Il funzionamento di una rete elettrica è programmato in relazione alle previsioni di carico a breve, medio e lungo termine elaborate sulla base delle conoscenze statistiche dei periodi passati. Per le singole linee esistono diversi fattori che possono influenzare notevolmente il carico transitante, i flussi conseguenti, quindi, non devono essere incompatibili con la capacità di trasporto delle linee stesse. Si ricordano, tra i fattori più importanti, i seguenti: a) l’indisponibilità improvvisa di un collegamento, che determina una ridistribuzione del flusso di potenza sulle altre linee della rete, alcune delle quali potrebbero trovarsi a trasmettere una potenza eccessiva; b) l’improvvisa mancanza di una consistente quota di potenza generata in un’area, derivante da cause accidentali e pertanto improvvise, che determina il trasferimento di potenza dalle aree circostanti con conseguente aumento, anche notevole, del carico in alcuni collegamenti; c) la necessità, o la convenienza, di importazioni di potenza rilevanti dai collegamenti con l’estero i quali devono quindi poter essere caricati al massimo della loro capacità di trasporto; d) i transiti di potenza dovuti all’integrazione del parco generazione termoelettrica con quello idroelettrico ad accumulo. Da questo quadro si vede come le linee possano essere interessate da transiti di potenza più elevati di quelli medi anche per tempi rilevanti. In generale la capacità di trasporto di una linea elettrica aerea è limitata, oltre che da altri fattori, dalla temperatura ammissibile dal conduttore. Attualmente il limite di potenza sulla rete italiana è legato, in accordo con la Norma CEI 11-4, essenzialmente al rispetto dei vincoli di altezza sul terreno e sulle acque non navigabili e di distanza dalle opere attraversate o limitrofe (rischio di scarica) attribuendo ad essi la configurazione corrispondente alla temperatura di 55 °C nella zona climatica A e di 40 °C nella zona climatica B; tali valori rappresentano un riferimento progettuale e non già valori limite per la temperatura che i conduttori possono assumere nelle reali condizioni di esercizio. La temperatura di un conduttore, inoltre, deve essere limitata perché può determinare la progressiva riduzione del carico di rottura (invecchiamento) Un soluzione per incrementare la capacità di trasporto di energia elettrica delle linee elettriche, a fronte di una crescente domanda, è quella di costruire nuovi elettrodotti, ma ciò non sarebbe conveniente se si considerano aspetti di tipo tecnico-economico e, soprattutto, vista la sempre crescente difficoltà che la costruzione di nuove linee elettriche aeree incontra, in ragione di un’intensa utilizzazione del territorio e della conseguente degradazione dei beni paesaggistici ed a seguito di una maggiore sensibilità della collettività verso i problemi ambientali. E’ necessario, infatti, individuare il nuovo tracciato e le nuove servitù, seguire l’iter autorizzativo, impiegare ed installare nuovi sostegni e tesare il conduttore. Un’altra soluzione è quella di ottimizzare e valorizzare,

“uprating”, gli elettrodotti esistenti sostituendo i conduttori con corde che consentano maggiori capacità di trasporto. In questo caso è necessario verificare i franchi e le sollecitazioni meccaniche, dovuti al peso ed al diametro delle nuove corde, applicate ai sostegni ed alle fondazioni esistenti e dove necessario sostituirli e ritesare la linea. Potrebbe essere conveniente, tuttavia, variare i limiti costituiti dalla massima potenza trasmissibile sulle linee elevandone i valori per consentire il raggiungimento di un dispacciamento ottimo a costo totale inferiore; ad esempio la conoscenza della sovraccaricabilità in tempo reale di una linea e la conseguente possibilità di trasportare maggiore potenza nei collegamenti potrebbe evitare la messa in servizio, assai costosa, di centrali a turbogas per soddisfare necessità locali oppure consentirebbe di massimizzare il carico delle linee in condizioni critiche di dispacciamento. Numerose Utility stanno studiando la possibilità di adottare, o stanno impiegando, un sistema di controllo dinamico della temperatura dei conduttori per ottenere un incremento della capacità di trasporto delle linee. La temperatura del conduttore dipende dall’energia transitante, dalle caratteristiche elettriche della corda e dai parametri atmosferici come il vento ed il sole. La relazione tra questi parametri è nota come equazione di bilancio termico. L’esposizione nel documento è stata suddivisa nel modo seguente: Nel 1° capitolo è sviluppato il modello matematico presentato alla CIGRE [2] e [3] CT22/WG12 suddiviso in due sezioni. La sezione 1 riguarda l’equazione termica riferita alla condizione operativa normale del conduttore denominata “steady-state” (stato stazionario o regime stazionario) mediante l’implementazione della seguente uguaglianza: Calore assorbito = Calore disperso In quest’ambito il conduttore è assunto in equilibrio termico (non c’è calore immagazzinato nel conduttore). In questa sezione è sviluppato il modello utilizzato per determinare la capacità di trasporto dei conduttori in fase di progettazione della linea e può, anche, essere applicato per determinare l’eventuale reale disponibilità al sovraccarico di una linea esistente. La sezione 2 definisce il metodo per determinare la temperatura del conduttore in condizione di non equilibrio. Questo modello è adoperato, ad esempio, nei sistemi di monitoraggio in tempo reale. La sezione 2 applica la seguente equazione: Calore immagazzinato nel conduttore = Calore assorbito – Calore disperso

Il 2° capitolo riguarda l’architettura del sistema di monitoraggio della temperatura dei conduttori installato nel laboratorio CESI di prove meccaniche dove è implementato il modello matematico descritto nelle due sezioni 1 e 2.