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Campo magnetico disperso da elettrodotti ad alta
tensione:una metodologia avanzata di valutazione basata su
Andreuccetti D. Zoppetti N.
di valutazione basata su modelli 3D di linee elettriche e territorio
Convegno nazionale: Dal monitoraggio degli agenti fisici sul territorio alla valutazione dell’esposizione ambientale29-31 Ottobre 2003, Villa Gualino, Torino.
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Componenti di base
Archivio delle sorgenti di campo
Modello 3D del terreno
CartografiaDati tecnici
Risultati del calcolo
Applicazione di calcolo dei campi
Parametri utente
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Componenti di base
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Il ruolo della cartografia nella definizione del modello del terreno e dell’archivio delle
sorgenti
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Modello tridimensionale del terreno
È un insieme di elementi triangolari con vertici quotati
La georeferenziazione della cartografia di base garantisce la
corretta integrazione tra il modello del
Le dimensioni di ciascun elemento sono relazionate alla scala della cartografia di base da
cui il modello è ricavato
tra il modello del terreno e quello delle
sorgenti
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Modello tridimensionale del terreno
Il modello del terreno è ricavato a partire dagli elementi quotati (usualmente punti quotati e linee isocline, nel migliore dei casi
idrografia e strade) della cartografia digitale attraverso una implementazione dell’algoritmo di triangolazione conforme di
Delaunay
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L’archivio delle sorgenti
Il riempimento delle tabelle di archivio che localizzano le sorgenti è generalmente effettuato partendo dai dati della cartografia georeferenziata.
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La modellazione delle sorgenti
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Modello tridimensionale delle sorgenti
•Presenza di più linee elettriche non parallele;
•Calcolo dei campi in •Calcolo dei campi in prossimità dell’asse longitudinale della linea;
•Calcolo dei campi in prossimità dei cambi di direzione della linea.
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Modello del conduttore aereo
Si basa sulla espressione della curva detta catenariache descrive la forma assunta da una fune pesante sospesa per i suoi estremi a sospesa per i suoi estremi a partire da:
• le coordinate dei punti di sospensione
• un parametro che tiene conto delle proprietà meccaniche del conduttore
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Calcolo induzione magnetica
∫×=
l r
rldIQB
30
4)(
rrr
πµ ( ) 10
1 3( )
4i
i
Pi
i Pi i
I dlB Q u Q P
r
µπ
+= × −∑ ∫ur ur
L’algoritmo di integrazione è lo stesso (cambia solo la funzione integranda) ma l’integrazione sulle corde è più veloce di quella sull’intera curva ed è implementata da un algoritmo che ha consentito un maggior controllo dell’accuratezza in fase di sviluppo.
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I risultati del calcolo
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Le mappe di isocampo
Mappe di Isocampo: carte tematiche in cui alla cartografia di base vengono sovrapposte delle curve di livello per i campi relative a valori di campo e di altezza dal suolo specificati dall’utente.
• sono sintetiche• sono sintetiche
• sono comprensibili anche ad un pubblico non specializzato
• sono lo strumento ideale per rappresentare la distribuzione di campo su vaste aree di territorio
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Le mappe di Isocampo: passi logici per la costruzione
1. Modellazione delle sorgenti
2. Modellazione del terreno attraverso la sceltadelle sezioni (piani di calcolo)sceltadelle sezioni (piani di calcolo)
3. Ricerca su ogni sezione dei punti a valore di campo e altezza sul terreno assegnati
4. Tracciamento delle linee isocampo
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Cartografia di base
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Modellazione delle sorgenti
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Determinazione delle sezioni
sezioni
(piani di calcolo)
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Andamento del terreno sulla generica sezione
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Calcolo del campo sulla sezione
Valore cercatocercato
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Le sezioni
Si cercano i valori di campo desiderati su tutte le sezioni definite lungo le linee di interesse
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Mappa di isocampo
0,2 �T 0,5 �T2 �T5 �Tda a
0,5 �T5 �T2 �T
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Applicazione a casi reali: alcuni esempi tratti dallo studio VIA
relativo al tratto di elettrodotto a 380 kV relativo al tratto di elettrodotto a 380 kV S. Barbara (Ar)-Casellina (Fi).
(Dati tecnici cortesemente forniti da TERNA SPA)
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Casellina
Abbassamento dei conduttori (terreno piano)
Tipologia
“Sito sensibile”
Tipologia di sostegno “compatta”
Sovrapposizione dei contributi legati a più linee elettriche non parallele
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“Sito sensibile”Casa colonica (probabilmente non abitatacontinuativamente) in via della Lavanderia;la parte ad impatto ALTO è l'annesso(probabilmente un fienile) sulla sinistraLongitudine 1672587 mLatitudine 4847667 mQuota 39 mAPO C2a
Profilo verticale dell'induzione magnetica
Altezza dalsuolo [m]
Induzione magnetica[µT]
Condizionecautelativa
Condizionerealistica
1 0.91 2.28
3 0.95 2.35
6 1.0 2.45
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Tavarnuzzepresenza tratti interrati di linee a 132 kV
![Page 26: Campo magnetico disperso da elettrodotti ad alta tensione ...embiolab.ifac.cnr.it/~zoppetti/bibliografia/2003_present...modelli 3D di linee elettriche e territorio Convegno nazionale:](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051815/60412a2fbbf81012d423277b/html5/thumbnails/26.jpg)
Tavarnuzzeparticolare tratti interrati
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Colline del chianti:cambio di direzione pronunciato
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Colline del Chiantiterreno montuoso
![Page 29: Campo magnetico disperso da elettrodotti ad alta tensione ...embiolab.ifac.cnr.it/~zoppetti/bibliografia/2003_present...modelli 3D di linee elettriche e territorio Convegno nazionale:](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051815/60412a2fbbf81012d423277b/html5/thumbnails/29.jpg)
Pisa Barbaricinalinea pilota convenzione ARPAT-IFAC
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Convenzione ARPAT-IFAC
1.Sviluppo di un prototipo di catasto regionale degli elettrodotti.
2.Validazione accurata delle applicazioni di calcolo sviluppate.
3.Ulteriore sviluppo delle applicazioni di calcolo in 3.Ulteriore sviluppo delle applicazioni di calcolo in particolare per quanto riguarda:
• interfaccia utente.
• gestione della cartografia
• visualizzazione dei risultati del calcolo
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Confronto fra modelli dei conduttore:conduttori a catenaria e conduttori conduttori a catenaria e conduttori
rettilinei ed indefiniti
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ConfrontoSu ogni sezione vengono determinati i punti di intersezione tra ciascun conduttore ed il piano della sezione stessasezione stessa
I conduttori rettilinei indefiniti vengono fatti passare per i punti di intersezione determinati
![Page 33: Campo magnetico disperso da elettrodotti ad alta tensione ...embiolab.ifac.cnr.it/~zoppetti/bibliografia/2003_present...modelli 3D di linee elettriche e territorio Convegno nazionale:](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051815/60412a2fbbf81012d423277b/html5/thumbnails/33.jpg)
ConfrontoConduttori rettilinei ed indefiniti
Catenarie
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Linite modello bidimensionalelegato alla brusca variazione della interdistanza tra i conduttori
Maggiore accuratezza del modello modello tridimensionale: composizione contributi campate a monte e a valle del cambio di direzione
![Page 35: Campo magnetico disperso da elettrodotti ad alta tensione ...embiolab.ifac.cnr.it/~zoppetti/bibliografia/2003_present...modelli 3D di linee elettriche e territorio Convegno nazionale:](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051815/60412a2fbbf81012d423277b/html5/thumbnails/35.jpg)
Fattori che determinano la scelta del parametro della catenaria
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Il parametro della catenaria
La scelta del parametro k è determinata dalle condizioni atmosferiche e di carico nelle quali si suppone operi il conduttore.Ci si riferisce in genere a due tipi di condizioni:
• Stati standard: utilizzate originariamente per il dimensionamento meccanico dei conduttori; ad essi si riferiscono le norme di meccanico dei conduttori; ad essi si riferiscono le norme di riferimento; il conduttore è supposto scarico, variano le condizioni ambientali esterne (calcoli).
• Condizioni realistiche: tengono conto del riscaldamento del conduttore dovuto al passaggio di corrente e comprendono nel bilancio termico anche il vento che nel caso degli stati standard era considerato solo dal punto di vista meccanico (ragguagli con misure).
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Il parametro della catenaria
Temperaturaambiente
[oC]
I[A]
Statok
[m]
Frecciamassima
[m]
15o 0 EDS 1812 2,76 4,08 mT *
55o 0 Massima Freccia 1277 3,92 4,60 mT *
55o 1000 * nota: tcond.≈89oC 1030 4,86 5,07 mT *
( )B Qr