RAPPORTO DI FINE TIROCINIO

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1 RAPPORTO DI FINE TIROCINIO Università degli Studi di Roma Tre Laboratorio PRiSMA Prove e Ricerca su Strutture e Materiali Prove sperimentali su sistema di isolamento sismico specifico per interruttori della rete ad alta tensione del tipo 3AP2FI Studente: Ricardo Ferraro Matricola: Tutor universitario: Prof. Renato Giannini Tutor aziendale: Arch. Lorena Sguerri. A.A. 2013/2014

2 Sommario Introduzione... 3 Attrezzatura di prova e sistemi di acquisizione dei dati... 5 Programma delle prove... 6 Risultati delle prove... 8

3 Introduzione Al fine di progettare preliminarmente l'isolamento sismico dell'interruttore elettrico della rete ad alta tensione (Siemens 3AP2FI), è stata svolta un'attività sperimentale all'interno del laboratorio PRiSMA (Laboratorio Prove e Ricerca su Strutture e Materiali del Dipartimento di Architettura dell'università degli Studi di Roma Tre), nell'ambito di una collaborazione tra la società di gestione della rete elettrica italiana Terna S.p.a. e Università degli Studi di Roma Tre. La campagna di prove sperimentali, oggetto di questa relazione, è stata condotta per determinare sperimentalmente le caratteristiche meccaniche di un nuovo dispositivo introdotto nel sistema di isolamento sismico esistente (sempre progettato dall Università e attualmente in uso), ovvero un dispositivo composto da una sfera di acciaio inox ed un cappello conico (come mostrato nelle immagini seguenti). In particolare, al sistema di protezione sismica basato su isolatori a molle d acciaio (Wire Rope) esistente, è stato pensato di inserire una cerniera sferica, collegata alla piastra inferiore, mediante bullonatura, del sandwich di isolamento, sulla quale poggia un cappello conico, collegato a sua volta alla piastra superiore, anch essa mediante bullonatura. Di seguito si riporta una documentazione fotografica dell attività di montaggio svolta in laboratorio del sandwich di isolamento, comprensivo solo del nuovo dispositivo.

4 Una volta pronto il sandwich di isolamento sismico è stato installato l interruttore elettrico (con l ausilio del carroponte) fornito da Terna. Successivamente sono stati installati l attrezzatura di prova e i sistemi di acquisizione dei dati. Di seguito si riporta una foto dell intero apparato di prova.

5 Attrezzatura di prova e sistemi di acquisizione dei dati Martinetto MTS e macchina universale MTS Trasduttori di spostamento resistivi Strain gauges Di seguito si riportano le foto delle installazioni dei vari sistemi di acquisizione dei dati.

6 Programma delle prove Per comprendere bene il funzionamento del nuovo dispositivo inserito nel sistema di isolamento sismico, sono state condotte le prove del solo dispositivo cerniera-sferica-cappello conico. Sono stati mantenuti solo dei rulli laterali, posti in asse e ortogonali alla direzione della forza esplicata dal martinetto per evitare rotazioni inaspettate. Separatamente, poi, sono state effettuate prove di trazione-compressione dei quattro Wire Rope, necessari a completare il sistema di isolamento. I Wire Rope utilizzati, in questo caso, sono quelli prodotti dalla società Powerflex, denominati WR (dispositivi grandi). Di seguito si riportano le specifiche fornite dal costruttore. Dunque, l interruttore è stato sottoposto a quattro cicli di carico ad ampiezza crescente (il valore massimo è vincolato alla potenzialità della macchina di prova), aumentando di volta in volta la frequenza del ciclo. Di seguito si riporta una tabella riassuntiva dei cicli di prova. Ciclo Frequenza (Hz) CICLICA CICLICA CICLICA CICLICA

7 Per quanto riguarda le prove sui Wire Rope, invece, sono state condotte solo prove di trazionecompressione simmetriche ad ampiezza crescente (fino a ΔS=16/18mm), con avanzamenti di 2mm. Non disponendo di macchinari specifici per le prove cicliche sugli isolatori, è stato necessario utilizzare per la tipologia di prova di trazione-compressione una struttura in acciaio che permettesse di adeguare la macchina di prova MTS alle nostre esigenze. Durante la prova, la forza è stata applicata attraverso un moto armonico sinusoidale, di cui abbiamo stabilito degli opportuni range di ampiezze e di frequenze. Le ampiezze massime da raggiungere in trazione e in compressione sono state stabilite sulla base dei dati sperimentali forniti dal costruttore, cercando di non raggiungere mai delle ampiezze che potessero danneggiare o degradare i dispositivi. Di seguito si riporta una tabella riassuntiva dei cili di prova. Wire Rope ΔS (mm) WRA 18 WRB 16 WRC 16 WRD 16

8 Risultati delle prove Di seguito si riportano, per brevità, solo i risultati ottenuti dalla prova CICLICA Per gli altri cicli di prova sono stati ricavati grafici analoghi.

9 Di seguito si riportano gli andamenti, in trazione-compressione, dei Wire Rope provati.

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