Caratterizzazione del campo di induzione magnetica prodotto da cabine secondarie

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1 Caratterizzazione del campo di induzione magnetica prodotto da cabine secondarie Giovanni Cangemi Antonio Cataliotti Giovanni Cipriani Vincenzo Di Dio Alessandro Lipari Università di Palermo, Dipartimento di Energia, Ingegneria dell Informazione e Modelli Matematici (DEIM) Giovanni Tinè CNR, Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l Automazione (ISSIA) Mario Melodia CEP S.r.l. L articolo presenta una metodologia per la caratterizzazione del campo di induzione magnetica nei pressi di cabine secondarie di tipo a box prefabbricato in cemento armato vibrato, che costituisce un valido strumento per la verifica del rispetto degli obiettivi di qualità imposti dalla legislazione vigente. Introduzione Negli ultimi decenni l esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici ha subito un cospicuo incremento, innescando una crescente attenzione e preoccupazione; tuttavia, allo stato attuale, non è stata accertata una chiara correlazione tra l esposizione umana ai campi a frequenza di rete e l insorgere di alcune tipologie di neoplasie. L Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) ha inserito i campi elettromagnetici generati dalle cabine di trasformazione e dalle linee di trasporto e distribuzione dell energia elettrica nel gruppo 2B possibly carcinogenic to humans [], ovvero come sospetti agenti cancerogeni per i quali vi è una limitata prova di cancerogenicità negli esseri umani e un'insufficiente prova di correlazione nei modelli animali. Peraltro studi epidemiologici presenti in letteratura non confermano il nesso di causalità tra campi magnetici e neoplasie [2]. Tuttavia, le aree del tessuto urbano, caratterizzate dalla presenza di molteplici sorgenti di campo e da una crescente penetrazione delle reti di media e bassa tensione, sono, in via cautelativa, ambiti di particolare attenzione per la corretta valutazione dell esposizione ai campi elettromagnetici. La frequenza della tensione di rete, pari a 50 Hz in Europa e nella stragrande maggioranza dei Paesi e a 60 Hz negli USA, in Canada ed in parte del Giappone, rientra nella banda GHz (dai campi statici alle radiazioni infrarosse) all interno della quale i fenomeni associati alla ionizzazione del mezzo risultano trascurabili per cui si parla di radiazioni non-ionizzanti (NIR - Non-Ionizing Radiation). In particolare, per questa tipologia di radiazioni, le sorgenti di campo elettromagnetico di natura antropica sono predominanti rispetto al con- L Energia Elettrica 4 maggio-giugno 204

2 tributo associabile alle sorgenti di radiazione di origine naturale. In questo ambito, riveste particolare attenzione la valutazione dei campi prodotti dalle cabine secondarie, per la loro diffusione nel territorio urbano. Di specifico interesse è la valutazione dei valori di induzione magnetica, essendo l entità del campo elettrico modesta e ben al di sotto di valori che meritano attenzione. Questo articolo si prefigge l obiettivo di caratterizzare la distribuzione del campo di induzione magnetica nell intorno di strutture tipiche di cabine secondarie. In particolare è stata messa a punto una metodologia di misura dei valori di campo di induzione magnetica che è stata applicata a due cabine secondarie di tipo a box prefabbricato in cemento armato vibrato (C.A.V.). Le cabine scelte per la fase sperimentale sono del tipo isolato poiché meglio si prestano a misure di campo di induzione magnetica lungo tutto il loro perimetro; i risultati ottenuti hanno comunque validità generale e sono pertanto estendibili a cabine collocate all interno del tessuto urbano in locali annessi o attigui ad edifici residenziali o destinati al terziario. Vale la pena però di precisare che, qualora le cabine secondarie fossero sottostanti pavimenti o suoli di un contesto abitativo, le misure di campo di cui al presente lavoro andrebbero integrate con le misure su cinque punti previste per questa fattispecie dal paragrafo 5.4 della Norma CEI EN 620 [3]. Legislazione tecnica italiana in materia di inquinamento elettromagnetico In Italia le tematiche legate all inquinamento elettromagnetico sono disciplinate dalla Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici n. 36 del 22 febbraio 200 [4]. Obiettivo principale di questa Legge è la definizione sia delle misure di protezione dagli effetti sanitari acuti prodotti dai campi elettromagnetici sia delle misure di cautela da possibili effetti a lungo termine. La succitata legge ha come campo di applicazione gli elettrodotti, gli impianti radioelettrici (compresi gli impianti per telefonia mobile), i radar e gli impianti per radiodiffusione. La legge non trova, invece, applicazione nei casi di esposizione intenzionale per scopi diagnostici o terapeutici. Nel campo di applicazione rientrano, quindi, le cabine elettriche in quanto esse costituiscono parte dell elettrodotto che, dalla norma, è definito come l insieme delle linee elettriche, delle sottostazioni e delle cabine di trasformazione. I riferimenti per la protezione del pubblico indicati dalla Legge quadro n. 36/0 sono: il limite di esposizione, il valore di attenzione e l obiettivo di qualità: il limite di esposizione è il valore massimo che non deve mai essere superato nemmeno per brevi periodi ed è correlato agli effetti acuti sulla salute; il valore di attenzione è il limite che non deve essere superato negli ambienti adibiti a permanenza prolungata (scuole, abitazioni, luoghi di lavoro terzi, ecc.) ed è inteso come misura di cautela ai fini della protezione da possibili effetti a lungo termine; l obiettivo di qualità è la soglia che viene definita ai fini della progressiva minimizzazione dell esposizione, in particolare nel caso di nuovi impianti. I valori di tali limiti sono fissati da due D.P.C.M. attuativi della Legge quadro, entrambi emanati l 8 luglio 2003: Gazzetta Ufficiale n. 200 del 29/8/03 relativo alle basse frequenze (da 0 Hz a 00 khz) [5]; Gazzetta Ufficiale n. 99 del 28/8/03 relativo alle alte frequenze (da 00 khz a 300 GHz) [6]. Nella tabella sono riportati i valori limiti per la frequenza di rete (50 Hz) desunti dal primo dei sopracitati DPCM e di specifico interesse per il presente lavoro. Va rilevato che le cabine secondarie non sono sorgenti di campi elettrici significativi in aree accessibili al pubblico, in quanto i valori rilevati nell intorno delle stesse risultano sufficientemente piccoli da poter essere ritenuti trascurabili. Nella valutazione dei campi magnetici, per la protezione da possibili effetti a lungo termine connessi all esposizione nelle aree di gioco per l infanzia, in ambienti abitativi, in ambienti scolastici e nei luoghi adibiti a permanenza non inferiore a quattro ore giornaliere (luoghi tutelati), in accordo con il D.P.C.M. 08/07/2003 [5], si deve fare riferimento al valore di attenzione. Questo è da intendersi come mediana dei valori di induzione magnetica nell arco delle 24 h nelle normali condizioni di esercizio. Tenuto conto di ciò per le cabine secondarie deve essere garantito un valore di induzione magnetica non superiore a 0 µt. La tutela di cui al D.P.C.M. 08/07/2003 si attua anche sulla regolamentazione delle nuove installazioni e/o nuovi insediamenti presso elettrodotti preesistenti (art. 6). In tali casi il territorio viene salvaguardato mediante la previsione di fasce di rispetto (criterio di pianificazione territoriale) definite nell allegato al Decreto 29 maggio 2008 [7] L Energia Elettrica 42 maggio-giugno 204

3 Tabella Limiti di campo elettromagnetico (valori efficaci) per gli elettrodotti FREQUENZA GRANDEZZA FISICA LIMITE DI ESPOSIZIONE VALORE DI ATTENZIONE OBIETTIVO QUALITÀ 50 Hz Campo Elettrico 5 kv/m Induzione Magnetica 00 µt 0 µt 3 µt (Approvazione della metodologia di calcolo per la determinazione delle fasce di rispetto degli elettrodotti) attraverso parametri certi e stabili nel lungo periodo. L art.6 comma del D.P.C.M. 08/07/2003 prevede che, per la determinazione delle fasce di rispetto, si faccia riferimento all obiettivo di qualità di cui all art. 4. In sostanza, detta fascia comprende tutti i punti nei quali, in normali condizioni di esercizio, il valore di induzione magnetica può essere maggiore o uguale all obiettivo di qualità. L art.4 del D.P.C.M. 08/07/2003, fissa per la progettazione di nuovi elettrodotti in corrispondenza di aree gioco per l'infanzia, di ambienti abitativi, di ambienti scolastici e di luoghi adibiti a permanenze non inferiori a quattro ore giornaliere, un obiettivo di qualità pari a 3 µt per l'induzione magnetica [5]. Il valore è da intendersi come mediana dei valori nell arco delle 24 h e nelle normali condizioni di esercizio. Il limite, inoltre, dovrà applicarsi nella progettazione di nuovi insediamenti, ricadenti tra le tipologie sopracitate, in prossimità di linee ed installazioni elettriche, al fine di favorire la progressiva minimizzazione dell'esposizione ai campi magnetici. In base all art. 6 del D.P.C.M. 8/7/2003 il proprietario di un elettrodotto (comprese le cabine secondarie) deve individuare e comunicare (ai fini delle verifiche) alle autorità di controllo la fascia di rispetto ed i relativi dati per il calcolo della stessa. Le autorità di controllo verificano che all interno della fascia di rispetto (in cui il campo magnetico può essere superiore ai 3 µt) non siano presenti luoghi tutelati (aree gioco per l'infanzia, ambienti abitativi, ambienti scolastici). La presenza di tali luoghi determinerebbe il diniego dell autorizzazione al nuovo elettrodotto. La concessione dell autorizzazione alla realizzazione dell impianto implica l impossibilità che nel futuro possano essere realizzati, all interno della fascia di rispetto, ambienti scolastici, aree gioco per l infanzia ed ambienti abitativi. Per la determinazione delle fasce di rispetto degli elettrodotti è prevista una procedura semplificata di valutazione con l introduzione della Distanza di Prima Approssimazione (DPA). La DPA è determinabile con un procedimento semplificato in Cabina secondaria tipo box o similari, alimentata in cavo sotterraneo-tensione 5 kv o 20 kv Rappresentazione della fascia di rispetto e della D.P.A. < 3 µt Sezione frontale D.P.A. D.P.A. > 3 µt D.P.A. D.P.A. Pianta Figura Distanza di prima approssimazione (DPA) da cabine elettriche. conformità al 5..3 del Decreto 29 maggio 2008 [7]. Tale DPA, valutata per le cabine elettriche, è da intendersi come la distanza da ciascuna parete della cabina (tetto, e pareti laterali) oltre la quale il campo magnetico deve presentare valori inferiori a 3 µt. Nella figura è riportata una schematizzazione dell individuazione della DPA sulle tre viste per una cabina secondaria [8]. La struttura semplificata sulla base della quale viene calcolata la DPA è costituita da una linea trifase interessata da correnti di valore pari al valore delle correnti nominali lato bassa tensione in uscita dal trasformatore e con distanza fra le fasi Sezione laterale D.P.A. D.P.A. L Energia Elettrica 43 maggio-giugno 204

4 DPA/ I Diametro dei cavi (m) Figura 2 Andamento del rapporto tra DPA e radice quadrata della corrente nominale al variare del diametro dei cavi. Tabella 2 Distanze di prima approssimazione (DPA) per fasce a 3 µt calcolate in alcuni casi reali DIAMETRO DEI CAVI TAGLIA TRASFORMATORE CORRENTE DPA [m] [kva] [A] [m] , , , , , , , , ,5 0, , ,5 0, , ,5 0, , ,5 0, ,5 pari al diametro reale (conduttore + isolante) dei cavi. Per determinare la DPA si può utilizzare la curva riportata nella figura 2 la quale descrive l andamento del rapporto tra la DPA e la radice quadrata della corrente (DPA/ I), in funzione della dimensione del cavo di bassa tensione del trasformatore MT/bt [7]. Dall equazione () e dalla sua rappresentazione mostrata nella figura 2, è possibile ricavare il valore della DPA, noto il valore della corrente e il diametro del cavo. DPA = x 24 () I dove DPA è la distanza di prima approssimazione, I è la corrente nominale ed x è il diametro reale dei cavi. Nella tabella 2 si riportano i valori di DPA calcolati per alcuni casi reali [7]. Dalla tabella 2 si evince che a parità di corrente e di taglia del trasformatore, maggiore è il diametro reale dei cavi e maggiore sarà la DPA. Per Cabine Secondarie di sola consegna MT la DPA da considerare è quella della linea MT entrante/uscente. Nel caso in cui in uscita dal trasformatore siano presenti più cavi per ciascuna fase va considerato il cavo unipolare di diametro maggiore. Metodologia di misura del campo di induzione magnetica nelle cabine secondarie La metodologia di misura messa a punto permette la caratterizzazione elettromagnetica delle cabine secondarie, al fine di verificare il rispetto dei limiti definiti dalle norme per la tutela sanitaria. Per il conseguimento di tale obiettivo sono state definite una serie di prescrizioni sulle modalità di esecuzione delle rilevazioni, ricavate nel rispetto delle norme e delle disposizioni legislative attualmente in vigore e rappresentate da: Norma CEI 2-6 del gennaio 200 Guida per la misura e per la valutazione dei campi elettrici e magnetici nell intervallo di frequenza (0 0) khz, con riferimento all esposizione umana [9]; Decreto Direttoriale del 29 Maggio 2008 Approvazione delle procedure di misura e valutazione dell induzione magnetica che fissa il rispetto dei principi della Legge Quadro 36/0 e del D.P.C.M. 8 luglio 2003 [7]; Norma CEI EN 620 novembre 202 Livelli di campo elettrico e magnetico generati da si- L Energia Elettrica 44 maggio-giugno 204

5 stemi di potenza in c.a. Procedure di misura con riferimento all esposizione umana [3]. Le disposizioni definite ed adottate vengono di seguito elencate:. le misure di esposizione vanno eseguite con uno strumento in banda larga con sonda di tipo triassiale isotropico (in questo modo viene rilevato il valore efficace risultante dell induzione magnetica); 2. lo strumento utilizzato deve garantire un incertezza di misura inferiore a ± 0%; 3. la banda passate dello strumento utilizzato deve essere appropriata al contenuto in frequenza del campo in esame. Nel caso specifico di cabine secondarie, la banda passante deve essere compresa nell intervallo ( Hz) così da considerare oltre alla frequenza fondamentale (50 Hz) anche le prime armoniche. Eventuali restrizioni della banda passante possono essere lecite, dietro opportune motivazioni; 4. il campo elettrico all esterno delle cabine secondarie assume generalmente valori non significativi, per tale motivo la sua misura normalmente può essere trascurata; 5. le misure devono essere effettuate in assenza di elementi perturbanti. Vanno, quindi, evitati rilievi di campo magnetico in vicinanza di materiali ferromagnetici (esempio automobili, camion, strutture metalliche, ecc.); 6. le misure vanno effettuate nel periodo in cui si verifica il picco di carico, individuato grazie ad una preventiva analisi del diagramma di carico; 7. l induzione magnetica va valutata a differenti altezze a causa della non uniformità del campo prodotto dalla cabina, per tenere conto delle diverse parti anatomiche del corpo umano esposte. Per una corretta valutazione della distribuzione spaziale dei punti di misura nelle zone antistanti il perimetro della cabina, al fine di ottenere una fedele valutazione dell esposizione umana, sono state considerate tre differenti quote di rilevazione dal piano di calpestio ( m,5 m,7 m). Tale scelta si discosta leggermente da quella suggerita dal paragrafo 5.3 della Norma CEI EN 620 [3], ma trova motivazione nella stima della posizione media dei maggiori organi vitali per gli esseri umani (cuore e cervello) [2]. Il numero dei punti di misura è stato scelto in modo da ottenere una distribuzione uniforme attorno alla cabina; la disposizione di tali punti individua, per ciascuna delle quattro pareti, delle griglie di misura, le quali danno luogo ad una mappatura bidimensionale del campo di induzione magnetica generato. Le rilevazioni effettuare in corrispondenza a tali griglie di misura, sulle tre quote, daranno luogo ad una caratterizzazione tridimensionale dell induzione magnetica attorno alla cabina. Ogni misura fornisce il valore massimo dell induzione magnetica registrato nell arco temporale di min. Al termine delle misurazioni i dati di induzione magnetica, registrati dallo strumento, vengono trasferiti su pc per la loro successiva elaborazione tramite script software, realizzati per tale scopo. In particolare, l elaborazione delle misure darà luogo a curve di livello, che forniscono la distribuzione spaziale dell induzione magnetica attorno alla cabina. Vengono, inoltre, rappresentati i valori dell attenuazione dell induzione magnetica lungo la direzione perpendicolare ad ogni parete in corrispondenza dei punti ove è stato rilevato il valore massimo di campo. Risultati delle misure in campo Per la caratterizzazione del campo d induzione magnetica emesso dalle cabine secondarie di trasformazione è stata condotta una campagna di misure su due cabine standard attualmente in esercizio. La prima cabina di distribuzione analizzata è una cabina utente di tipo a box prefabbricato in cemento armato vibrato (C.A.V.) di dimensioni cm, denominata cabina A. Nella figura. 3 è riportata la vista su pianta di tale cabina IMS Lato strada 3000 BT Figura 3 Vista su pianta della cabina A Lato utente 200 Trafo L Energia Elettrica 45 maggio-giugno 204

6 400 SA 200 Vano Enel OBT UT I I S/INT C-R Figura 4 Vista su pianta della cabina B. Figura 5 Particolare trasformatore MT/bt da 630 kva. Figura 6 Particolare strumento di misura PMM 8053A a sinistra e Sonda EHP 50C su treppiedi in legno a destra. La seconda cabina oggetto della campagna di misure, di dimensioni cm, denominata cabina B, viene mostrata nella figura 4. Entrambe le cabine sono equipaggiate con trasformatore di taglia 630 kva. Nella figura 5 è mostrato un particolare delle connessioni sul trasformatore installato all interno della cabina B. Per la misura dell induzione magnetica è stato utilizzato lo strumento PMM8053A [], mostrato nella figura 6, con il seguente settaggio: modalità di misura wideband, banda passante 500 Hz, connessione strumento-sonda optical, modalità di logger 60 s Def. Tali scelte sono determinate dalla necessità di misurare anche il campo prodotto da eventuali componenti armoniche. Per non perturbare il campo le misure sono state effettuate con la sonda EHP 50C (collegata allo strumento tramite un cavo in fibra ottica) posizionata su treppiedi in legno. Nelle figure 7 e 8 sono riportate le viste su pianta delle cabine oggetto di indagine, corredate dalle distribuzioni dei punti di misura relative a quote differenti. Per la cabina A sono stati individuati 48 punti per ognuna delle tre quote ( m,,5 m e,7 m), per un totale di 44 punti di misura. Per la cabina B, invece, sono stati individuati 5 punti, per un totale di 53 punti di misura. Nella tabella 3 vengono mostrati i valori massimi di induzione magnetica (in valore efficace) registrati nell intorno della cabina A a quota m dal piano di calpestio. Nella tabella 4 vengono mostrati i valori massimi di induzione magnetica (in valore efficace) registrati nell intorno della cabina B a quota,5 m dal piano di calpestio. Nelle figure 9 e 0 vengono riportati gli andamenti dell induzione magnetica del lato ove si è riscontrato il valore massimo, lungo la direzione ortogonale alla parete, rispettivamente per le cabine A e B. Inoltre nei grafici sono riportate le equazioni delle curve interpolanti i punti di misura. I dati ottenuti dalle misure sono stati elaborati e trasposti graficamente in modo da visualizzare la caratterizzazione della cabina in termini di indu- L Energia Elettrica 46 maggio-giugno 204

7 Lato C m Lato D TR Lato B m m m m Lato A Figura 7 Cabina A - Distribuzione spaziale dei punti di misura relativi alla quota di m. Lato C a 8b c 84.m 2.22 m 6.66 m Lato D TR Lato B m m m m Lato A Figura 8 Cabina B - Distribuzione spaziale dei punti di misura relativi alla quota di,5 m Tabella 3 Valori efficaci di induzione magnetica massimi registrati nell intorno della cabina A a quota m dal piano di calpestio; d = distanza orizzontale dalla parete, h = altezza dal suolo LATO PUNTO DI MISURA d [m] h [m] INDUZIONE MAGNETICA [µt] 6 0,5 29,47 B 7 7,92 8,5 3,43 L Energia Elettrica 47 maggio-giugno 204

8 Induzione magnetica [µt] Tabella 4 Valori efficaci di induzione magnetica massimi registrati nell intorno della cabina B a quota,5 m dal piano di calpestio; d = distanza orizzontale dalla parete, h = altezza dal suolo LATO PUNTO DI MISURA d [m] h [m] INDUZIONE MAGNETICA [µt] 8a 0,5,5 6,68 C 8b,5,57 8c,5,5 0,65 Figura 9 Cabina A - Attenuazione dell induzione magnetica lungo la direzione ortogonale alla parete lato B della cabina: punti di misura , quota m dal suolo. Induzione magnetica [µt] ,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2,5 0,5 0 29,47 [µt] 7,92 [µt] 3,43 [µt] B [µt] = 7,70 d 2 0 0,25 0,5 0,75,25,5,75 2 2,25 2,5 Distanza orizzontale dalla parete della cabina [m] 6,68 [µt],57 [µt] 0,65 [µt] B [µt] =,55 d 2 0 0,25 0,5 0,75,25,5,75 2 2,25 2,5 Distanza orizzontale dalla parete della cabina [m] Figura 0 Cabina B - Attenuazione dell induzione magnetica lungo la direzione ortogonale alla parete lato C della cabina, punti di misura 8a - 8b - 8c, quota,5 m dal suolo. zione magnetica emessa. Attraverso tali andamenti è possibile estrapolare il comportamento dell induzione magnetica a varie distanze dalle pareti della cabina. L andamento spaziale di induzione magnetica è presentato tramite curve di livello la cui intensità è rappresentata mediante una scala cromatica. Nelle figure e 2 vengono riportate due rappresentazioni del campo (le più significative), ottenute rispettivamente a quota m dal suolo per la cabina A ed,5 m dal suolo per la cabina B. Riporto delle misure di induzione magnetica alla corrente nominale e calcolo della DPA Molto spesso, le cabine secondarie lavorano in condizioni non nominali o risultano essere sovradimensionate rispetto al carico, in tali casi, la misura del campo rispetto alle condizioni nominali è di difficile valutazione. Al fine di poter ricavare il valore di induzione magnetica alla corrente nominale, a partire dal valore del campo misurato con una corrente più bassa, è necessario conoscere il tipo di legame tra la corrente ed il relativo campo. Tale legame è stato determinato confrontando il modello descritto nella Norma CEI 06-2 [0] con i valori di induzione magnetica misurati. La formula approssimata scelta è stata quella relativa ad una terna trifase di conduttori a triangolo percorsa da una terna di correnti equilibrate: 0. 6 I S B (µt) = (2) D 2 in cui S è la distanza tra due cavi e D è la distanza tra il punto di misura e il centro del sistema trifase. Nella tabella 5 è riportato il confronto tra l induzione magnetica misurata e quella attesa dal modello teorico calcolata tramite la eq. (2). In particolare nella tabella 5 si fa riferimento ai punti di misura più significativi, ovvero ai punti 7, 8 e 9 per la cabina A ed ai punti di misura 8a, 8b e 8c per la cabina B. Per potere utilizzare il modello descritto dalla eq. (2) è stato necessario modificare il parametro D sommando alla distanza di misura effettiva lo spessore della parete della cabina, che per entrambe è di 0,0 m. Per quanto riguarda la distanza tra i cavi, si ipotizza che quest ultima sia pari al doppio del diametro reale degli stessi. La L Energia Elettrica 48 maggio-giugno 204

9 IMS 0,5 m BT Trafo Figura Cabina A - Distribuzione spaziale dell induzione magnetica [µt] tramite curve di livello a quota m dal suolo ,5 m Figura 2 Cabina B - Distribuzione spaziale dell induzione magnetica [µt] tramite curve di livello a quota,5 m dal suolo. L Energia Elettrica 49 maggio-giugno 204

10 Tabella 5 Confronto tra induzione magnetica misurata e teorica CABINA B [µt] misurato B [µt] teorico PUNTO DI MISURA 29,47 µt 26,08 µt 6 A 7,92 µt 7,76 µt 7 3,43 µt 3,67 µt 8 6,68 µt 5,92 µt 8a B,57 µt,76 µt 8b 0,65 µt 0,83 µt 8c Tabella 6 Riporto valori di induzione magnetica cabina A e B CABINA B [µt] misurato B [µt] triportato DATI DI TARGA 29,47 µt 36,29 µt Trasformatore 630 kva Diametro reale cavi 26 mm A 7,92 µt 9,74 µt Corrente misurata 737 A Corrente nominale 909 A 3,43 µt 4,22 µt Coefficiente di riporto,23 Trasformatore 6,68 µt 40,48 µt 630 kva Diametro reale cavi 29 mm B,57 µt 9,5 µt Corrente misurata 50 A Corrente nominale 909 A 0,65 µt 3,94 µt Coefficiente di riporto 6,06 Tabella 7 Valori di induzione magnetica a 2 m (DPA) CABINA B [µt] INTERPOLATO B [µt] RIPORTATO A,99 µt 2,45 µt B 0,36 µt 2,8 µt validazione del modello si evince dal confronto mostrato nella tabella 5. Tale confronto, dunque, permette di poter ragionevolmente considerare lineare il legame tra campo di induzione magnetica e corrente. In questo modo si può, quindi, definire un coefficiente di riporto per il calcolo dell induzione magnetica alla corrente nominale a partire dal valore del campo misurato con una corrente più bassa, pari al rapporto tra la corrente nominale e quella misurata. Nella tabella 6 sono riportati i dati relativi rispettivamente alle cabine A e B con il relativo riporto dell induzione magnetica. Per valutare se il campo generato dalle cabine in esame rispetta il vincolo della DPA (calcolata sostituendo i dati di corrente nominale e diametro reale dei cavi nell eq. (), ottenendo per entrambe le cabine, un valore di DPA pari a 2 m), sono stati estrapolati i valori di induzione magnetica dalle curve delle figure 9 e 0 a due metri di distanza dalla parete. Inoltre, i valori di induzione magnetica, ricavati dalle suddette curve, sono stati ricondotti attraverso il coefficiente di riporto alle condizioni nominali, come mostrato nella tabella 7. Dai valori riportati nella tabella 7, appare evidente come i valori di induzione magnetica, calcolati alla distanza di prima approssimazione (2 m), nel caso peggiore (parete B per la cabina A e parete C per cabina B) risultano inferiori all obiettivo di qualità di 3 µt, confermando la compatibilità e lo spirito cautelativo del dispositivo legislativo che regola i limiti di emissione di campo prodotto dalle cabine elettriche. Conclusioni In questo lavoro è stata sviluppata una metodologia di misura della distribuzione del campo dell induzione magnetica prodotto nello spazio circostante l area di collocazione di cabine secondarie di tipo a box prefabbricato in cemento armato vibrato. Il lavoro propone, inoltre, un metodo che, partendo dalla conoscenza dei dati acquisiti con la metodologia di misura e del valore della corrente nominale del trasformatore, collocato all interno della cabina, consente di determinare il valore massimo di induzione magnetica nel caso di carico equilibrato. Nella situazione più realistica di correnti squilibrate la metodologia proposta è applicabile se il neutro si configura in posizione baricentrica rispetto alla terna dei conduttori. Il metodo è stato validato sperimentalmente attraverso campagne di misura condotte su due differenti tipologie di cabine in box prefabbricato. Per entrambe le cabine è stata realizzata una caratterizzazione del campo di induzione magnetica e ricavata la sua distribuzione nell area circo- L Energia Elettrica 50 maggio-giugno 204

11 stante. Le misure effettuate hanno evidenziato che, per entrambe le tipologie di cabine, i valori massimi di campo si rilevano in corrispondenza delle aree esterne della cabina prossime a quelle di collocazione del trasformatore e dei relativi cavi di bassa tensione. Dalle grandezze misurate sono stati estrapolati i valori di campo prodotto in condizioni di funzionamento nominale. In particolare sono stati calcolati i valori di campo alla Distanza di Prima Approssimazione (DPA) verificando, per entrambe le tipologie di cabine, il rispetto dell obiettivo di qualità di 3 µt. In definitiva, il metodo proposto consente, in conformità con le disposizioni legislative e normative vigenti, di effettuare una caratterizzazione del campo di induzione magnetica prodotto da una cabina secondaria senza ricorrere a misure mediane nelle 24 h, verificando in modo semplice e veloce il rispetto degli obiettivi di qualità imposti dalla legislazione vigente. Ringraziamenti Questo lavoro è stato sviluppato grazie anche al contributo offerto dal progetto New CAB ELARC, finanziato nell ambito del PO FESR Sicilia Obiettivo operativo Linea di intervento 4... (CUP: G93F ). bibliografia [] IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans Volume 80 Non-ionizing radiation, part : Static and extremely low-frequency (elf) electric and magnetic fields 2002 IARC Press LYON FRANCE [2] Bunch K.J., Keegan T.J., Swanson J., Vincent T.J., Murphy M.F.G.: Residential distance at birth from overhead high-voltage powerlines: childhood cancer risk in Britain British Journal of Cancer 0, ,4 March 204 [3] Norma CEI EN 620: Livelli di campo elettrico e magnetico generati da sistemi di potenza in c.a. Procedure di misura con riferimento all esposizione umana [4] Legge 22 febbraio 200, n. 36: Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici. Pubblicata nella Gazzetta Ufficiale n. 55 del 7 marzo 200 entrata in vigore il 22 marzo 200. [5] Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 8 luglio 2003: Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici generati alla frequenza di rete (50 Hz) generati dagli elettrodotti. [6] Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 8 luglio 2003: Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici generati a frequenze comprese tra 00 khz e 300 GHz. [7] Decreto 29 maggio 2008, Ministero dell ambiente e della tutela del territorio e del mare: Approvazione della metodologia di calcolo per la determinazione delle fasce di rispetto per gli elettrodotti. [8] Enel: Distanza di prima approssimazione (DPA) da linee e cabine elettriche. Linea guida per l applicazione del paragrafo 5..3 dell Allegato al DM 29 maggio [9] Norma CEI 2-6: Guida per la misura e per la valutazione dei campi elettrici e magnetici nell intervallo di frequenza 0 Hz 0 khz, con riferimento all esposizione umana [0] Norma CEI 06-2: Guida pratica ai metodi de criteri di riduzione dei campi magnetici prodotti dalle cabine elettriche MT/bt [] Manuale operativo PMM 8053A sistema di misura di campi elettromagnetici. Documento P/N 8053AIT Copyright PMM [2] Proios A.N., Anagnostatos S.D., Polikrati A.D., Tsarabaris P.T., Koufakis E.I.: MagneticField Measurements near a Compact Kiosk Type Substation. MELECON th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference, April 200. L Energia Elettrica 5 maggio-giugno 204