Caratteristiche tecniche degli elettrodotti - Arpa Piemonte

Controllo ambientale degli agenti fisici: nuove prospettive e problematiche emergenti 

VERCELLI, 24 MARZO 2009 

Caratteristiche tecniche degli elettrodotti 

necessarie al calcolo 

delle fasce di rispetto e disponibilità dei dati 

Paolo Cuccia 

Davide Ferrero 

Direzione Mantenimento Impianti | Area Operativa Trasmissione di Torino 

Direzione Dispacciamento e Conduzione | Ingegneria DSC | Analisi Esercizio



Terna Rete Elettrica Nazionale è il principale proprietario della Rete di Trasmissione 

Nazionale di energia elettrica ad alta tensione con il 98,3% delle delle 

infrastrutture 

elettriche nazionali. E’ E anche responsabile della trasmissione e del dispacciamento 

dell'energia sull'intero territorio e quindi della gestione estione in sicurezza, 365 giorni l’anno, l anno, 

24 ore su 24, dell’equilibrio dell equilibrio tra la domanda e l’offerta l offerta di energia elettrica. 

Fornisce servizi in regime di concessione e ne garantisce la sicurezza, sicurezza, 

la qualità qualit e 

l’economicit economicità nel tempo. 

Assicura parità parit di condizioni di accesso a tutti gli utenti delle reti 

La Società Societ è inoltre responsabile dell'attività dell'attivit di programmazione e sviluppo della 

Rete, provvede alla sua manutenzione e al suo sviluppo nel rispetto rispetto 

dell'ambiente e 

coniuga competenze e tecnologie per migliorarne l'efficienza. 




Terna e l'Ambiente 


La sensibilità sensibilit nei confronti dell’ambiente 

dell ambiente è alla base delle scelte strategiche di Terna 

e del delicato processo di sviluppo delle infrastrutture elettriche. elettriche. 

Fondamentale la 

concertazione con le regioni e gli enti locali anche attraverso lo strumento della VAS 

(Valutazione ambientale strategica) al fine di individuare le soluzioni migliori per far 

coincidere le esigenze di sviluppo della rete elettrica con le richieste richieste 

di tutela 

ambientale e culturale del territorio. Terna SpA e 14 Regioni, tra cui il Piemonte, 

hanno firmato un Protocollo di intesa per l’applicazione l applicazione sperimentale della VAS. 

Ove possibile, la parola d’ordine d ordine è razionalizzare ovvero abbattere parti obsolete di 

rete per fare posto a soluzioni innovative ad alta tecnologia e minore impatto 

ambientale. 




Gestione delle reti elettriche 

Reti di Distribuzione 


Le reti di distribuzione in media tensione (MT 1000 V ÷ 30 kV) ed 

in bassa tensione (BT 50 V ÷ 1000 V) sono esercite in assetto 

“radiale”. 

L’esercizio in tali condizioni è relativamente semplice, 

nonostante l’estensione delle reti, le correnti di guasto sono 

contenute e le soluzioni tecnologiche per i sistemi di protezione 

sono semplici, pur garantendo la selettività richiesta. 

Per contro, nel caso in cui venga meno l’unica fonte di 

alimentazione, si determina la temporanea disalimentazione di 

una porzione di rete. 





Reti di Trasmissione 


Le reti di trasmissione in alta tensione (AT > 30 kV) sono 

esercite in assetto “magliato”. 

L’esercizio in generale risulta più complesso, poiché la 

potenza può fluire nei collegamenti della rete sia in una 

direzione che nell’altra, al trascorrere del tempo e a seconda 

della sua configurazione, della distribuzione delle 

produzioni (dispacciamento) e delle variazioni dei carichi. 

Per contro, la ridondanza di alimentazione conferisce alle 

reti di trasmissione livelli di affidabilità decisamente 

superiori, dovendo esse alimentare le reti a tensione 

inferiore. 





P 

P P 

linee esercite in assetto radiale 

(flussi dipendenti dai carichi) 

P P 

P 

porzioni di rete esercite in assetto magliato 

(flussi dipendenti dai carichi e dalla struttura della rete) 






RETE A 380/220 KV 


la rete primaria (380/220 kV) è esercita in assetto 

“interamente magliato”, ossia con tutte le linee chiuse in 

corrispondenza dei nodi (stazioni elettriche) della rete 

stessa: in questo assetto si ha la massima sicurezza delle 

condizioni di esercizio. 

La rete è sempre gestita “in sicurezza n-1”, cioè in modo 

tale che il fuori servizio accidentale di un qualsiasi 

componente non determini funzionamenti anomali della 

rete stessa. 





RETE A 150/132 KV 

la rete di subtrasmissione (150/132 kV) è esercita in assetto 

magliato “ad isole di carico”, più o meno estese a seconda 

delle linee a disposizione, dei punti di iniezione di potenza 

(centrali o trasformazioni dalla rete primaria) e dei carichi 

da alimentare. 

La sicurezza in condizioni n-1 resta il requisito 

fondamentale. 






Campo elettromagnetico a frequenza industriale 

I componenti delle reti elettriche sono fonti di campo elettromagnetico elettromagnetico 

a 

frequenza industriale sono influenzati dalla disposizione spaziale spaziale 

dei 

conduttori, nonché nonch dai flussi di corrente che li percorrono 

Idl 

× R 

B = μ 0 ∫ 3 

4πR I 

Biot-Savart 

dl 

μ 0 

B 

= 

2π 

R 

P 

B 

N 

∑ 

k = 1 

I 

d 

k 

k 

u 

I 

× u 

r 

Ai fini del calcolo della fascia di rispetto, si omettono verifiche verifiche 

del campo elettrico in 

quanto nella pratica questo determinerebbe una fascia (basata sul sul 

Limite di 

esposizione nonché nonch valore di attenzione pari a 5 kV/m) che è sempre inferiore a 

quella fornita dal calcolo dell’induzione dell induzione magnetica. 




Legge Quadro n.36 del 2001 

Legislazione in materia 


DPCM 8 Luglio 2003 Prevede che l’APAT, sentite le ARPA, definisca la 

metodologia di calcolo per la determinazione delle fasce 

di rispetto con l’approvazione del Ministero dell’Ambiente 

e delle Tutela del Territorio e del Mare 

E fissa i 3 limiti per il campo magnetico a 50 Hz : 

Limite di esposizione: 100 μT 

Valore di attenzione: 10 μT 

Obiettivo di qualità: qualit : 3 μT T 

DM 29 maggio 2008 Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del 

Mare ha approvato la metodologia di calcolo per la 

determinazione delle fasce di rispetto degli elettrodotti, 

come descritta nell’allegato APAT 




Definizioni relative alla fascia di rispetto 

Legge Quadro n.36 del 2001 - art.4 


“all all’interno interno delle fasce di rispetto non è consentita alcuna destinazione di 

edifici ad uso residenziale, scolastico, sanitario, ovvero ad uso uso 

che comporti 

la permanenza non inferiore a 4 ore”. ore 

DPCM 8 Luglio 2003 - art.6 

“per per la determinazione delle fasce di rispetto si dovrà dovr far riferimento 

all’obiettivo all obiettivo di qualità” qualità”. 

DM 29 maggio 2008 – Guida APAT 

Per fascia di rispetto si intende lo spazio circostante un elettrodotto, elettrodotto, 

che 

comprende tutti i punti al di sopra e al di sotto del livello del del 

suolo, 

caratterizzati da una induzione magnetica di intensità intensit maggiore o uguale 

all’obiettivo all obiettivo di qualità” qualità” 




Distanza di prima approssimazione 

Definizione 


Distanza in pianta sul livello del suolo, dalla proiezione del centro centro 

linea, che 

garantisce che ogni punto la cui proiezione al suolo disti dalla proiezione del 

centro linea più pi di Dpa si trovi all’esterno all esterno delle fasce di rispetto 

E’ stata introdotta al fine di semplificare la gestione territoriale territoriale 

e il calcolo 

delle fasce di rispetto, il Decreto 29 Maggio 2008 prevede una distanza distanza 

di 

prima approssimazione 

Tale distanza, secondo quanto previsto dal Decreto, può essere valutata valutata 

combinando la configurazione dei conduttori, la fase e la portata portata 

in corrente 

che fornisca il risultato più pi cautelativo approssimando sull’intera: sull intera: 

CAMPATA 

TRATTA 

TRONCO 

anche se tale configurazione non corrispondesse ad alcuna campata campata 

reale 





confronto con il calcolo della fascia di rispetto 


Calcolando la Dpa si rientra quindi sicuramente nei limiti imposti dalla 

fascia di rispetto. 

3 μΤ 

S 

T 

R 

S 

T 

R 

Fascia di rispetto Volume 

Dpa Lunghezza 

Con la fascia di rispetto, a differenza del calcolo della Dpa, Dpa, 

si trovano a 

livello del terreno distanze limite inferiori dalla linea e quindi quindi 

si hanno a 

disposizione porzioni di terreno in più pi su cui si rispetta il limite di campo 

magnetico su cui poter costruire 





Calcolo 


Il calcolo della Dpa è più pi semplice del calcolo della fascia di rispetto 

consente di applicare la 

Guida 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” 

approssimazione non superiore a 1 m 

basandosi su formule semplici e tabelle contenute nel Decreto, è 

possibile tenere conto anche di casi particolari ma abbastanza 

frequenti quali incroci, cambi di direzione o parallelismi con altre altre 

linee. 





In questi casi si passa da un concetto di distanza di prima approssimazione approssimazione 

ad 

un’area un area di prima approssimazione (Apa ( Apa), ), introducendo degli incrementi 

percentuali delle semifasce imperturbate. 

In caso di presenza di edifici all’interno all interno dell’Apa dell Apa, , il gestore della rete dovrà dovr 

eseguire il calcolo reale della fascia di rispetto che nei casi complessi è 

ricavabile solo attraverso l’utilizzo l utilizzo di modelli di calcolo tridimensionali validati 

INCROCI 


Casi complessi 





Casi complessi 

PARALLELISMO TRA LINEE ELETTRICHE 


Le fasce si considerano imperturbate se l’incremento l incremento prodotto dalla linea 

parallela interferente è minore di 1 m criterio di rilevanza 

Il DM fornisce i valori di incremento percentuale per ogni semifascia semifascia 

da 

applicarsi al valore delle semifasce calcolate come imperturbate 

DEVIAZIONI 

All’interno All interno dell’angolo dell angolo tra le due campate dove si verifica il cambio di 

direzione della linea di verifica un incremento dell’estensione dell estensione della fascia di 

rispetto 




Applicazione del metodo APAT 

Nuovi insediamenti 

elettrodotti 





Dati necessari per il calcolo della distanza di prima 

approssimazione: 

• portata in corrente in servizio normale 

• configurazione geometrica dei conduttori che comporta la 

maggiore estensione della fascia di rispetto lungo l’intero tronco 

Dati necessari per il calcolo della fascia di rispetto: 


• portata in corrente in servizio normale, o corrente utilizzata nel calcolo e 

criteri di individuazione della stessa 

• coordinate georeferenziate 

• tipologia dei sostegni 

• disegno della testa dei sostegni 

• posizione relativa delle coordinate dei punti di attacco rispetto ad un 

punto convenzionalmente scelto come “centro-sostegno” 

• altezza utile 

• disposizione delle fasi per le doppie terne o le terne singole 

• tipo di conduttore e caratteristiche meccaniche 

• parametro di tesatura della catenaria alla temperatura massima 

• posizione e franco minimo nella campata 




Dati necessari per il calcolo 

Correnti 


per le linee aeree con tensione superiore a 100 kV la 

portata di corrente in servizio normale viene calcolata ai 

sensi della norma CEI 11-60; 11 60; 

per le linee in cavo la corrente da utilizzare nel calcolo è 

la portata in regime permanente così cos come definita nella 

norma CEI 11-17. 11 17. 

Sia per il calcolo della Dpa che della fascia di rispetto 





puntuale della fascia di rispetto 


Configurazione spaziale dei conduttori in termini di posizione reciproca reciproca 

configurazione di attacco dei conduttori ai due sostegni estremi di ogni campata 

disegno delle teste 

di ogni singolo sostegno 

orientamento dei due sostegni 

che delimitano la campata 






Altezza dei sostegni 

che delimitano una data campata 

Altezza dei conduttori da terra 


Andamento del conduttore lungo la campata 

Y=H*cosh(x/H) 






Profilo Longitudinale 





Tipi di sostegni 

i livelli di tensione nominale disponibili sulla rete TERNA sono 

132kV / 150 kV 

220 kV 

380 kV 


ogni livello di tensione contempla distanze in aria tra le fasi e strutture dei 

sostegni che possono essere assai diverse; 

ogni linea poi può essere concepita in singola terna o in doppia terna 

per un dato livello di tensione esistono più tipologie di sostegni, scelti in base alle 

prestazioni meccaniche dovute a tiri, angoli, dislivelli, campate o esigenze varie, 

che a loro volta emergono dal progetto dell’intera linea; 

I sostegni possono avere altezze comprese solitamente tra i 12 m ed i 36÷45 m 




132 kV 

Tipi di sostegni 

380 kV 

Traliccio a delta 


380 kV tubolare 




40 y(m) 

30 

20 

10 

0 

Esempi di fasce di rispetto calcolate 

Isocampo a 3 uT - I = 675 A 

Ra = 0.286√(S*I) = 17,6m (formula approssimata). 

Coordinate del baricentro dei conduttori 'C': 

Cx = 1,07m 

Cy = 20,00m 

C Ra 

-20 -10 0 10 20 

x(m) 

50 y(m) 

40 

30 

20 

10 

0 

-10 




Cx = 1,60m 

Cy = 21,00m 

C Ra 


-30 -20 -10 0 10 20 30 

132 kV ST 220 kV ST 


Direzione Dispacciamento e Conduzione | Ingegneria DSC | Analisi Esercizio 

x(m)


60 y(m) 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

-10 

-20 


Isocampo a 3 uT ; I1 = 675A ; I2 = 675A ; Fasi Aff. 

132 kV DT 

Fasi affacciate 

R 

T 

S 

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 

S 

T 

R 

x(m) 

40 y(m) 

30 

20 

10 

0 


Isocampo a 3 uT ; I1 = 675A ; I2 = 675A ; Fasi Trasp. 

132 kV DT 

Fasi trasposte 

-20 -10 0 10 20 

28 m 18 m 

A pari corrente la linea in ST aveva una fascia di 18 m 

S 

T 

R 


Direzione Dispacciamento e Conduzione | Ingegneria DSC | Analisi Esercizio 

S 

T 

R 

R – S 

T – T 

S – R 

x(m)


80 y(m) 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

-10 

-20 

-30 

-40 





Cx = 0,00m 

Cy = 18,33m 

C Ra 

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 

Linea 380 kV ST 

conduttori a fascio trinato 31.5 mm All-Acc 

sostegno con testa a DELTA 

x(m) 


Linea 380 kV ST 

conduttori a fascio trinato 31.5 mm All-Acc 

sostegno a basso impatto 




220 kV DT I1=550 e I2=550 A fasi opposte 

132 kV ST I1=375 A 



Parallelismo di due linee ed influenza degli angoli delle correnti 

Metodologia di calcolo basata sull'algoritmo bidimensionale normalizzato normalizzato 

(CEI 211-4) 211 4) 

Programma di simulazione “EMF EMF Tools 4.0T” 4.0T ver. 2006 

sviluppato per T.E.R.NA. dal CESI 

220 kV DT I1=550 e I2=550 A stessa fase 

132 kV ST I1=375 A stessa fase 





Razionalizzazione della rete 220 kV 

di Torino 

Cavo sez. 1600 mm2 Al 

I = 1000 A 


Configurazione spaziale dei conduttori: 

In piano a contatto; in piano distanziati; a trifoglio 

Profondità Profondit dei conduttori 

Dpa < 3 m 




400 

350 

300 

250 

[A] 200 

150 

100 

50 

Disponibilità delle informazioni 

0 

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 00 


I dati archiviati nel sistema di controllo della rete di Terna, 

opportunamente elaborati, consentono, in condizioni di normale 

funzionamento dell’intero sistema, di calcolare i valori delle correnti 

con campionamento di 15 minuti. 

La precisione dei dati telemisurati è quella necessaria per l’attività di 

dispacciamento. 

quarti d'ora 

corrente 

media 

mediana 

[A] 

600 

550 

500 

450 

400 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

corrente 

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 00 

quarti d'ora 

media 

mediana

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