AP ENGINEERING REL 08 - si-vvi.regione.sicilia.it
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Regione Siciliana
Comune di Paceco Libero Consorzio Comunale di Trapani
PROGETTO DEFINITIVO
PROGETTO DI UN IMPIANTO AGRO-FOTOVOLTAICO COLLEGATO ALLA RTN CON POTENZA NOMINALE DC DI 39.992,40 kWp E UNA POTENZA
NOMINALE AC 33.089 kW DA REALIZZARSI NEL COMUNE DI PACECO (TP) - C/DA XIGGIARE
Elaborato: RELAZIONE TECNICA SULL’ESPOSIZIONE AI CAMPI
ELETTROMAGNETICI
Tavola: Disegnato: Approvato: Rilasciato:
REL_08
AP ENGINEERING AP ENGINEERING
Foglio 210x297 (A4) Prima Emissione
Progetto: Data: Committente:
IMPIANTO
KINISIA 2 25/02/2021
Green Thirteen S.r.l.
Cantiere: Progettista:
PACECO - XIGGIARE
AP Engineering srls, Via Vespri 83 - 91100 Trapani P.IVA 02655170815 Email: [email protected]
PROGETTO DI UN IMPIANTO AGRO-FOTOVOLTAICO COLLEGATO ALLA RTN CON POTENZA NOMINALE DC DI 39.992,40 kWp E UNA POTENZA NOMINALE AC 33.089 kW DA REALIZZARSI NEL COMUNE DI PACECO (TP) - C/DA XIGGIARE
RELAZIONE TECNICA CAMPI ELETTROMAGNETICI REL_08
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INDICE
PREMESSA ....................................................................................................................................... 3
RIFERIMENTI NORMATIVI ................................................................................................................ 5
1 VALUTAZIONE DELL’ESPOSIZIONE UMANA. VALORI LIMITE ............................................................ 6
1.1 Campo elettromagnetico .................................................................................................................. 7
1.1.1 Campo elettrico ............................................................................................................................. 8
1.1.2 Campo magnetico .......................................................................................................................... 8
1.2 Differenze tra campi indotti da linee elettriche aeree e campi indotti da linee interrate............... 9
1.2.1 Campo elettrico ............................................................................................................................. 9
1.2.2 Campo magnetico .......................................................................................................................... 9
2 CAMPO ELETTROMAGNETICO GENERATO DAI MODULI FOTOVOLTAICI ........................................ 11
3 CAMPO ELETTROMAGNETICO GENERATO DAGLI INVERTER ......................................................... 12
4 CABINE ELETTRICHE MT/BT ......................................................................................................... 13
5 LINEE ELETTRICHE DI MEDIA TENSIONE ....................................................................................... 14
6 SOTTOSTAZIONE ELETTRICA DI UTENZA MT/AT 30/220KV ........................................................... 20
7 ELETTRODOTTO AT 220 KV ......................................................................................................... 22
7.1 Campo Elettrico .............................................................................................................................. 23
7.2 Induzione magnetica ...................................................................................................................... 24
8 CONCLUSIONI ............................................................................................................................. 26
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PREMESSA
La presente relazione tecnica è parte integrante del progetto definitivo dell’impianto di produzione
di energia elettrica da fonte energetica rinnovabile attraverso tecnologia fotovoltaica, denominato
“KINISIA 2”, che la Società Green Thirteen S.r.l. (“G.T.” o “la Società”) intende realizzare nel Comune
di Paceco (TP), in località Xiggiare, ed ha per oggetto la valutazione previsionale dei campi
elettromagnetici generati durante l’esercizio dalle infrastrutture elettriche di utenza ai fini della
valutazione dell’esposizione umana.
Poiché le linee di trasporto e di distribuzione dell’energia elettrica (elettrodotti), hanno in Europa
una frequenza di 50 Hz i campi elettrici e magnetici rientrano nella banda ELF (30 – 300 Hz, bassa
frequenza) e quindi regolati dal D.P.C.M. 8 luglio 2003 per la determinazione delle fasce di
rispetto.
In particolare “la fascia di rispetto” di cui al DM 29/05/2008 viene calcolata tenendo conto
dell’elettrodotto interrato e della Sottostazione Elettrica MT/AT.
Al calcolo della fascia di rispetto segue la verifica dell’assenza di ricettori sensibili all’interno di tale
fascia: aree gioco per l’infanzia, ambienti abitativi, ambienti scolastici, luoghi adibiti a permanenze
non inferiori a 4 ore giornaliere.
Ai fini della protezione della popolazione dall’esposizione umana ai campi elettrici e magnetici
alla frequenza di rete generati da linee e cabine elettriche, il D.P.C.M. 8 luglio 2003 fissa, in
conformità alla Legge 36/2001:
- I limiti di esposizione del campo elettrico (5 kv/m) e del campo magnetico (100 µT) per
la protezione da possibili effetti a breve termine;
- Il valore di attenzione (10 µT) e l’obiettivo di qualità (3 µT) del campo magnetico, da
intendersi come mediana nelle 24 ore in normali condizioni di esercizio, per la
protezione da possibili effetti a lungo termine connessi all’esposizione nelle aree di
gioco per l’infanzia, in ambienti abitativi, in ambienti scolastici e nei luoghi adibiti a
permanenza non inferiore a 4 ore giornaliere.
Il valore di attenzione si riferisce ai luoghi tutelati esistenti nei pressi di elettrodotti esistenti;
l’obiettivi di qualità si riferisce, invece, alla progettazione di nuovi elettrodotti in prossimità di
luoghi tutelati esistenti o alla progettazione di nuovi luoghi tutelati nei pressi di elettrodotti
esistenti. Il D.P.C.M. 8 luglio 2003, in attuazione della Legge 36/01 (articolo 4 comma 1 lettera
h), introduce la metodologia di calcolo delle fasce di rispetto, definita nell’allegato al Decreto
29 maggio 2008. Detta fascia, comprende tutti i punti nei quali, in normali condizioni di
esercizio, il valore di induzione magnetica può essere maggiore o uguale all’obiettivo di qualità.
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Al fine di agevolare/semplificare l’iter autorizzativo relativo alla costruzione ed esercizio di
linee e cabine elettriche, la metodologia di calcolo per la determinazione delle fasce di
rispetto, prevede una procedura semplificata di valutazione, con l’introduzione della Distanza
di Prima Approssimazione (DPA), la quale permette, nella maggior parte delle situazioni, una
valutazione esaustiva dall’esposizione ai campi magnetici.
Nella presente relazione tecnica, applicando la procedura semplificata, vengono calcolate le
fasce di rispetto e le DPA delle cabine e linee elettriche oggetto di progettazione, ai fini della
valutazione dell’esposizione umana ai campi elettrici e magnetici.
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RIFERIMENTI NORMATIVI
I principali riferimenti normativi da presi in considerazione per la progettazione, la costruzione
e l’esercizio dell’intervento oggetto del presente documento, sono di seguito elencati:
Norma CEI 106-11 (Guida per la determinazione delle fasce di rispetto per gli elettrodotti
secondo le disposizioni del D.P.C.M. 8 luglio 2003 (art.6));
D.P.C.M. del 8 luglio 2003 “Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e
degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni ai campi
elettrici e magnetici alla frequenza di rete (50 Hz) generati dagli elettrodotti”;
Legge n.36 del 22 febbraio 2001;
Decreto Interministeriale del 21 marzo 1988 n.449;
Guida e-Distribuzione Distanza di prima approssimazione da linee e cabine elettriche;
Norma CEI 211-4 “Guida ai metodi di calcolo dei campi elettrici e magnetici generati da
linee elettriche”
Norma CEI 106-11 “Guida per la determinazione delle fasce di rispetto per gli
elettrodotti secondo le disposizioni del DPCM 8 luglio 2003 (Art. 6). Parte 1: Linee
elettriche aeree e in cavo.”
DM 29.05.2008 “Approvazione della metodologia di calcolo per la determinazione delle
fasce di rispetto per gli elettrodotti”.
D.Lgs. 159/2016 Attuazione della direttiva 2013/35/UE sulle disposizioni minime di
sicurezza e di salute relative all'esposizione dei lavoratori ai rischi derivanti dagli agenti
fisici (campi elettromagnetici) e che abroga la direttiva 2004/40/CE.
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1 VALUTAZIONE DELL’ESPOSIZIONE UMANA. VALORI LIMITE
Il D.P.C.M. 8 luglio 2003 fissa i limiti di esposizione e valori di attenzione, per la protezione della
popolazione dalle esposizioni a campi elettrici e magnetici alla frequenza di rete (50 Hz) connessi al
funzionamento ed all’esercizio degli elettrodotti, in particolare:
All’art.3 comma 1: nel caso di esposizione a campi elettrici e magnetici alla frequenza di 50
Hz generati da elettrodotti, non deve essere superato il limite di esposizione di 100 μT per
l’induzione magnetica e 5 kV/m per il campo elettrico, intesi come valori efficaci.
All’art.3 comma 2: a titolo di misura di cautela per la protezione da possibili effetti a lungo
termine, eventualmente connessi con l’esposizione ai campi magnetici generati alla
frequenza di rete (50 Hz), nelle aree gioco per l’infanzia, in ambienti abitativi, in ambienti
scolastici e nei luoghi adibiti a permanenze non inferiori a quattro ore giornaliere, si assume
per l’induzione magnetica il valore di attenzione di 10 μT, da intendersi come mediana dei
valori nell’arco delle 24 ore nelle normali condizioni di esercizio.
Art.4 comma 1. Nella progettazione di nuovi elettrodotti in corrispondenza di aree gioco per
l’infanzia, di ambienti abitativi, di ambienti scolastici e di luoghi adibiti a permanenze non
inferiori a quattro ore e nella progettazione dei nuovi insediamenti e delle nuove aree di cui
sopra in prossimità di linee ed installazioni elettriche già presenti nel territorio, ai fini della
progressiva minimizzazione dell’esposizione ai campi elettrici e magnetici generati dagli
elettrodotti operanti alla frequenza di 50 Hz, é fissato l’obiettivo di qualità di 3 μT per il valore
dell’induzione magnetica, da intendersi come mediana dei valori nell’arco delle 24 ore nelle
normali condizioni di esercizio.
Lo stesso DPCM, all’art 6, fissa i parametri per la determinazione delle fasce di rispetto degli
elettrodotti, per le quali si dovrà fare riferimento all’obiettivo di qualità (B=3μT) di cui all’art. 4 sopra
richiamato ed alla portata della corrente in servizio normale. L’allegato al Decreto 29 maggio 2008
(Metodologie di calcolo per la determinazione delle fasce di rispetto degli elettrodotti) definisce
quale fascia di rispetto lo spazio circostante l’elettrodotto, che comprende tutti i punti al di sopra e
al di sotto del livello del suolo, caratterizzati da un’induzione magnetica di intensità maggiore o
uguale all’obiettivo di qualità.
Ai fini del calcolo della fascia di rispetto si omettono verifiche del campo elettrico, in quanto nella
pratica questo determinerebbe una fascia (basata sul limite di esposizione, nonché valore di
attenzione pari a 5kV/m) che è sempre inferiore a quella fornita dal calcolo dell’induzione
magnetica.
Pertanto, obiettivo dei paragrafi successivi sarà quello di calcolare le fasce di rispetto dagli
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elettrodotti del progetto in esame, facendo riferimento al limite di qualità di 3 μT.
1.1 Campo elettromagnetico
I campi elettromagnetici sono un insieme di grandezze fisiche misurabili, introdotte per
caratterizzare un insieme di fenomeni osservabili indotti senza contatto diretto tra sorgente ed
oggetto del fenomeno, vale a dire fenomeni in cui è presente un’azione a distanza attraverso lo
spazio.
Esso è composto in generale da tre campi vettoriali, il campo elettrico, il campo magnetico e un
terzo campo che spesso per semplicità viene escluso che è il “termine di sorgente”. Questo significa
che i vettori che caratterizzano il campo elettromagnetico hanno ciascuno un valore definito in
ciascun punto del tempo e dello spazio.
I vettori che modellizzano le grandezze introdotte nella definizione del modello fisico dei campi
elettromagnetici sono quindi:
E: Campo elettrico
B: Campo di induzione magnetica
e, parallelamente:
D: spostamento elettrico o induzione dielettrica
H: Campo magnetico
L'esposizione umana ai campi elettromagnetici è una problematica relativamente recente che
assume notevole interesse con l'introduzione massiccia dei sistemi di telecomunicazione e dei
sistemi di trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. In realtà anche in assenza di tali sistemi
siamo costantemente immersi nei campi elettromagnetici per tutti quei fenomeni naturali
riconducibili alla natura elettromagnetica, primo su tutti l'irraggiamento solare.
Per quanto concerne i fenomeni elettrici si fa riferimento al campo elettrico, il quale può essere
definito come una perturbazione di una certa regione spaziale determinata dalla presenza
nell’intorno di una distribuzione di carica elettrica.
Per i fenomeni di natura magnetica si fa riferimento ad una caratterizzazione dell’esposizione ai
campi magnetici, non in termini del vettore campo magnetico, ma in termini di induzione magnetica,
che tiene conto dell’interazione con ambiente ed i mezzi materiali in cui il campo si propaga. Dal
punto di vista macroscopico ogni fenomeno elettromagnetismo è descritto dall’insieme di equazioni
note come equazioni di Maxwell.
La normativa attualmente in vigore disciplina in modo differente i valori ammissibili di campo
elettromagnetico, distinguendo così i “campi elettromagnetici quasi statici” ed i “campi
elettromagnetici a radio frequenza”.
Nel caso dei campi quasi statici, ha senso ragionare separatamente sui fenomeni elettrici e
magnetici e ha quindi anche senso imporre separatamente dei limiti normativi alle intensità del
campo elettrico e dell’induzione magnetica.
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Il modello quasi statico è applicato per il caso concreto della distribuzione di energia, in relazione
alla frequenza di distribuzione dell’energia della rete che è pari a 50Hz. In generale gli elettrodotti
dedicati alla trasmissione e distribuzione di energia elettrica sono percorsi da correnti elettriche di
intensità diversa, ma tutte alla frequenza di 50Hz, e quindi tutti i fenomeni elettromagnetici che li
vedono come sorgenti possono essere studiati correttamente con il modello per campi quasi statici.
Gli impianti per la produzione e la distribuzione dell'energia elettrica alla frequenza di 50 Hz,
costituiscono una sorgente di campi elettromagnetici nell’intervallo 30-300 Hz.
1.1.1 Campo elettrico
Il campo elettrico è legato in maniera direttamente proporzionale alla tensione della sorgente; esso
si attenua, allontanandosi da un elettrodotto, come l’inverso della distanza dai conduttori. I valori
efficaci delle tensioni di linea variano debolmente con le correnti che le attraversano; l’intensità del
campo elettrico può considerarsi, in prima approssimazione, costante.
La presenza di alberi, oggetti conduttori o edifici in prossimità delle linee riduce l’intensità del campo
elettrico, e in particolare all’interno degli edifici, si possono misurare intensità di campo fino a 10
(anche 100) volte inferiori a quelle rilevabili all’esterno.
Per le linee elettriche aeree, l’intensità maggiore del campo elettrico si misura generalmente al
centro della campata, ossia nel punto in cui i cavi si trovano alla minore distanza dal suolo
L’andamento e il valore massimo delle intensità dei campi dipenderà anche dalla disposizione e dalle
distanze tra i conduttori della linea.
1.1.2 Campo magnetico
L’intensità del campo magnetico generato in corrispondenza di un elettrodotto dipende invece
dall’intensità della corrente circolante nel conduttore; tale flusso risulta estremamente variabile sia
nell’arco di una giornata sia su scala temporale maggiore quale quella stagionale. Per le linee
elettriche aeree, il campo magnetico assume il valore massimo in corrispondenza della minima
distanza dei conduttori dal suolo, ossia al centro della campata, e decade molto rapidamente
allontanandosi dalle linee.
Non c’è alcun effetto schermante nei confronti dei campi magnetici da parte di edifici, alberi o altri
oggetti vicini alla linea: quindi all’interno di eventuali edifici circostanti si può misurare un campo
magnetico di intensità comparabile a quello riscontrabile all’esterno.
Quindi, sia campo elettrico che campo magnetico decadono all’aumentare della distanza dalla linea
elettrica, ma mentre il campo elettrico, è facilmente schermabile da oggetti quali legno, metallo,
ma anche alberi ed edifici, il campo magnetico non è schermabile dalla maggior parte dei materiali
di uso comune.
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1.2 Differenze tra campi indotti da linee elettriche aeree e campi indotti da linee interrate
Di seguito vengono riportate le differenze tra i campi indotti da linee elettriche aeree e linee
elettriche in cavo interrato.
1.2.1 Campo elettrico
Il campo elettrico risulta ridotto in maniera significativa per l’effetto combinato dovuto alla speciale
guaina metallica schermante del cavo ed alla presenza del terreno che presenta una conducibilità
elevata. La riduzione così operata del campo elettrico consente agli individui di avvicinarsi
maggiormente ai conduttori stessi, i quali, come già detto, sono di solito interrati a pochi metri di
profondità.
Per le linee elettriche di MT a 50 Hz, i campi elettrici misurati attraverso prove sperimentali sono
risultati praticamente nulli, per l’effetto schermante delle guaine metalliche e del terreno
sovrastante i cavi interrati.
1.2.2 Campo magnetico
Le grandezze che determinano l’intensità del campo magnetico circostante un elettrodotto sono
principalmente:
1) distanza dalle sorgenti (conduttori);
2) intensità delle sorgenti (correnti di linea);
3) disposizione e distanza tra sorgenti (distanza mutua tra i conduttori di fase);
4) presenza di sorgenti compensatrici;
5) suddivisione delle sorgenti (terne multiple).
I metodi di controllo del campo magnetico si basano principalmente sulla riduzione della distanza
tra le fasi, sull’installazione di circuiti addizionali (spire) nei quali circolano correnti di schermo,
sull’utilizzazione di circuiti in doppia terna a fasi incrociate e sull’utilizzazione di linee in cavo.
Nel caso di elettrodotti in alta tensione, i valori di campo magnetico, pur al di sotto dei valori di legge
imposti, sono notevolmente al di sopra della soglia di attenzione epidemiologica (SAE) che è di 0,2
μT. Infatti, solo distanze superiori a circa 80 m dal conduttore permettono di rilevare un valore così
basso del campo magnetico. È necessario notare inoltre che aumentare l’altezza dei conduttori da
terra permette di ridurre il livello massimo generato di campo magnetico ma non la distanza
dall’asse alla quale si raggiunge la SAE.
È possibile ridurre questi valori di campo interrando gli elettrodotti. Questi vengono posti a circa
1,5- 1,85 metri di profondità e sono composti da un conduttore cilindrico, una guaina isolante, una
guaina conduttrice (la quale funge da schermante per i disturbi esterni, i quali sono più acuti nel
sottosuolo in quanto il terreno è molto più conduttore dell’aria) e un rivestimento protettivo. I cavi
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vengono posti a circa 20 cm l’uno dall’altro e possono assumere disposizione lineare (terna piana)
o triangolare (trifoglio).
I cavi interrati generano, a parità di corrente trasportata, un campo magnetico al livello del suolo
più intenso degli elettrodotti aerei (circa il doppio), però l’intensità di campo magnetico si riduce
molto più rapidamente con la distanza (i circa 80 m diventano in questo caso circa 24).
Tra i vantaggi sono valori di intensità di campo magnetico che decrescono molto più rapidamente
con la distanza, ma tra gli svantaggi i problemi di perdita di energia legati alla potenza reattiva
(produzione, oltre ad una certa lunghezza del cavo, di una corrente capacitiva, dovuta all’interazione
tra il cavo ed il terreno stesso, che si contrappone a quella di trasmissione).
Altri metodi con i quali ridurre i valori di intensità di campo elettrico e magnetico possono essere
quelli di usare “linee compatte”, dove i cavi vengono avvicinati tra di loro in quanto questi sono
isolati con delle membrane isolanti. Queste portano ad una riduzione del campo magnetico.
I cavi interrati sono quindi un’alternativa all’uso delle linee aeree; essi sono disposti alla profondità
di almeno 1,5 metri dal suolo, linearmente sullo stesso piano oppure a triangolo (disposizione a
trifoglio).
Confrontando quindi il campo magnetico generato da linee aeree con quello generato da cavi
interrati, si può notare che per i cavi interrati l’intensità massima del campo magnetico è più elevata,
ma presenta un’attenuazione più pronunciata. In generale si può affermare che l'intensità a livello
del suolo immediatamente al di sopra dei cavi di una linea interrata è inferiore a quella
immediatamente al di sotto di una linea aerea ad alta tensione. Ciò è dovuto soprattutto ad una
maggiore compensazione delle componenti vettoriali associate alle diverse fasi, per effetto della
reciproca vicinanza dei cavi, che essendo isolati, possono essere accostati l'uno all'altro, come non
può farsi per una linea aerea.
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2 CAMPO ELETTROMAGNETICO GENERATO DAI MODULI FOTOVOLTAICI
I moduli fotovoltaici generano tensioni e correnti continue e non alternate, per cui la generazione di
campi variabili è limitata ai soli transitori di corrente (durante la ricerca del MPPT da parte
dell’inverter, e durante l’accensione o lo spegnimento) e sono comunque di brevissima durata. Nella
certificazione dei moduli fotovoltaici alla norma CEI 82-8 (IEC 61215) non sono comunque
menzionate prove di compatibilità elettromagnetica, poiché assolutamente irrilevanti.
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3 CAMPO ELETTROMAGNETICO GENERATO DAGLI INVERTER
Gli inverter sono apparecchiature che al loro interno utilizzano un trasformatore ad alta frequenza
per ridurre le perdite di conversione. Essi sono costituiti per loro natura da componenti elettronici
operanti ad alte frequenze. D’altro canto, il legislatore ha previsto che tali macchine, prima di essere
immesse sul mercato, possiedano le necessarie certificazioni a garantirne sia l’immunità dai disturbi
elettromagnetici esterni, sia le ridotte emissioni per minimizzarne l’interferenza elettromagnetica
con altre apparecchiature elettroniche posizionate nelle vicinanze o con la rete elettrica stessa.
A questo scopo gli inverter prescelti possiedono la certificazione di rispondenza alle normative di
compatibilità elettromagnetica (EMC) (CEI EN 50273 (CEI 95-9), CEI EN 61000-6-3 (CEI 210-65), CEI
EN 61000-2-2 (CEI 110-10), CEI EN 61000-3-2 (CEI 110-31), CEI EN 61000-3-3 (CEI 110-28), CEI EN
55022 (CEI 110-5), CEI EN 55011 (CEI 110-6)).
Tra gli altri aspetti queste norme riguardano:
i livelli armonici: le direttive del gestore di rete prevedono un THD globale (non riferito al
massimo della singola armonica) inferiore al 5% (inferiore all’8% citato nella norma CEI 110-
10). Gli inverter presentano un THD globale contenuto entro il 3%;
Variazioni di tensione e frequenza. La propagazione in rete di queste ultime è limitata dai
relè di controllo della protezione di interfaccia asservita al dispositivo di interfaccia. Le
fluttuazioni di tensione e frequenze sono però causate per lo più dalla rete stessa. Si rendono
quindi necessarie finestre abbastanza ampie, per evitare una continua inserzione e
disinserzione dell’impianto fotovoltaico.
La componente continua immessa in rete. Il trasformatore elevatore contribuisce a bloccare
tale componente. In ogni modo il dispositivo di interfaccia di ogni inverter interviene in
presenza di componenti continue maggiori dello 0,5% della corrente nominale.
Le questioni di compatibilità elettromagnetica concernenti i buchi di tensione (fino ai 3 s in genere)
sono in genere dovute al coordinamento delle protezioni effettuato dal gestore di rete locale.
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4 CABINE ELETTRICHE MT/BT
Per la determinazione della Distanza di Prima Approssimazione delle cabine elettriche di
trasformazione MT/BT, è stata applicata la procedura di calcolo definita dal Decreto
Ministeriale 29 maggio 2008.
La struttura semplificata sulla base della quale viene calcolata la DPA, è un sistema trifase,
percorso da una corrente pari alla corrente nominale dell’avvolgimento di bassa tensione, e
con distanza tra le fasi pari al diametro dei cavi reali in uscita dal trasformatore stesso.
Sotto queste ipotesi, l’espressione che consente di determinare la DPA è quella di seguito
riportata:
𝐷𝑃𝐴
√𝐼 = 0,40942 𝑋0,5241 (1)
dove:
DPA è la distanza di prima approssimazione, in metri;
I è la corrente nominale dell’avvolgimento di bassa tensione del trasformatore, in
Ampere;
X è il diametro dei cavi in uscita dal trasformatore, in metri.
Nel caso in esame, le cabine MT/BT di campo risultano equipaggiate con trasformatori da
1250 kVA e rapporto di trasformazione nominale 30/0,64kV, a cui corrisponde una corrente
secondaria nominale pari a:
I = 1128 A
Ipotizzando che ciascuna fase BT sia costituita da 3 cavi unipolari di bassa tensione da 400
mm2 (diametro del singolo cavo unipolare pari a 36,5 mm), si ottiene un diametro
equivalente pari a circa 94 mm, e dunque, applicando la (1), una Distanza di Prima
Approssimazione, arrotondata al mezzo metro superiore, pari a:
DPA = 4 m
Si tende a precisare che le cabine di trasformazione previste saranno realizzate in un sito
intercluso alla libera circolazione. Inoltre, trattandosi di officine elettriche non presidiate,
il tempo di permanenza degli addetti ai lavori è tale da non costituire significativo rischio
per la salute.
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5 LINEE ELETTRICHE DI MEDIA TENSIONE
Il profilo trasversale del campo magnetico generato dalle linee elettriche in cavo interrato,
misurato a 1 m dal piano di calpestio, ha un andamento del tipo indicato nelle figure seguenti,
dove:
le curve della figura a si riferiscono a linee trifasi con conduttori distanziati tra loro di
0,20 m posati rispettivamente a 1,00 m, 1,50 m e 2,00 m di profondità, paralleli tra loro
e alla superficie di calpestio. La corrente di ogni fase è di 200 A;
le tre curve di figura b sono riferite a linee con fasi disposte a trifoglio e distanti tra loro
0,05 m con profondità di posa per fase di cui alla precedente figura.
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Figura 1: figura a) tratta dalla Norma CEI 11-17
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Figura 2: figura b) tratta dalla Norma CEI 11-17
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Analizzando i grafici sopra rappresentati, si nota che l’intensità del campo magnetico generato
decresce rapidamente con la distanza e che l’incremento della profondità di posa e
l’avvicinamento delle fasi e la loro disposizione a trifoglio, a parità di altre condizioni, attenua il
campo.
Al contrario, nel caso di linea in doppia terna, a parità di profondità di posa, la configurazione
con le fasi disposte in piano e a contatto è, in genere, migliore di quella a trifoglio, se le fasi
delle due terne sono disposte in maniera ottimale, soprattutto per quanto riguarda i valori di
induzione magnetica ad una certa distanza dall’asse della linea. Inoltre, in questi casi, anche
la distanza tra le due terne rappresenta un fattore importante ai fini della mitigazione del
campo magnetico. I risultati di calcolo riportati nella figura seguente, tratta dalla Norma CEI
106-11, illustrano tali affermazioni ed evidenziano come, nel caso della posa a trifoglio, i
valori dell’induzione magnetica diminuiscano all’aumentare della distanza tra le due terne,
mentre con la posa in piano si verifichi esattamente l’opposto.
Figura 3: Confronto tra i profili laterali dell'induzione magnetica a 1 m da terra di due terne poste rispettivamente a trifoglio e in piano a contatto, I=1000; profondità di posa= 1,2 m;
diametro cavi 100 mm
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L’esempio riportato sopra dimostra inoltra come, nel caso dei cavi disposti in doppia terna, le
combinazioni dei parametri geometrici ed elettrici che entrano in gioco nella determinazione
della distribuzione del campo magnetico siano in pratica più numerose e/o maggiormente
modificabili di quelle precedentemente individuate per tipiche linee elettriche aeree. Infatti,
come è facilmente intuibile, esiste una maggior libertà nella scelta della geometria di posa delle
due terne e nella disposizione delle fasi dei cavi.
Nel caso in esame, gli elettrodotti di media tensione verranno realizzati in cavo tripolare ad elica
visibile per posa interrata ARE4H5EX 18/30 kV, ad una profondità di posa non inferiore a 1,20
m.
L’utilizzo di cavi unipolari avvolti reciprocamente a spirale, fa sì che l’obiettivo di qualità di
3µT fissato dal D.P.C.M. 08/07/2003, venga raggiunto a brevissima distanza dall’asse del cavo
stesso (50÷80cm), grazie alla ridotta distanza tra le fasi e alla loro continua trasposizione
dovuta alla cordatura. Inoltre, considerando che la profondità di posa prevista è di 1,20 m, a
livello del suolo sulla verticale del cavo e nelle condizioni limite di portata si determina una
induzione magnetica inferiore a 3 µT, pertanto per questa tipologia di cavi non è necessario
stabilire una fascia di rispetto in quanto l’obiettivo di qualità è rispettato ovunque.
Quanto sopra descritto, trova riscontro nella guida e-Distribuzione “Linee guida per
l’applicazione del paragrafo 5.1.3 dell’Allegato al DM 29.05.08 – Distanza di prima
approssimazione (DPA) da linee elettriche e cabine elettriche”, con particolare riferimento alle
linee elettriche di distribuzione di media tensione di e-Distribuzione:
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Figura 1: DPA linee MT ad elica visibile
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6 SOTTOSTAZIONE ELETTRICA DI UTENZA MT/AT 30/220KV
Per questa tipologia di impianti, la Distanza di Prima Approssimazione e, quindi, la fascia di
rispetto rientrano, generalmente, nei confini di pertinenza dell’impianto stesso. Quanto
affermato, trova riscontro nella “Linea Guida per l’applicazione del § 5.1.3 dell’Allegato al DM
29.05.08 – Distanza di prima approssimazione (DPA) da linee e cabine elettriche”, elaborata
da Enel Distribuzione S.p.A. quale supporto tecnico all’applicazione del § 5.1.3 dell’Allegato al
DM 29 maggio 2008 “Approvazione della metodologia di calcolo per la determinazione delle
fasce di rispetto degli elettrodotti”:
Figura 8: DPA cabine primarie AT/MT
L’esempio sopra riportato, si riferisce al caso tipico di Cabina Primaria Enel, equipaggiata con n°
2 trasformatori AT/MT da 63MVA ed apparecchiature AT isolate in aria.
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L’ immagine mette in evidenzia che la DPA è sicuramente interna alla cabina se sono rispettate
le seguenti distanze dal perimetro esterno:
- 14 m dall’asse delle sbarre di AT in aria;
- 7 m dall’asse delle sbarre MT in aria.
La Sottostazione Elettrica di Utenza progettata sarà equipaggiata con un trasformatore MT/AT
30/220kV da 40 MVA ONAN/ONAF, presenta le seguenti distanze dal perimetro esterno:
- 25 m dall’asse delle sbarre AT;
- 10 m dall’asse delle sbarre MT.
Pertanto, possiamo affermare che la Distanza di Prima Approssimazione, rientra nei confini
di pertinenza dell’impianto stesso.
Si precisa inoltre che la Sottostazione Elettrica di Utenza MT/AT sarà realizzata in un sito
intercluso alla libera circolazione. Inoltre, trattandosi di una officina elettrica non presidiata,
il tempo di permanenza degli addetti ai lavori è tale da non costituire significativo rischio per
la salute.
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7 ELETTRODOTTO AT 220 KV
L’elettrodotto a 220 kV in cavo interrato consentirà di collegare la Sottostazione Elettrica di
Utenza con lo stallo Arrivo Produttore a 220 kV da realizzare presso la futura Stazione Elettrica
di Smistamento RTN a 220 kV, da inserire in entra-esce sull’elettrodotto RTN a 220 kV
“Fulgatore-Partanna”.
Per la valutazione del campo elettrico e del campo magnetico generato dalla durante l’esercizio,
è stata applicata la procedura di calcolo descritta dalla Norma CEI 211-4: “Guida ai metodi di
calcolo dei campi elettrici e magnetici generati da linee elettriche”, adottando le seguenti
ipotesi di lavoro:
Tipologia di cavi: unipolari;
Sigla del cavo: ARE4H5E;
Formazione: 3x1x1600 mm2;
Tipologia di posa: interrata;
Modalità di posa: a trifoglio;
Profondità di posa: 1,5 m;
La corrente utilizzata nel calcolo è la portata in regime permanente, così come definita nella
Norma CEI 11-17:
Portata in regime permanente: massimo valore della corrente che, in regime permanente e in
condizioni specificate, il conduttore può trasmettere senza che la sua temperatura superi un
valore specificato.
Per il cavo in esame, la portata di riferimento è pari a 1000 A.
I risultati di calcolo ottenuti, sono riportati nei paragrafi seguenti.
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7.1 Campo Elettrico
Il cavo scelto in fase di progettazione esecutiva è dotato di schermo metallico, il quale consente
di ridurre il valore efficace del campo elettrico a valori inferiori ai limiti di legge (5 kV/m):
Figura 9: campo elettrico generato dalla linea durante l’esercizio valutato a livello della superficie del
suolo
L’analisi del grafico sopra rappresentato, mostra che il valore del campo elettrico
generato durante l’esercizio dell’impianto è inferiore all’obiettivo di di qualità di
5kV/m fissato dal D.P.C.M 08 luglio 2003, si può affermare che non si avranno rischi
per la salute dei lavoratori.
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7.2 Induzione magnetica
A parità di portata in regime permanente, la disposizione dei cavi a trifoglio rispetto alla
disposizione in piano consente di ridurre il valore dell’induzione magnetica al di sopra del livello
del suolo ed in corrispondenza dell’esse della linea, che comunque risulta superiore all’obiettivo
di qualità di 3µT fissato dal D.P.C.M. 8 luglio 2003:
Figura 10: induzione magnetica generata dalla linea durante l’esercizio valutato a livello della superficie
del suolo
Quanto sopra rappresentato, trova riscontro nella Linea Guida per l’applicazione del § 5.1.3
dell’Allegato al DM 29.05.08 – Distanza di prima approssimazione (DPA) da linee e cabine
elettriche”, elaborata da Enel Distribuzione S.p.A. quale supporto tecnico all’applicazione del §
5.1.3 dell’Allegato al DM 29 maggio 2008 “Approvazione della metodologia di calcolo per la
determinazione delle fasce di rispetto degli elettrodotti”.
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Tuttavia, bisogna considerare che il calcolo è stato condotto considerando come corrente di
calcolo la portata in regime permanete del cavo (1000 A) la quale risulta superiore alla
corrente di impiego effettiva della linea, pari a 120,5 A circa (a cui corrisponde una potenza
pari a 31,3026MW). Pertanto possiamo affermare che l’induzione magnetica generata
durante l’esercizio a livello della superficie del suolo e in corrispondenza dell’asse della linea,
sarà sicuramente inferiore all’obiettivo di qualità, come mostrato nella figura seguente:
Figura 12: induzione magnetica generata dalla linea durante l’esercizio valutato a livello della superficie
del suolo
Pertanto, possiamo affermare che l’induzione magnetica generata dall’elettrodotto AT
durante l'esercizio dell’impianto, sarà inferiore all’obiettivo di qualità di 3µT fissato dal
D.P.C.M 8 luglio 2003 e di conseguenza non ci saranno pericoli per la salute dei lavoratori.
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8 CONCLUSIONI
Alla luce dei calcoli eseguiti, non si riscontrano particolari problematiche relative all’impatto
elettromagnetico generato dalle linee e cabine/stazioni elettriche, infatti:
le DPA delle cabine MT/BT rientrano nei confini di pertinenza dell’impianto fotovoltaico;
la profondità di posa delle linee MT è tale per cui l’induzione magnetica a livello del
suolo lungo l’asse della linea è inferiore all’obiettivo di qualità di 3µT;
la DPA della sottostazione elettrica di utenza rientra nei confini di pertinenza
dell’impianto;
per l’elettrodotto AT, considerando che verrà condiviso da più Produttori, sarà
necessario calcolare la DPA in funzione della potenza trasmessa.
Ciò nonostante, a lavori ultimati si potranno eseguire delle prove sul campo che dimostrino
l’esattezza dei calcoli e delle assunzioni fatte.