Il presente rapporto descrive le attività di Ricerca di Sistema svolte nell’ambito del Progetto Trasmissione e Distribuzione , relativamente al WP 2.1 “Sviluppo di metodi innovativi di manutenzione sotto tensione" Le operazioni di manutenzione sotto tensione dei sistemi elettrici hanno un ruolo importante nel garantire la continuità del servizio delle reti. Durante l’esecuzione di lavori sotto tensione, oltre ad altre prescrizioni che devono essere osservate, devono essere mantenute delle distanze minime di avvicinamento che garantiscano la sicurezza degli operatori in corrispondenza della massima sollecitazione elettrica che si può verificare in corrispondenza al sito interessato dai lavori. Dato che i lavori sotto tensione non possono essere effettuati qualora si verifichino temporali nelle vicinanze, la sollecitazione alla quale ci si riferisce per la determinazione delle minime distanze di avvicinamento è la sovratensione di manovra, cioè quella che si verifica in seguito alle aperture di interruttori. In Italia le minime distanze di avvicinamento da adottare durante l’esecuzione di lavori sotto tensione sono prescritte nel Decreto Ministeriale n. 184 del 1980 (Riconoscimento di un sistema di sicurezza per i lavori elettrici effettuati sotto tensione dall’Ente nazionale per l’energia elettrica) e nel Decreto Ministeriale n. 442 del 1990 (Regolamento recante riconoscimento di efficacia di un sistema di sicurezza per lavori sotto tensione effettuati su impianti elettrici alimentati a frequenza industriale con tensione nominale di esercizio compresa tra 1000 e 30000 Volts). La minima distanza di avvicinamento D A tra le parti in tensione e le parti a potenziale di terra è definita come la somma di una distanza “elettrica” D E , che garantisce la tenuta dello spazio d’aria e di una distanza “ergonomica” D U che garantisce la sicurezza anche in seguito a movimenti involontari dell’operatore. Le distanze elettriche prescritte sono riassunte nella seguente tabella e dipendono solamente dal livello di tensione del sistema sul quale si va ad operare. U Tensioni nominali normali [kV] d Distanze minime (elettriche) [m] fino a 20 0,20 30 0,30 45 0,40 66 0,50 132 0,90 150 1,00 220 1,40 380 2,40 La normativa internazionale, recepita a livello nazionale (CEI EN 61472 2005-05: “Lavori sotto tensione. Distanze minime di avvicinamento per sistemi in corrente alternata da 72,5 kV a 800 kV. Un metodo di calcolo”) dà dei criteri per effettuare il calcolo della componente elettrica della minima distanza di avvicinamento basato su considerazioni riguardanti le effettive condizioni nelle quali si opera. La D U viene valutata partendo dalle caratteristiche dielettriche della configurazione di riferimento asta-piano nelle condizioni di sollecitazione critica applicata e tenendo conto del massimo livello di sovratensioni di manovra che si possono verificare nel sistema in oggetto, delle caratteristiche geometriche della configurazione considerata, delle condizioni atmosferiche, della presenza di oggetti metallici a potenziale flottante e di isolatori di tipo cappa e perno danneggiati. Il presente lavoro, sviluppato nell’ambito del progetto Trasmissione e Distribuzione, ha permesso di individuare criteri per estendere le modalità di valutazione della componente elettrica delle minime distanze di avvicinamento anche a sistemi con tensioni nominali inferiori a 72,5 kV, caratterizzati da distanze di isolamento inferiori ad 1 m. In tale campo di tensioni si colloca il sistema di distribuzione della rete elettrica italiana, che viene normalmente esercita a 24 kV. Sono state valutate le caratteristiche dielettriche della configurazione di riferimento asta-piano con distanze tra gli elettrodi nel campo compreso tra 20 cm e 1 m. Per tale campo di distanze non sono infatti disponibili in letteratura risultati sperimentali significativi, in quanto la maggior parte delle prove effettuate nel passato ha riguardato il campo delle alte ed altissime tensioni, caratterizzato da distanze in aria da 1 m fino a qualche decina di metri. L’attività sperimentale è stata condotta sia applicando impulsi standard 250/2500 µs che applicando impulsi con differenti tempi alla cresta, in modo da individuare la sollecitazione critica. La ricerca è stata focalizzata su sollecitazioni di polarità positiva, in quanto quelle di polarità negativa sono meno critiche dal punto di vista della tenuta.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 tempo di cresta [us] ten s io n e d i scar ica U50% [kV ] d=200mm d=600mm d=1000mm Configurazione asta-piano e risultati delle prove effettuate per individuare la sollecitazione critica L’analisi dei dati ottenuti ha permesso di concludere che per distanze inferiori a 600 mm l’influenza del tempo di fronte della sollecitazione diventa trascurabile e che i risultati ottenuti con la sollecitazione standard rappresentano in maniera conservativa le caratteristiche della configurazione di riferimento. E’ stato inoltre possibile verificare che la relazione che meglio rappresenta la tenuta della configurazione di riferimento nelle condizioni critiche è quella già proposta per lunghezze del gap comprese tra 0,5 e 12 m: )146,0(ln1080 50 +⋅= dU crit 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 lunghezza gap [m] ten s i o n e d i scari ca U50% [kV] dati prove SI 250/2500 + 500*D^0,6 1080ln(0,46D+1) Confronto tra i dati sperimentali e le curve proposte in letteratura per esprimere la tenuta della configurazione di riferimento

Nelle reti MT le principali operazioni di manutenzione sotto tensione sono quelle che riguardano le linee elettriche aeree. Le più comuni sono quelle che riguardano la sostituzione delle traverse dei pali o la sostituzione degli isolatori installati sui medesimi. Sono state effettuate prove su configurazioni rappresentative di reali operazioni di sostituzione di isolatori di linee MT. Simulazioni delle configurazioni relative alla sostituzione di un isolatore vecchio con legatura in filo di rame con un isolatore nuovo con legatura preformata Le prove effettuate hanno consentito di verificare che la tenuta di tali configurazioni risulta, a pari distanza del minimo spazio d’aria, superiori a quella della configurazione di riferimento. L’utilizzo della relazione proposta per il calcolo della componente elettrica della minima distanza di avvicinamento risulta quindi essere una assunzione conservativa e garantisce quindi la sicurezza delle operazioni.