1 Ricerca delle cause di esplosioni e incendi IL RISCHIO ... - Cineas

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avvicina a suolo, aumenta anche il campo elettrico in prossimità del suolo. Se la struttura presenta caratteristiche tali da far raggiungere al campo elettrico valori critici (in particolare se è molto alta), alla sua sommità si manifesta l’”effetto corona” da cui si originano delle controscariche ascendenti che vanno ad intercettare il canale discendente del fulmine. In conclusione, nel caso di fulmini discendenti, una struttura non influenza il processo di formazione della scarica e quindi non modifica la probabilità di impatto nella zona. Cio’, tanto più quanto minore è la sua attitudine ad addensare superfici equipotenziali del campo elettrico al suolo. Ad una data struttura pertanto corrisponde un’area di raccolta dei fulmini discendenti le cui dimensioni risultano tanto maggiori quanto più elevata è l’altezza della struttura stessa e quanto maggiore è la carica elettrica e quindi l’intensità della corrente del fulmine. r = 0,175 ·H · I 0,8 Per ogni raggio r dell’area raccolta vi è quindi un valore di corrente, in base alla suddetta relazione, al quale e al di sopra del quale i fulmini vengono intercettati, mentre i fulmini con valori più bassi possono colpire la struttura. Se in tale relazione r ed h sono espressi in metri ed I in kA, corrispondente al valore della corrente di cresta del fulmine che ha una probabilità di verificarsi del 50% (35 kA), risulta r ≈ 3 H. Nel caso dei fulmini ascendenti i punti di partenza preferenziali sono quelli che presentano, a causa delle loro caratteristiche in relazione alla zona circostante, alti valori del campo elettrico (rilievi montuosi, strutture alte, ecc...). Una struttura particolarmente alta determina percio’ una probabilità di fulmini ascendenti che, in assenza della struttura stessa, non si verificherebbe e; analogamente, una struttura posta in cima ad un rilievo montuoso aumenta la probabilità di fulmini ascendenti che già possono verificarsi per la caratteristica del rilievo anche in assenza della struttura. In conclusione, la probabilità che fulmini ascendenti interessino una struttura dipende, salvo altezze eccezionali della struttura stessa, dalle caratteristiche orografiche della zona. 8- Aree di raccolta per fulminazione indiretta (Am, Ac, Ag) Ai fini della determinazione della frequenza delle fulminazioni indirette, è necessario valutare le aree di raccolta suddette cosi’ definite: - Am per fulminazioni al suolo in prossimità della struttura; - Ac per fulminazioni che colpiscono direttamente le linee esterne; - Ag per fulminazioni al suolo in prossimità delle linee esterne. Ricerca delle cause di esplosioni e incendi 12
Area di raccolta Am Per l’area di raccolta Am si considera che, in relazione alla pendenza della corrente dei fulmini (∆I/∆t) che ha la probabilità del 50% di essere superata, si possono avere effetti dannosi per sovratensione indotta negli impianti interni ed apparecchiature sensibili (e non su quelli ordinari), fino a distanze massime dalla struttura di 500 metri. Per distanze maggiori, tali effetti diventano trascurabili. Pertanto, l’area Am è data dalla differenza tra quella individuata al suolo dalla suddetta distanza di 500 metri e l’area di raccolta Ad della struttura. Se per strutture molto alte (H ≥ 500/3= 167 metri) si ha Ad>Am, si assumerà Am= 0. Area di raccolta Ac L’area di raccolta Ac dipende dal tipo di linee elettriche entranti. La sovratensione indotta negli impianti interni alla struttura viene considerata significativa per fulmini intercettati dalle linee per l’intera lunghezza L, fino ad una distanza massima dalla struttura stessa di 1000 metri (o, comunque, fino al primo nodo di rete), oltre la quale si hanno forti attenuazioni della sovratensione presente sulla linea. Si considera che una linea aerea capti i fulmini che cadono entro una distanza da essa pari a 3 h, dove h è la sua altezza dal suolo. Pertanto, la sua area di raccolta risulta un rettangolo di lati 6h ed L: Ac= 6·h·L Nel caso in cui la linea provenga direttamente da un’altra struttura vicina di altezza h’ e area di raccolta Ad’ (come in complessi unici costituiti da più fabbricati), l’area Ac va aumentata di Ad’ (che si puo’ assumere con buona approssimazione pari alla superficie in pianta della struttura di provenienza) e calcolata tenendo conto di una diminuzione della lunghezza della linea per effetto dell’area Ad’ assumendo L’=L-3h’. Per le linee in cavo occorre considerare che esse, per effetto del campo elettrico creato da un fulmine che cade al suolo, possono essere colpite da una scarica se tale campo elettrico supera le rigidità dielettrica del suolo stesso. Le rilevazioni sperimentali conducono alla seguente relazione dell’area di raccolta Ac=2L·√ρ dove ρ rappresenta la resistività elettrica del terreno ed L la lunghezza della linea del cavo (con le stesse limitazioni viste per le linee aeree). Ac è data quindi dall’area di un rettangolo avente come lati 2√ρ ed L. I valori di Ac soprariportati vanno ridotti nel caso in cui si tratti di linee in media e alta tensione con trasformatore all’arrivo (come normalmente avviene per tali forniture), moltiplicandoli per i fattori 0,25 per linee aeree e 0,05 per linee in cavo Ricerca delle cause di esplosioni e incendi 13
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