INTERFERENZE ELETTROMAGNETICHE NUOVI SCENARI PER I GASDOTTI
Questa tematica è ben nota alle società che gestiscono la rete trasporto gas naturale e forse un po’ meno per quelle che gestiscono la rete di distribuzione…si tratta
di un argomento tecnico che non offre molto spazio a grandi filosofie descrittive ma per affrontarlo sul piano pratico occorre tuffarsi per vie brevi negli aspetti legislativi e normativi; quindi caro lettore fai un bel sospiro prima di proseguire con la lettura!
Una premessa d’obbligo: questo articolo NON ha lo scopo di sostituirsi allo studio della legislatura e/o normativa tecnica vigente e/o proporre un modus operandi da
adottare per la gestione dei casi di interferenza…
Perché la rete di trasporto del gas è tipicamente più impattata dalle interferenze elettromagnetiche rispetto ad una rete di distribuzione? Semplicemente perché il
fenomeno dell’induzione elettromagnetica avviene quando sussiste un parallelismo tra una linea aerea per il trasporto dell’energia elettrica in alta tensione e un gasdotto interrato dotato di un rivestimento ad alto valore isolante; il D.M. 17 aprile 2008 recita infatti: per linee elettriche aeree con tensione di esercizio maggiore di 30 kV occorre verificare le eventuali interferenze elettromagnetiche sulla condotta in modo da prevedere eventualmente l’esecuzione di opere di protezione a difesa di tensioni indotte
Ecco la prima indicazione offerta dal D.M.: “30 kV Alta tensione”: occorre conoscere la classificazione delle linee elettriche:
Classificazione dei sistemi elettrici
Classificazione dei sistemi elettrici in base alla tensione elementi conoscitivi di linee elettriche AT, MT, BT
Si definisce tensione nominale di un sistema il valore della tensione con il quale il sistema è denominato ed al quale sono riferite le sue caratteristiche. Secondo la pratica corrente, pur se non sancita da alcuna norma, si parla di bassa, media ed alta tensione secondo il seguente criterio:
Possiamo affermare che la verifica delle interferenze elettromagnetiche deve essere eseguita, per legge, solo ed esclusivamente se la linea inducente è classificata Alta Tensione, secondo quanto indicato nella norma di riferimento CEI EN 50443 “Effetti delle interferenze elettromagnetiche sulle tubazioni causate da sistemi di trazione elettrica ad alta tensione in corrente alternata e/o da sistemi di alimentazione ad alta tensione in corrente alternata”.
In tale ambito rientrano sistemi interferenti aerei, interrati e la linea ferroviaria AV, unica in Italia ad essere alimentata in corrente alternata, con una linea portante a 132kV e due sottolinee da 25kV ciascuna:
Vediamo ora quali sono le tipologie di interferenze elettromagnetiche definite nella norma CEI EN 50443:
Accoppiamento induttiva
Una conduttura metallica che corre in prossimità di una linea elettrica esercita in c.a. è soggetta a tensioni indotte derivate dal campo magnetico della linea stessa.
L’ampiezza e quindi la pericolosità di queste tensioni dipendono dall’estensione del parallelismo e avvicinamento tra le due strutture, dalla corrente presente nei cavi
della linea; il fenomeno si riduce drasticamente in caso le due strutture si incrocino con angoli prossimi a 90°.
Fenomeno perticolarmente presente su gasdotti con rivestimento
ad alto potere isolante (polietilene 3 strati):
– Limiti per la sicurezza EN 50443
– Limiti per rischio di corrosione ISO 18086
Accoppiamento conduttivo
In caso di guasto della linea elettrica le correnti scaricate attraverso l’impianto di terra di un traliccio di una sottostazione o di una centrale elettrica producono
l’innalzamento del potenziale del terreno circostante. La differenza tra il potenziale innalzato nel terreno e il potenziale della tubazione, nella zona d’influenza, può
provocare il danneggiamento della conduttura, pericoli per le persone o danni alla strumentazione. Il potenziale innalzato può anche essere trasferito a lunghe distanze (alcuni Km) ed è in funzione del rivestimento isolante della conduttura.
Rischio dal quale il DM 17 aprile 2008 trae lo spunto per imporre l’analisi delle interferenze elettromagnetiche:
– Limiti per la sicurezza EN S0433
Accoppiamento capacitivo
Per effetto del campo elettrico prodotto dalla linea elettrica, una conduttura isolata può presentare differenza di potenziale rispetto a terra. L’accoppiamento riguarda solo condutture o impianti aerei non collegati direttamente a terra (aerei). Nel caso di interramento, l’effetto schermante del terreno ne limita drasticamente gli effetti. Le grandezze d’interesse in questo caso sono: la tensione di esercizio della linea inducente, la distanza tra le due strutture.
L’effetto è riscontrabile ad esempio:
– durante la fase di varo di un gasdotto se lo stesso si trova in stretto parallelismo con elettrodotto, il metodo di mitigazione della tensione indotta consiste nel collegaretemporaneamente a terra il gasdotto;
– gasdotto in attraversamento fluviale;
– impianti di linea; …
Possiamo affermare che gli accoppiamenti oggetto dei calcoli prescritti dal D.M. riguardano principalmente l’effetto induttivo e l’effetto conduttivo; l’effetto capacitivo è sostanzialmente trascurabile nella maggioranza dei casi.
Dato il D.M. e i tipi di accoppiamenti da analizzare, bisogna capire quando effettivamente vanno eseguiti i calcoli; la norma CEI EN 50443 stabilisce le distanze tra
condotta interrata e linea inducente attraverso la seguente tabella:
Tabella 1 – Distanze d’interferenza
Immaginiamo che esista un progetto in corso per modificare il percorso di una condotta interrata piuttosto che il percorso di una linea per trasporto energia in alta tensione; si applica il D.M che impone lo studio delle interferenze elettromagnetiche che di fatto deve avvenire se tra l’asse della condotta e la linea inducente c’è una distanza < 3 km.
La norma CEI EN 50443 offre poi dettagli in merito a quando l’accoppiamento conduttivo si può considerare trascurabile:
a) L’accoppiamento capacitivo con un sistema ferroviario deve essere considerato nel caso di distanza inferiore a:
– 10 m per i sistemi a 15 kV, 16,7 Hz;
– 50 m per i sistemi a 25 kV, 50 Hz.
b) L’accoppiamento capacitivo con sistemi di alimentazione in c.a. deve essere considerato nel caso di prossimità inferiore a 100 m.
c) L’accoppiamento conduttivo con un sistema di trazione elettrica in c.a. deve essere considerato nel caso di attraversamento o prossimità inferiore a 5 m dalla rotaia più vicina o dai pali o dai componenti metallici collegati alle rotaie. Per i guasti lato AT di una sottostazione in c.a. che alimenta un sistema di trazione elettrica in c.a. l’accoppiamento conduttivo deve essere considerato nel caso di prossimità inferiore a 150 m dalla maglia di terra.
d) Da non considerare per i sistemi di alimentazione in c.a:
e) Per prevenire i danni alla tubazione o alle apparecchiature connesse, si applicano le condizioni seguenti:
L’accoppiamento conduttivo con i sistemi di alimentazione in c.a. deve essere considerato nel caso di prossimità inferiore a:
– 5 m dalla parte visibile più vicina del traliccio di una linea elettrica AT con tensione nominale pari a 50 kV o
inferiore;
– 20 m dalla parte più vicina del traliccio di una linea elettrica AT dotata di fune(i) di guardia, con tensione
nominale superiore a 50 kV;
– 100 m dalla parte visibile più vicina al traliccio di una linea elettrica AT non dotata di fune(i) di guardia, con
tensione nominale superiore a 50 kV;
– 20 m dai sistemi di messa a terra dei cavi di alimentazione in AT con tensione nominale superiore a 50 kV;
– 150 m dalla maglia di terra si una sottostazione elettrica.
In ogni caso deve essere osservata una distanza minima di 2 m dalla parte più vicina del sistema di messa a terra di un traliccio.
Per garantire la sicurezza elettrica delle persone, nel caso in cui una qualunque parte metallica connessa alla tubazione sia ad esse accessibile, deve essere considerato l’accoppiamento conduttivo al disotto della distanza d’interferenza definita nell’art. 5.
f) Le distanze d’interferenze sono uguali a quelle indicate nell’art. 5.
Di seguito sono riportati i limiti di ammissibilità delle tensioni indotte sulle condotte metalliche interrate interferite da sistemi elettrici eserciti in corrente alternata in alta tensione:
La valutazione dell’interferenza deve essere descritta in una relazione tecnica nella quale deve essere dichiarato che il calcolo matematico è stato eseguito secondo il criterio CIGRE o ITU CEI EN 50443; il calcolo deve permettere la simulazione di eventuali sistemi di messa a terra integrativi sulla struttura indotta in modo da assicurare il rispetto dei limiti di ammissibilità dell’interferenza. Per la corretta esecuzione del calcolo dell’interferenza, l’incaricato dell’attività dovrà raccogliere i dati della struttura indotta, quali; geometria, caratteristiche dielettriche dell’isolamento, posizionamento giunti isolanti, posizionamento impianti di terra e loro valore elettrico, caratteristiche elettriche dei dispositivi di protezione collegati agli impianti di terra; e i dati della struttura inducente, quali, percorso, ubicazioni tralicci e relativi impianti di messa a terra, caratteristiche elettriche della linea, tempi di intervento delle protezioni della linea, valori della resistività del terreno in corrispondenza dei tralicci.
NUOVE TIPOLOGIE DI INTERFERENZE ELETTRICHE CHE INTERESSANO I GASDOTTI
Un impianto BESS, o Battery Energy Storage System, è un sistema di accumulo energetico che utilizza batterie per immagazzinare energia elettrica, rendendola disponibile in un secondo momento quando la domanda di energia è superiore alla produzione.
Qualsiasi impianto di produzione e/o accumulo di energia necessita sempre di una stazione elettrica di trasformazione da corrente continua a corrente alternata (50 Hz) e di innalzamento della stessa, tipicamente in alta tensione, per consentirne la trasmissione e la distribuzione sulla rete nazionale.
…l’argomento è sicuramente complesso quindi potremo approfondire la tematica attraverso i focus che APCE predisporrà nel corso del 2027…
Il presente focus è stato pubblicato anche al seguente link https://energiamedia.it/media-corner/online-il-terzo-focus-apce/