Il presente rapporto descrive le attività di Ricerca di Sistema svolte nell’ambito del Progetto TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE, Work Package 2.1 “Sviluppo di metodi innovativi di manutenzione sotto tensione”. Nelle configurazioni di manutenzione sotto tensione di linee AT risulta della massima importanza la valutazione della distribuzione del campo elettrico al fine di garantire gli adeguati livelli di sicurezza sia nei confronti degli operatori coinvolti, sia in riferimento alla continuità e alla qualità dell’esercizio degli impianti oggetto di manutenzione. Il calcolo del campo elettrico nelle zone circostanti gli isolatori di linea è inoltre fondamentale per l’interpretazione dei rilievi diagnostici effettuata con sensori di campo utilizzati con tecniche di manutenzione sotto tensione. Sulla base di queste premesse risulta pertanto essenziale la scelta di un codice di calcolo che meglio si adatti per quanto riguarda la facilità d’uso, ma soprattutto caratterizzato da un’adeguata precisione relativamente alle configurazioni geometriche che si incontrano nelle attività sopra accennate. Il presente lavoro, sviluppato nell’ambito del progetto Trasmissione e Distribuzione, riguarda innanzitutto l’analisi dei più diffusi codici disponibili sul mercato per il calcolo dei campi elettrici, in grado di risolvere le equazioni di Maxwell utilizzando differenti metodi di calcolo: – metodo delle differenze finite; – metodo degli elementi finiti; – metodo boundary elements. L’analisi comparata di due codici di calcolo, il primo (COMSOL) basato sul metodo degli elementi finiti, più generale ed in grado di risolvere problemi multifisici, il secondo (COULOMB) basato sul metodo boundary, di più semplice utilizzazione e dedicato esclusivamente al calcolo dei campi elettrici, ha permesso di effettuare la scelta del prodotto più adatto all’applicazione in configurazioni di linee di Alta Tensione. Le precisioni di calcolo che si ottengono con i due programmi sono analoghe, ma quello basato sul metodo boundary richiede tempi di calcolo sensibilmente inferiori soprattutto nel caso di elettrodi aventi una geometria complessa. Quest’ultimo infatti richiede che solo la loro superficie sia suddivisa in areole elementari, mentre lo spazio in cui esse si trovano non debba essere sottoposto a meshatura (come invece accade con il metodo degli elementi finiti). La mesh è in tal modo legata all’elettrodo e non dipende dalla sua posizione nello spazio. Lo spostamento relativo di elettrodi tra di loro non richiede pertanto di ridefinire la mesh. Questo fatto importante consente di ottimizzare una volta per tutte la mesh da attribuite ai diversi tipi

di elettrodi considerati e di costruire così una libreria di elettrodi dotati intrinsecamente di mesh appropriata. Di conseguenza il programma consente di simulare facilmente le deformazioni di campo introdotte da elementi flottanti in funzione della posizione lungo l’asse di un isolatore. Si è quindi ritenuto adatto allo scopo del presente lavoro l’utilizzo del codice di calcolo COULOMB. Esempio di soluzione di problema elettrostatico con metodo agli elementi finiti (COMSOL) Esempio di soluzione di problema elettrostatico con metodo boundary (COULOMB) Il codice di calcolo COULOMB è stato quindi utilizzato al fine di iniziare le attività di messa a punto di un modello rappresentativo di una configurazione di isolamento di linea di Alta Tensione equipaggiata con isolatori compositi. Sono in particolare state effettuate analisi preliminari al fine di verificare quale sia l’influenza sulla precisione di calcolo della simulazione di dettaglio delle varie parti che compongono l’isolatore. Tale modello, opportunamente perfezionato, potrà essere utilizzato per lo studio del funzionamento del dispositivo per il rilievo del campo elettrico utilizzato a fini diagnostici e per approfondire gli aspetti relativi alla sensibilità del metodo in relazione alle dimensioni e alla posizione dei difetti che possono essere presenti sull’isolatore.