per sistemi di potenza AT o AAT eserciti con neutro francamente a terra. Per superare queste limitazioni ad oggi non si è imposta una procedura preferenziale, ma al contrario esiste nella letteratura tecnica una grande varietà di metodologie. L’obiettivo di questo contributo è dunque selezionare, classificare e confrontare quei metodi di localizzazione di guasto monofase applicabili ad un sistema di potenza esercito a neutro isolato. Dato che questa configurazione non è comune per un sistema AT, molti algoritmi non sono direttamente applicabili essendo pensati per altre topologie di rete. Ne deriva la necessità di specificare per ciascun metodo di rilevazione i requisiti di applicazione e le eventuali modifiche da apportare al fine di garantirne il corretto funzionamento.