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rapporti - Deliverable

Studio di metodologie e strumenti per la gestione e lo sviluppo di lineeelettriche in AC e DC

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Studio di metodologie e strumenti per la gestione e lo sviluppo di lineeelettriche in AC e DC

Il rapporto descrive le attività di ricerca a carattere tecnologico svolte nell’ambito del PAR 2014 finalizzate allo studio di metodologie e strumenti per la gestione e lo sviluppo di linee elettriche in AC e DC.

L’attività effettuata, e descritta nel Deliverable, è volta principalmente allo studio e alla implementazione di strumenti e prodotti di gestione delle linee elettriche in AC e DC, di modelli di fenomeni di degrado dei componenti e delle relative tecniche e metodologie di misura in laboratorio ed in campo (attraverso l’impiego di sistemi di monitoraggio), di nuove metodologie di prova per la caratterizzazione di componenti innovativi di linee e stazioni.
In particolare con riferimento ai temi relativi agli isolamenti di linee e stazioni elettriche sono state svolte le seguenti attività:
• Il montaggio, il cablaggio e la realizzazione finale del nuovo sistema di rilievo della contaminazione ambientale per sistemi in corrente continua AMICO DC.
• La messa a punto di prove di invecchiamento accelerato (e del relativo impianto di prova) di isolatori in materiale polimerico in presenza di tensioni continue.
• La messa a punto di protocolli di prova di isolatori polimerici provenienti dall’esercizio atti a quantificare il grado di tenuta dielettrica in condizioni di elevata severità di polluzione ambientale.
• la messa a punto ed installazione di sistemi di monitoraggio in campo del comportamento di isolamenti di linea e stazione, per la valutazione nel tempo delle performance di soluzioni di incremento tenuta isolatori di linea e stazione.
Con riferimento ai temi riguardanti l’incremento della capacità di trasporto delle linee è stata effettuata una survey dei conduttori presenti sul mercato e di quelli in fase di introduzione nello stesso, con riferimenti alle attività di RdS svolte negli anni su questo tema. Sempre a questo riguardo è stata effettuata un’analisi dell’attività di ricerca pre-normativa in corso (CIGRE) e di quella normativa in fasedi definizione (IEC, Cenelec, ASTM).
Sempre con riferimento ai temi riguardanti l’incremento della capacità di trasporto, l’attività svolta nel presente PAR ha portato alla realizzazione di un prototipo completo del sistema ottico di misura del franco da terra (Saglas Safe), attraverso l’integrazione dei componenti sviluppati per la realizzazione delprototipo e la prova funzionale del prototipo completo.
Con riferimento alla problematica connessa al rilievo dei profili di campo elettrico lungo isolatori compositi, l’attività di sviluppo di un prototipo di array di sensori a fibra ottica ha portato nel corso del presente PAR alla realizzazione di un prototipo completo del dispositivo. Il prototipo realizzato consente la misura di campo elettrico simultanea in 10 punti allineati su una lunghezza di 70 cm. Sulla base del progetto, definito nel corso del periodo RdS precedente, sono stati realizzati i disegni esecutivi del prototipo, sono stati acquisiti i componenti ed i materiali necessari, sono stati realizzati nuovi sensori a fibra. E’ stato quindi assemblato l’array di sensori su supporto dielettrico, è stata progettata e realizzata l’elettronica di generazione e di ricezione del segnale ottico. Infine è stato sviluppato un software dedicato in ambiente Labview. Dalle misure effettuate è stato possibile evidenziare che gli andamenti misurati da ciascun sensore non sono perfettamente sovrapponibili per una medesima posizione lungo l’isolatore. Una possibile spiegazione (confermata da simulazioni software) al fenomeno è data dalla variazione della costante dielettrica tra aria e materiale dielettrico costituente il supporto, che può influenzare localmente la direzione del campo elettrico. Per mitigare l’effetto dovuto alla presenza dell’asta in fibra di vetro è possibile ricorrere all’uso di materiali a bassa costante dielettrica per ilsupporto dei sensori e per la loro protezione.
Relativamente alle problematiche dei fenomeni di scarica in aria, l’attività svolta nel presente PAR ha preso in esame le metodologie numeriche e sperimentali che rendono possibile il confronto fra l’impulso di corrente misurato da un elettrodo a fronte di una iniezione corona in aria e la relativa simulazione del fenomeno. Comparazioni preliminari fra simulazioni e misure sono state effettuate.
Sono state anche svolte delle prime prove di utilizzo del codice su configurazioni in scala reale; in particolare il codice è stato utilizzato per stimare le correnti di dispersione di uno spezzone di una linea ad altissima tensione in corrente continua.
Il lavoro di ricerca sviluppato durante il presente piano di realizzazione ha consentito di verificare come la struttura del codice sviluppato sia robusta e affidabile, ma debbano essere affinati i parametri inseriti nel modello in modo da ottenere previsioni più aderenti alla realtà.
Le prime simulazioni in questo ambito hanno messo in evidenza come la modellazione chimica sia di primaria importanza in questo campo e l’assorbimento degli elettroni emessi per effetto corona da parte di particelle neutre riveste un aspetto cruciale. L’ adozione di un modello chimico raffinato è in fase di verifica e le prime stime riportano come il cammino di assorbimento degli elettroni passi da diversi metri a pochi centimetri.
Con riferimento allo sviluppo del dispositivo robotizzato (ILENA), nel corso del presente PAR si è provveduto ad implementare le ultime modifiche hardware e software al prototipo.
Le modifiche hanno consentito al dispositivo robotizzato di effettuare autonomamente il superamento di una morsa di sospensione e di un giunto a compressione installati su una campata sperimentale presso il laboratorio di prove meccaniche RSE di Brugherio.
L’attività svolta ha dimostrato la fattibilità della realizzazione di un dispositivo robotizzato di dimensioni contenute in grado di muoversi in autonomia lungo un conduttore di fase di una linea di alta tensione, superando gli elementi di morsetteria che equipaggiano la linea stessa.
Nel corso del presente PAR è stata inoltre portata a compimento l’ultima fase dell’attività prevista nell’accordo di collaborazione RSE-ACEA, relativa alla diagnostica in linea e fuori linea di tratte in cavo della rete di media tensione (MT). In particolare a valle delle attività svolte, che hanno consentito di sviluppare e mettere a punto tecniche di misura e algoritmi per la valutazione del degrado di cavi e relativi componenti di linea (terminali e giunti), sono state effettuate, presso i laboratori RSE, ulteriori verifiche attraverso l’impiego di laboratori mobili di RSE ed ACEA. Le verifiche hanno consentito di confrontare le tecniche di misura impiegate e di introdurre ulteriori affinamenti degli algoritmi divalutazione dello stato dei componenti.
A valle di questa fase si è proceduto alla sperimentazione in campo delle suddette tecniche di misura attraverso l’impiego del laboratorio mobile ACEA e con la collaborazione di personale RSE.

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