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Studio di un sensore di campo elettrico vettoriale per misure impulsive

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Studio di un sensore di campo elettrico vettoriale per misure impulsive

Nel presente studio viene proposta una metodologia innovativa per la misura vettoriale di un campo elettrico impulsivo basato su tecnologia ottica. Attraverso un’analisi di sensitività sono stati confrontati differenti materiali al fine di ottimizzare la misura.

L’intensità del campo elettrico, definito come forza per unità di carica, rappresenta lo stress a cui viene sottoposto un materiale dielettrico, sia esso solido, liquido o gassoso. La sua accurata misura risulta quindi importante in vari ambiti tra i quali la sicurezza e la diagnostica. Gli strumenti principalmenteutilizzati per la misura del campo elettrico sfruttano accoppiamenti capacitivi o, nel caso di fenomeni ad elevata frequenza, effetti legati alla propagazione delle onde elettromagnetiche. Queste tecniche soffrono principalmente di due difetti: per loro natura sono insensibili ai campi statici (DC) e costruttivamente contengono parti metalliche. In presenza di elevati valori di tensione, e quindi di campielettrici intensi, la presenza di parti metalliche risulta particolarmente critica in quanto vi è il rischio che una scarica elettrica possa propagare dalla sorgente verso il sensore. Per ovviare a queste problematiche è stata valutata la possibilità di sviluppare un sensore ottico totalmente dielettrico. In particolarel’attenzione si è concentrata sulla realizzazione di un sensore vettoriale funzionante fino ad una frequenza dell’ordine del GHz. Queste caratteristiche permettono molteplici applicazioni: dalla diagnostica dell’invecchiamento degli isolanti, alla misura di scariche su piccola e grande distanza, al monitoraggio di giunti nei cavi MT. Il suo utilizzo ricadrebbe inoltre nell’ambito della sicurezzasoprattutto in tutti i lavori effettuati in presenza di tensione. La realizzazione di un sensore con queste caratteristiche avrebbe un carattere molto innovativo. Da una ricerca sullo stato dell’arte dei sensori elettro-ottici si è visto che le pubblicazioni in merito alla problematica sono recentissime, il campo è aperto e vi sono possibilità di sviluppare elementi di novità, sia dal punto di vista teorico che sperimentale. Inoltre, in caso di esito positivo, la tecnica nel suo complesso, potrebbe dimostrarsi un miglioramento rispetto alle indicazioni previste dalla norma per la misura di scariche parziali in alta tensione, diventando così possibile oggetto di brevetto e della realizzazione di un prodotto che vada a superare isistemi attualmente in commercio. Questo studio teorico è stato effettuato con lo scopo di individuare i materiali con proprietà fisiche più performanti relativamente alle caratteristiche del sensore in oggetto.

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