Campi Elettromagnetici e Cabine MT/BT

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Sezione 5 - Cabine di trasformazione MT/BT di utente

Da un punto di vista prettamente formale riteniamo che le cabine MT/BT di utente non rientrino nel campo di applicazione del DM 29/05/08 in quanto:

  • il DM 29-05-2008 contempla come impianto solamente le cabine del distributore e le cabine dell'utente se alimentato in alta tensione (art. 3.2 Oggetto ed applicabilità - punto 4 definizioni)
  • le modalità di calcolo per la distanza di prima approssimazione indicata nel DM 29/05/08 fanno riferimento a cabine di tipo a box unificate (in pratica quelle dell'Enel) e sono difficilmente adattabili a cabine di trasformazione utente generalmente più complesse.

Tuttavia sta sempre più prendendo piede sia in fase di conferenza dei servizi che di rilascio del permesso di costruire, la richiesta da parte degli enti preposti (comuni, Arpa, ecc.) della valutazione dei campi magnetici dovuti alla presenza di cabine di trasformazione MT/BT di utente.

A questo punto spetta al progettista l'arduo compito di riuscire a valutare la distanza entro la quale il campo magnetico supera i fatidici 3 µT e comunicarla agli enti preposti richiedenti. Come già indicato il metodo proposto DM 29/05/08 non è applicabile alle cabine utente in quanto le cabine di trasformazione considerate non possono ritenersi equivalenti. In commercio esistono alcuni software per la modellizzazione dei componenti installati all'interno delle cabine MT/BT ed il relativo calcolo del campo magnetico da essi generato. Tuttavia riuscire a prevedere esattamente in fase di progettazione l'esatta ubicazione di tutti i componenti (compresi i percorsi delle vie cavi) all'interno di una cabina elettrica è pura utopia elettrotecnica: pertanto detti software possono adattarsi a cabina standard oppure possono essere utilizzati solo in fase di verifica a cabina ultimata.
Come si può dunque procedere? Anche in questo il caso il tanto richiamato buon senso può darci una mano. Cerchiamo di capire come.
Abbiamo visto che le principali fonti di campo magnetico sono i cavi percorsi da corrente: maggiore sarà la corrente che percorre il cavo, maggiore sarà il campo magnetico generato.
Pertanto se supponiamo ipoteticamente che lungo il perimetro della cabina transitino tutti i cavi in uscita dal trasformatore MT/BT lato bassa tensione e che questi cavi siano percorsi dalla corrente nominale del trasformatore stesso possiamo individuare una distanza dal perimetro della cabina oltre la quale è ragionevolmente prevedibile un valore di induzione magnetica inferiore ai 3 µT.
Per la determinazione del campo magnetico generato da cavi percorsi da corrente possiamo fare riferimento alla norma CEI 106-12 "Guida pratica ai metodi e criteri di riduzione dei campi magnetici prodotti dalle cabine elettriche MT/BT" che ci fornisce la seguente formula.

Formula per il calcolo dell'induzione magnetica

dove:
B = induzione magnetica [mT]
I = corrente che percorre i conduttori [A]
S = distanza fra le fasi [m]
D = distanza dalla terna di conduttori del punto "P" dove si vuole calcolare il valore di induzione magnetica [m]

Utilizzando la formula inversa avremo che la distanza D per cui B=3 µT sarà

D = radq[(0,2 * 1,73 * I * S) / 3]

In analogia a quanto previsto dal DM 29/05/08 si può considerare la distanza fra le fasi "S" pari al diametro reale dei cavi (conduttore + isolante); in caso di cavi in parallelo per ciascuna fase si può cautelativamente considerare "S" pari alla somma di tutti i diametri dei cavi costituenti la formazione di una singola fase.
Allo stesso modo sembra ragionevole approssimare il valore D al mezzo metro superiore.
Per la determinazione del diametro dei cavi possiamo fare riferimento ad un qualsiasi catalogo di produttori di cavi. A titolo esemplificativo si riporta nel seguito una tabella riepilogativa di cavi FG7(O)R unipolari.

Diametro di conduttori FG7 unipolari

Applicando i criteri sopra riportati alla casistica standard di varie potenze di trasformatori si ottiene la tabella sottoriportata

Distanza di prima approssimazione secondo norma CEI 106-12

Qualora si avesse a che fare con più trasformatori all'interno della cabina si può aumentare la distanza Dpa proporzionalmente al numero di trasformatori: se avessimo ad esempio 3 trasformatori da 630 kVA avremmo che la distanza Dpa è paria 9 m (3x3m).
E' interessante notare che i valori desunti sono del tutto analoghi a quelli ottenuti mediante la formula indicata dal DM 29/05/08.

A conferma della bontà cautelativa della metodologia sopra riportata si hanno sia prove effettuate presso l'Università di Pavia su un trasformatore in resina da 1250 kVA che hanno evidenziato che ad un distanza di circa 3 metri dal trasformatore l'induzione magnetica è sempre inferiore ai 2,4 µT, sia prove effettuate su elettrocondotti protetti da 1000 A e 2000 A che hanno evidenziato valori di induzione magnetica inferiori ai 3 µT a distanze di circa 90 cm e 120 cm rispettivamente.

Al fine di ridurre ulteriormente il valore di induzione magnetica è possibile attuare i seguenti accorgimenti:

  • utilizzare canalizzazioni metalliche chiuse con coperchio
  • transitare con le canalizzazioni il più possibile verso il centro della cabina di trasformazione
  • non addossare i trasformatori ed i quadri elettrici alle pareti esterne della cabina ove è presumibile possano identificarsi situazioni critiche (presenza di persone per più di 4 ore, presenza di aree gioco, ecc.)
  • ove possibile avvolgere i cavi ad elica

Qualora fosse indispensabile ridurre il campo magnetico in una determinata direzione per la presenza di una delle suddette attività critiche, è possibile procedere alla schermatura della cabina mediante lastre di acciaio o alluminio. Il calcolo analitico dell'efficienza schermante è pressochè impossibile se non con l'utilizzo di software dedicati, ma che presentano gli stessi limiti già precedentemente evidenziati.
Per la determinazione dell'efficacia schermante si può genericamente affermare che:

  • è inutile utilizzare lastre di spessore superiore ai 10-12 mm in quanto per dimensioni superiori l'efficacia schermante è pressochè nulla
  • l'efficacia schermante di una lastra di alluminio di spessore 12 mm circa è pari a circa il 50-60% (il che vuol dire che se senza lastra il campo è ipoteticamente 100 µT, con la lastra si riduce a 40-50 µT)

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