{"id":544,"date":"2004-03-01T00:00:00","date_gmt":"2004-02-29T23:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"544","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/544\/","title":{"rendered":"A cosa \u00e8 dovuto il caratteristico crepitio che si ode in prossimit\u00e0 dei tralicci elettrici"},"content":{"rendered":"

Il ronzio o crepitio che, specie nelle giornate umide, si
\n sente in prossimit\u00e0 degli elettrodotti ad alta tensione
\n \u00e8 dovuto al cosiddetto effetto corona<\/b>, determinato
\n dall’intenso campo elettrico presente nelle immediate vicinanze
\n dei conduttori.<\/font><\/p>\n

<\/font><\/p>\n

Tre sono gli aspetti da chiarire a proposito di questo fenomeno.
\n <\/font><\/p>\n

    <\/p>\n
  1. \n

    In cosa consiste esattamente l’effetto corona<\/i> e
    \n perch\u00e9 si verifica.<\/p>\n<\/li>\n

  2. \n

    Perch\u00e9 l’effetto corona<\/i> produce un rumore
    \n udibile.<\/p>\n<\/li>\n

  3. \n

    Come mai nei pressi dei conduttori degli elettrodotti si
    \n determina un campo elettrico cos\u00ec intenso e cosa si
    \n pu\u00f2 fare per evitarlo o ridurne le conseguenze.<\/p>\n<\/li>\n

    <\/font><\/ol>\n

    <\/font><\/p>\n

    L’effetto corona<\/font><\/h2>\n

    <\/font><\/p>\n

    L’effetto corona<\/b> consiste nella ionizzazione dell’aria
    \n presente in un sottile strato cilindrico (la corona<\/i>, appunto)
    \n attorno ad un conduttore elettricamente carico. La causa del fenomeno
    \n \u00e8 l’intenso campo elettrico che in alcuni casi, come vedremo,
    \n si stabilisce in questa regione. La ionizzazione si determina
    \n quando il valore del campo elettrico supera una soglia detta
    \n rigidit\u00e0 dielettrica<\/b> dell’aria, e si manifesta con una
    \n serie di scariche elettriche, che interessano unicamente la zona
    \n ionizzata e sono quindi circoscritte alla corona cilindrica in cui
    \n il valore del campo supera la rigidit\u00e0 dielettrica. Il fenomeno
    \n \u00e8, in piccolo, sostanzialmente equivalente alla generazione di
    \n lampi<\/b> e fulmini<\/b>, che si verificano proprio quando il
    \n campo elettrico dovuto alla differenza di potenziale tra nuvola e
    \n nuvola o tra nuvola e terreno supera la rigidit\u00e0<\/p>\n

    dielettrica.<\/font><\/p>\n

    <\/font><\/p>\n

    La rigidit\u00e0 dielettrica dell’aria<\/font><\/h2>\n

    <\/font><\/p>\n

    Si definisce rigidit\u00e0 dielettrica<\/b> di un
    \n materiale isolante il massimo valore del campo elettrico che in esso
    \n pu\u00f2 essere presente senza che avvenga una scarica disruttiva.
    \n Tale valore dipende fortemente dal tipo e dalle condizioni fisiche ed
    \n ambientali del materiale.<\/font><\/p>\n

    <\/font><\/p>\n

    In molti materiali, la rigidit\u00e0 dielettrica indica il
    \n limite oltre il quale il campo elettrico applicato \u00e8 tanto
    \n intenso da rompere i dipoli elettrici presenti nel materiale
    \n (permanenti o indotti dal campo stesso), creando cos\u00ec
    \n una coppia di ioni.<\/font><\/p>\n

    <\/font><\/p>\n

    Nei gas come l’aria, l’esistenza di ioni preesistenti al campo
    \n elettrico (generati per esempio da radiazioni ionizzanti come i
    \n raggi ultravioletti o i raggi cosmici) mette a disposizione un
    \n altro meccanismo: il campo elettrico accelera gli ioni preesistenti,
    \n facendo loro acquisire energia cinetica. Se questa \u00e8
    \n sufficiente lo ione accelerato pu\u00f2, quando urta una molecola di gas,
    \n causarne la ionizzazione, dando cos\u00ec luogo ad un fenomeno
    \n noto come moltiplicazione a valanga<\/b>. Siccome l’energia
    \n cinetica acquisita durante l’accelerazione cresce non solo
    \n con l’intensit\u00e0 del campo elettrico, ma anche con il
    \n libero cammino medio<\/i> tra due urti (maggiore il cammino
    \n medio, maggiore il tempo a disposizione del campo elettrico per
    \n accelerare gli ioni), ne consegue che pi\u00f9 un gas \u00e8<\/p>\n

    rarefatto, pi\u00f9 questo meccanismo di moltiplicazione \u00e8
    \n efficace, pi\u00f9 basso \u00e8 quindi il valore della
    \n rigidit\u00e0 dielettrica.<\/font><\/p>\n

    <\/font><\/p>\n

    Tirando le fila, risulta che la rigidit\u00e0 dielettrica
    \n dell’aria secca \u00e8 di circa 3 MV\/m<\/b> (inteso come valore
    \n continuo, oppure valore di picco in caso di campo alternato) e che
    \n questo valore diminuisce sensibilmente<\/b> in montagna (per la
    \n maggior rarefazione dell’aria) e soprattutto in presenza di
    \n umidit\u00e0 o inquinamento<\/b> (le goccioline di vapore o
    \n alcune particelle inquinanti funzionano infatti come attrattori<\/i><\/p>\n

    ed agglutinatori<\/i> degli ioni).<\/font><\/p>\n

    <\/font><\/p>\n

    Tornando agli elettrodotti, una situazione particolarmente
    \n critica si ha in corrispondenza degli isolatori<\/b> (quei
    \n dispositivi di vetro o porcellana che permettono di collegare
    \n meccanicamente i cavi ai tralicci, preservando l’isolamento
    \n elettrico), perch\u00e9 questi, se sporchi o bagnati, possono
    \n favorire sensibilmente l’innesco di scariche. Ci\u00f2 rende
    \n conto del fatto che presso i tralicci sia in genere pi\u00f9
    \n facile che lungo le linee avvertire il rumore associato
    \n all’effetto corona. Il problema \u00e8 ovviamente pi\u00f9<\/p>\n

    evidente in zone industriali o comunque ad elevato inquinamento
    \n atmosferico.<\/font><\/p>\n

    <\/font><\/p>\n

    L’origine del rumore<\/font><\/h2>\n

    <\/font><\/p>\n

    L’effetto corona, attraverso la ionizzazione dell’aria e
    \n l’innesco di scariche elettriche, ha numerose conseguenze
    \n avvertibili.
    \n <\/font><\/p>\n

      <\/p>\n
    • \n

      Riscaldamento e debole luminescenza<\/b>. Questi effetti
      \n producono perdite di energia che diminuiscono il rendimento
      \n della linea elettrica.<\/p>\n<\/li>\n

    • \n

      Produzione di ozono<\/b>, come sempre avviene in presenza
      \n di scariche o scintille in aria.<\/p>\n<\/li>\n

    • \n

      Distorsione della forma d’onda<\/b>. Nelle linee a corrente
      \n alternata la dissipazione di energia non avviene con
      \n continuit\u00e0, ma solamente negli intervalli in cui,
      \n ad ogni semiperiodo, l’intensit\u00e0 del campo supera in
      \n valore assoluto la rigidit\u00e0 dielettrica dell’aria. Si
      \n producono allora deformazioni dell’onda di tensione, che perde
      \n le sue caratteristiche perfettamente sinusoidali per l’insorgere
      \n di armoniche.<\/p>\n<\/li>\n

    • \n

      Disturbi alle telecomunicazioni<\/b>. Le scariche producono
      \n segnali spur\u00ee ad alta frequenza che possono disturbare
      \n le telecomunicazioni. In relazione alla caratteristica
      \n forma dello spettro corona, la cui ampiezza si riduce sensibilmente
      \n al crescere della frequenza, tali disturbi interessano soprattutto
      \n le frequenze relative alle trasmissioni radiofoniche o al pi\u00f9
      \n alle trasmissioni televisive nei canali bassi della banda VHF.<\/p>\n<\/p>\n<\/li>\n

    • \n

      Effetto acustico<\/b>. Il rumore a cui si riferisce la
      \n domanda \u00e8 senza dubbio, tra tutti i fenomeni conseguenti
      \n all’effetto corona, uno dei pi\u00f9 complessi. Sostanzialmente,
      \n esso ha origine dalle onde di pressione generate dal riscaldamento
      \n prodotto dalla ionizzazione e dalle scariche nella corona.
      \n Esso si manifesta con il caratteristico “crepitio” tipico
      \n di ogni scarica elettrica. Nelle linee a corrente alternata, dove
      \n il campo elettrico si inverte di polarit\u00e0 passando per lo
      \n zero 100 volte al secondo, anche i fenomeni di ionizzazione si
      \n innescano e disinnescano con questa cadenza. Ci\u00f2 d\u00e0
      \n luogo ad una modulazione delle onde di pressione, per cui al crepitio
      \n si aggiunge, nel rumore avvertibile, anche un “ronzio”<\/p>\n

      a bassa frequenza.<\/p>\n<\/p>\n<\/li>\n

      <\/font><\/ul>\n

      <\/font><\/p>\n

      Il campo elettrico nei pressi di un conduttore<\/font><\/h2>\n

      <\/p>\n\n\n\n
      \"\"\/<\/td>\n\n

      Per determinare quantitativamente l’intensit\u00e0 del
      \n campo elettrico nei pressi di un conduttore carico si pu\u00f2<\/p>\n

      prendere in considerazione l’esempio mostrato in figura, semplice
      \n ma didatticamente completo, nel quale un conduttore rettilineo
      \n indefinito orizzontale (perpendicolare al piano del disegno) di
      \n diametro 2a<\/b>, sospeso ad una altezza h<\/b> dal terreno,
      \n \u00e8 mantenuto ad un potenziale V<\/b> rispetto al terreno
      \n stesso, assunto come riferimento di potenziale nullo.<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

      <\/font><\/p>\n

      Svolgendo un semplice esercizio di elettrostatica elementare,
      \n di cui si omettono per brevit\u00e0 i dettagli, \u00e8<\/p>\n

      possibile determinare la densit\u00e0 di carica per unit\u00e0 di
      \n lunghezza ρ<\/b> che si stabilisce sul conduttore
      \n (nella formula “ln” indica il logaritmo naturale):<\/font><\/p>\n

      <\/font>

      \"\"\/<\/font><\/center>
      \n <\/font><\/p>\n

      e, da questa, l’intensit\u00e0 E<\/b> del campo elettrico in
      \n qualunque punto dello spazio. Tale intensit\u00e0 raggiunge il
      \n valore massimo alla superficie del conduttore dove, nell’ipotesi
      \n realistica che sia a << h<\/b>, si trova:<\/font><\/p>\n

      <\/font>

      \"\"\/<\/font><\/center>
      \n <\/font><\/p>\n

      La relazione trovata indica chiaramente che il campo elettrico
      \n alla superficie del conduttore \u00e8 tanto maggiore quanto
      \n minore \u00e8 il raggio del conduttore stesso. Per esempio,
      \n se prendiamo in considerazione la massima tensione di esercizio
      \n degli elettrodotti italiani (310 kV<\/b> di picco tra fase e terreno)
      \n otteniamo un campo elettrico di picco di 4.08 MV\/m<\/b> con un raggio
      \n a = 1 cm<\/b> e di 1.03 MV\/m<\/b> con un raggio di a = 5 cm<\/b>,
      \n ipotizzando una altezza h = 10 m<\/b> da terra. (Il calcolo \u00e8<\/p>\n

      fatto in configurazione monofase; in configurazione trifase si
      \n otterrebbero valori leggermente diversi, ma la sostanza sarebbe la
      \n stessa).<\/font><\/p>\n

      <\/p>\n\n\n\n
      \"\"\/<\/td>\n\n

      L’effetto corona ha, come si \u00e8 visto, numerose
      \n conseguenze indesiderate ma, fortunatamente, \u00e8 controllabile
      \n in modo abbastanza agevole in fase di progetto. Le tecniche
      \n in tal senso mirano alla diminuzione del campo elettrico massimo
      \n nei pressi dei conduttori, aumentando il raggio degli stessi fino a
      \n valori che scongiurino l’effetto corona anche nelle condizioni
      \n di pressione ed umidit\u00e0 pi\u00f9 svantaggiose.<\/p>\n

      Per motivi economici, quando la sezione necessaria a questo
      \n scopo risulta eccessiva in relazione alla corrente elettrica da
      \n trasportare, si preferisce adottare la tecnica dei conduttori
      \n a fascio<\/b>. In questo caso, per ciascuna fase dell’elettrodotto
      \n vengono utilizzati due (fascio binato<\/i>, vedi foto) oppure
      \n tre (fascio trinato<\/i>) conduttori allo stesso potenziale,
      \n mantenuti ad una certa distanza uno dall’altro. Si ottiene
      \n cos\u00ec un conduttore di grande raggio equivalente<\/b>
      \n (dal punto di vista del campo elettrico), mantenendo relativamente
      \n bassa la quantit\u00e0 di metallo necessaria e quindi il costo.
      \n Una possibile alternativa consiste nell’utilizzare conduttori
      \n internamente cavi.<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

      <\/font><\/p>\n

      Con provvedimenti di questo tipo si riesce, di regola, a
      \n prevenire l’effetto corona nelle condizioni operative normali
      \n degli elettrodotti, per cui il rumore ad esso associato non
      \n si ode lungo le linee se non nelle giornate molto umide o
      \n piovose. Pi\u00f9 facile \u00e8 invece avvertirlo nei
      \n pressi dei tralicci, per i motivi legati alla sporcizia e
      \n all’umidit\u00e0 sugli isolatori, a cui si pu\u00f2
      \n porre rimedio solo con frequenti e onerosi interventi di
      \n pulitura e manutenzione.<\/font><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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