Guida pratica ai metodi e criteri di riduzione dei campi magnetici prodotti dalle cabine elettriche MT/BT
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Interventi che si possono effettuare all'interno di una cabina MT/BT per ridurre il campo magnetico

Vengono presi in considerazione due metodi di mitigazione dei campi magnetici generati dalle cabine , indicando nel primo sicuramente la scelta più efficace e preferibile:

•  Agire sulla configurazione e componentistica della cabina eseguendo una o più delle seguenti azioni durante la messa in opera o la ristrutturazione della cabina:

•  Allontanare le sorgenti di campo più pericolose (quadri e relativi collegamenti al trasformatore) dai muri della cabina confinanti con l'ambiente esterno ove si vuole ridurre il campo. Infatti i collegamenti BT trasformatore-quadro sono in genere quelli interessati dalle correnti e quindi dai campi magnetici più elevati;

•  Avvicinare le fasi dei collegamenti utilizzando preferibilmente cavi cordati;

•  Disporre in modo ottimale le fasi, nel caso in cui si utilizzino per esse più cavi unipolari in parallelo;

•  Utilizzare unità modulari compatte ;

•  Nel caso in cui il collegamento trasformatore-quadro BT fosse ancora realizzato con piattina di rame nudo, sostituirlo con cavi posati possibilmente al centro della cabina;

•  Utilizzare cavi tripolari cordati , piuttosto che cavi unipolari, per gli eventuali collegamenti entra-esci in Media Tensione . Infatti, in particolare i circuiti che collegano le linee MT ai relativi scomparti di cabina (nel caso appunto di collegamento in “entra-esci” della cabina alla rete) sono percorsi da una corrente che può essere dello stesso ordine di grandezza di quelle dei circuiti di bassa tensione. Meno importanti, dal punto di vista della produzione di campi elettromagnetici, sono invece i collegamenti tra il trasformatore ed il relativo scomparto del quadro MT; in questo caso infatti la corrente è solamente di qualche decina di ampere e, generalmente, il percorso dei cavi interessa la parte più interna della cabina;

•  Posizionare i trasformatori in modo che i passanti di media tensione (correnti basse) siano rivolti verso la parete della cabina ed i passanti di bassa tensione (correnti alte) siano invece rivolti verso il centro della cabina (questo ovviamente se i problemi sono oltre le pareti e non sopra il soffitto o sotto il pavimento).

•  Utilizzare preferibilmente trasformatori in olio , invece che in resina, poiché la cassa in ferro rende trascurabili i flussi dispersi nell'ambiente circostante, producendo un'efficace azione schermante

•  Utilizzazione di schermi ferromagnetici o conduttori . Se non fosse possibile mettere in atto le modalità installative viste sopra, o ancora peggio, se queste fossero insufficienti nell'ottenere valori di campo magnetico nei limiti di legge, si può ricorrere alla tecnica della schermatura che viaggia su due binari: gli schermi magnetici e gli schermi conduttivi. Nel primo caso l'obiettivo della schermatura è quello di distogliere il flusso magnetico dal suo percorso verso luoghi dove non dovrebbe andare, per convogliarlo in zone non presidiate da persone, mentre nel secondo si tratta di contrastare il flusso esistente con un altro contrario. La schermatura può essere limitata alle sorgenti (soprattutto cavi e quadri BT) od estesa all'intero locale cabina. Tuttavia è necessario precisare alcune situazioni relative alla schermatura, individuate già dalla guida CEI 11-35 e riprese dalla nuova guida CEI 106-12:

•  Gli interventi di schermatura, che sono facili da effettuare in fase progettuale, sono talvolta difficili (o addirittura impossibili) da realizzare su cabine esistenti e possono essere anche particolarmente costosi;

•  La schermatura può essere parziale , limitata cioè alle principali sorgenti di campo magnetico (cavi, quadri, trasformatore) o al limite ad alcune pareti, oppure totale , ovvero estesa all'intera cabina (figure 10, 11, 12);

•  La schermatura parziale consiste nell'avvolgere le principali sorgenti di campo con schermi ferromagnetici se si vuole ridurre il campo nelle immediate vicinanze dello schermo, oppure conduttori se si vogliono ottenere migliori risultati anche a distanze maggiori. L'accoppiamento dei due tipi di schermo rappresenta la soluzione tecnica per risolvere i casi più difficili. Infatti, la geometria complessa dei circuiti di cabina, e quindi la presenza contemporanea di campi con componenti significative sia verticali che orizzontali, impone talvolta di dover ricorre a schermature combinate (con materiali conduttori e ferromagnetici);

Figura 10 – Esempio di schermatura di una cabina di trasformazione posta in vicinanza di locali adibiti ad abitazione (Boffelli &Pravato)

Figura 11 – Esempio di schermatura di una cabina di trasformazione posta in ambito industriale
(Boffelli &Pravato)

•  Nel caso di fasci di cavi , la schermatura può essere effettuata con profilati sagomati ad U di adeguato spessore. In questo caso lo schermo per essere efficace deve avere uno spessore di qualche millimetro; ciò conferisce per altro allo schermo buone proprietà meccaniche che lo rendono anche utilizzabile, se opportunamente sagomato, come struttura portante dei cavi da schermare;

Figura 12 – Esempio di schermatura di una cabina MT/BT in ambiente industriale:
immagini prima e dopo l'intervento di schermatura (Boffelli &Pravato)

•  La schermatura totale di una parete può essere effettuata mettendo in opera lastre di materiale conduttore o ferromagnetico o di entrambi i tipi (figure 10, 11, 12);

•  In alcuni casi pratici sono stati ottenuti dei buoni risultati impiegando lamiera di acciaio commerciale di spessore 3 mm ÷ 5 mm . A questo riguardo si evidenzia che gli acciai normalmente in commercio non sono caratterizzati da valori di permeabilità e conducibilità definiti, per cui la loro efficacia schermante può essere anche molto diversa da caso a caso. Per ovviare a questo inconveniente si possono utilizzare materiali ferromagnetici a permeabilità controllata, oppure materiali conduttori che hanno un comportamento ben definito ed una buona efficienza schermante;

•  In definitiva, la scelta del tipo di schermo (sagoma, dimensioni, materiale) dipende molto dalle caratteristiche delle sorgenti e dal livello di mitigazione di campo magnetico che si vuole raggiungere. Per agevolare tale scelta progettuale appare quindi fondamentale ed indispensabile farla precedere da una fase propedeutica di caratterizzazione della cabina, attraverso la quale individuare i livelli di campo magnetico più significativi, descriverne la distribuzione spaziale in termini sia di intensità che di orientamento ed associare ad essi i componenti di cabina che verosimilmente ne rappresentano le sorgenti primarie.

Fine

luglio 2007