Aspetti generici delle linee elettriche

linee elettriche
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Le linee elettriche possono essere aeree o in cavo.

Esse hanno notoriamente come componenti principali i conduttori di energia, realizzati con metalli ad alta conducibilità. I conduttori sono adeguatamente isolati tra loro e verso terra, onde poter sopportare le tensioni impresse.
Oltre ai conduttori di energia, sono spesso presenti altri conduttori metallici, posti a terra almeno in un punto, ma sovente in molti punti a intervalli regolari, con funzioni protettive. Nelle linee aeree di alta tensione vengono tesate superiormente ai conduttori le funi di guardia, per la protezione contro le scariche di origine atmosferica. Le funi di guardia sono generalmente trefoli di acciaio e sono normalmente connesse a terra in ciascun sostegno.
Nelle linee in cavo di media e di alta tensione, e talvolta anche in quelle di bassa tensione, sono presenti guaine metalliche protettive tubolari, oppure schermi equipotenziali, o armature costituite da nastri, piattine o fili metallici, posti a terra almeno ad una estremità.
Oltre ai conduttori di energia ed agli eventuali conduttori di terra, è sempre presente un altro conduttore, la terra, che esercita una rilevante influenza nel funzionamento elettrico delle linee aeree.
I conduttori sono, per lo più, cordati di forma cilindrica e si possono ritenere rettilinei con distanziamenti costanti lungo l’intera lunghezza della linea.
Ciascun conduttore percorso da corrente determina un campo magnetico ed elettrico. Ogni elemento di conduttore è sede in conseguenza: di f.e.m (forza elettromotrice) autoindotte e di f.e.m mutuamente indotte da parte delle correnti percorrenti gli altri conduttori; di caduta di tensione nella resistenza ohmica e di perdite per effetto Joule. Di questi fenomeni si tiene conto attribuendo all’unità di lunghezza dei conduttori opportuni valori di induttanza e resistenza, denominate costanti primarie longitudinali.
Il dielettrico interposto tra i conduttori (aria nelle linee aeree; isolante solido di vario tipo nei cavi) è sollecitato dalle tensioni applicate alla linea ed è quindi sede di correnti di spostamento ed anche di deboli correnti di conduzione; a queste ultime si associano perdite di energia non trascurabili nelle linee di alta tensione (per effetto corona nell’aria; per isteresi dielettrica negli isolanti dei cavi).
Di questi fenomeni si tiene conto attribuendo all’unità di lunghezza dei conduttori opportuni valori di capacità e di conduttanza, da intendersi connesse in derivazione, denominate costanti primarie trasversali.
È lecito fare le seguenti ipotesi esemplificative, che non compromettono la precisione dei risultati:
a) I conduttori sono cilindrici, rettilinei, indefiniti, paralleli tra loro ed al terreno. In realtà, i conduttori delle linee aeree si dispongono secondo catenarie, per cui, pur essendo equidistanti tra loro, hanno altezza sul suolo variabile. È lecito tuttavia ritenere i conduttori paralleli al terreno, ad un’altezza media che viene generalmente assunta pari all’altezza in corrispondenza al sostegno diminuita del 70 % della freccia. Si trascura di norma la maggior lunghezza della catenaria rispetto alla campata.
b) Il terreno si suppone piano, infinitamente esteso, omogeneo, di resistività costante, con permeabilità magnetica e costante dielettrica relative pari ad 1.
c) Per il calcolo della capacità, la carica si suppone stazionaria e uniformemente distribuita sui conduttori.
d) Quando le funi di guardia sono collegate a terra sui sostegni, secondo la pratica più corrente, si assume che esse abbiano potenziale nullo rispetto a terra in tutte le sezioni.

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