Lun 26 Set 2016

INTERVENTI DI MITIGAZIONE DEL CAMPO MAGNETICO GENERATO DA CABINE ELETTRICHE MT/BT

  bonifiche , cem , valutazione dei rischi

Vista la complessa geometria dei circuiti e dei componenti presenti all’interno di una cabina elettrica, il campo magnetico da essi generato negli ambienti confinanti con la cabina stessa è caratterizzato da una elevata variabilità nello spazio, e la sua valutazione risulta maggiormente difficoltosa rispetto ad altri casi, quali ad esempio le linee elettriche aeree o i cavi interrati.

Fra i consigli preliminari forniti dalla letteratura tecnica, al fine della individuazione della migliore strategia di contenimento delle emissioni, vi è quello di effettuare una dettagliata caratterizzazione del campo magnetico da mitigare, con l’obbiettivo di individuare la sorgente maggiormente responsabile del campo magnetico stesso, nonché di descrivere il campo nel modo più completo ed accurato possibile, in considerazione del fatto che nella maggior parte dei casi, il campo è a polarizzazione ellittica (si pensi ad un’onda scomponibile in due onde con polarizzazione ortogonale e sfasate di ¼ di periodo: si ottiene una polarizzazione di tipo circolare, se le due onde hanno la stessa ampiezza, o ellittica se di ampiezza differente). Conseguentemente, per poter descrivere l’ellisse di polarizzazione del campo in ogni punto dello spazio di interesse, non è sufficiente il solo esame della distribuzione spaziale delle intensità del campo magnetico, ma occorre anche conoscere ed analizzare le componenti direzionali e le relative fasi.

La già citata letteratura tecnica indica che i principali metodi di mitigazione dei campi magnetici associati a cabine elettriche MT/BT consistono nell’agire sul lay-out e sulla componentistica della cabina e nell’applicare schermi metallici.

Fra i principali interventi sul lay-out e sulla componentistica della cabina si indicano:

1 – l’allontanamento delle sorgenti di campo (quali quadri e relativi collegamenti al trasformatore) dai muri della cabina confinanti con l’ambiente esterno ove si vuole ridurre il campo. In particolare, l’attenzione maggiore va indirizzata ai collegamenti in bassa tensione fra trasformatore e quadri BT e fra questi ultimi e le linee in uscita (essendo tali componenti quelli interessati dalle correnti di maggior intensità);

2 – l’avvicinamento delle fasi dei collegamenti e l’utilizzo (ove possibile) di cavi cordati per la realizzazione di tali collegamenti (la cordatura consiste nell’avvolgere i conduttori fra loro. I conduttori possono essere cordati per formare coppie, terne, o insiemi di quattro. I conduttori raggruppati in questo modo formano gli elementi del cavo);

3 – l’ottimizzazione della disposizione delle fasi nel caso di collegamenti realizzati con più cavi unipolari per fase, collegati in parallelo fra loro;

4 – l’utilizzo di componenti compatti.

Gli interventi su indicati consentono di ottenere significative riduzioni del campo magnetico. Sono in genere principi di facile realizzazione se già considerati in fase di progettazione; risultano invece spesso difficili da realizzare quale intervento di miglioramento su cabine già esistenti (in tal caso, anche i costi di adeguamento/modifica possono risultare di una certa rilevanza).

Nel caso in cui non si potesse intervenire sul lay-out della cabina, ovvero nei casi in cui tale intervento non dovesse garantire risultati soddisfacenti, si può ricorrere a schermi parziali o totali.

La schermatura parziale può essere limitata alle principali sorgenti di campo magnetico (cavi, quadri, trasformatore), o anche ad alcune pareti perimetrali. Consiste nell’interporre schermi metallici fra le principali sorgenti di campo e l’ambiente esterno da schermare.

Tali schermi metallici è preferibile siano ferromagnetici, se si vuole ridurre il campo nelle immediate vicinanze dello schermo, ovvero conduttori se si vogliono ottenere effetti di mitigazione anche a distanze maggiori.

Spesso, a causa della geometria complessa dei circuiti delle cabine, dalla quale si generano campi magnetici con significative componenti sia verticali che orizzontali, risulta necessario ricorrere a schermature combinate, per poter sfruttare in modo ottimale sia il comportamento dei materiali conduttori (che riflettono il campo incidente sulla loro superficie), che quello dei materiali ferromagnetici (che invece attraggono la componente tangenziale alla loro superficie).

Nel caso di fasci di cavi, la schermatura può essere realizzata con profilati sagomati ad U di spessore adeguato (vale a dire di qualche millimetro, anche per poter acquisire un adeguato grado di resistenza meccanica al fine del loro utilizzo come struttura portante dei cavi da schermare, previa opportuna sagomatura).

La schermatura totale di una parete può essere realizzata allestendo lastre di materiale conduttore o ferromagnetico (per gli stessi obbiettivi riportati precedentemente), di diverso spessore. Al riguardo, occorre tenere presente che gli acciai comuni non sono caratterizzati da valori di permeabilità e conducibilità definiti, con conseguente efficacia schermante potenzialmente molto diversa da caso a caso. Per far fronte a queste incognite, possono essere utilizzati materiali ferromagnetici a permeabilità controllata, ovvero materiali conduttori con comportamento ben definito e buona efficienza schermante.

A completamento di quanto riportato occorre tenere conto delle seguenti condizioni:

- Necessità di valutare sempre la fattibilità tecnico economica degli interventi da realizzare.

- Un campo magnetico a polarizzazione prossima a quella lineare (ellisse con un semiasse molto maggiore dell’altro) è generalmente più facile da schermare rispetto ad uno con spiccata polarizzazione ellittica.

- Il corretto dimensionamento degli schermi richiede in genere l’utilizzo di programmi di calcolo dedicati e complessi. In ogni caso, ogni situazione deve essere studiata e valutata come caso a sé stante.





A cura di: P.I. Marco ANTONIELLI