Software MAGIC Politecnico di Torino 4/06/06 Alessio Vasta a.vasta@satishielding.com
*Introduzione al MAGIC MAGIC è un software per il calcolo dei valori di induzione magnetica generati da conduttori o bobine percorsi da correnti. MAGIC è uno strumento completo per la valutazione di impatto ambientale di campi magnetici generati da dispositivi e sistemi elettrici: Cabine primarie Cabine secondarie Elettrodotti interrati Linee aeree Grosse macchine industriali
*Introduzione al MAGIC Algoritmi di calcolo conformi alla normativa vigente Validato scientificamente e sul campo Software pensato specificatamente per applicazioni impiantistiche Interfaccia grafica immediata ed intuitiva E' possibile descrivere qualsiasi caso di studio di tipo impiantistico E' possibile produrre output grafici utilizzabili direttamente nelle valutazioni di impatto ambientale
*Introduzione al MAGIC Studi tecnici e di progettazione Organismi che effettuano valutazioni di impatto ambientale Uffici tecnici di aziende private o pubbliche
*Introduzione al MAGIC L algoritmo di calcolo del MAGIC è basato sulla discretizzazione delle sorgenti, sull integrazione delle legge di Biot e Savart e sul principio della sovrapposizione degli effetti. Si basa sulla modellizzazione di sorgenti filiformi e solenoidi. La norma di riferimento è la CEI per le configurazioni tridimensionali.
*Introduzione al MAGIC Norma CEI per configurazioni tridimensionali Calcolo dell induzione magnetica generata nel punto P dal segmento AB percorso dalla corrente i(t)
Integrazione della legge di Biot-Savart Sorgenti filiformi, conduttori rettilinei finiti 3 0 4 r r dl i r B 3 P P r r dl c b a b ac c c b a b c b c a a k a k a k z z y y x 4 x r dl i P B y y x y y x y y x k z z x z z x z z x k z z y z z y z z y k Q Q Q z Q Q Q y Q Q Q x Q Q Q Q Q Q z z y y x x c z z z z y y y y x x x x b z z y y x x a dl r x Q, y Q,z Q x, y,z x, y, z A. Canova, F. Freschi, M. Repetto, M. Tartaglia, " Description of power lines by equivalent source system" COMPEL; Vol. 4, No 3, 005 pagg. 893-905. *Introduzione al MAGIC
* Introduzione al MAGIC D LV D ax N I 3 N I B B r 0 m 3 4 r 0 m 3 4 r cos u sen u r D MV * Solenoidi 5 4 A.Canova, L. Giaccone, M. Manca, R. Turri, P. Casagrande, Simplified power transformer models for environmental magnetic impact analysis, Int. Conf. on EMF-ELF, Paris, 4-5 Marzo 0.
*Introduzione al MAGIC VALIDAZIONE: Verifica del modulo bidimensionale, confronto con formula analitica CEI 4: Linea aerea a doppia terna con corrente 30 A
*Introduzione al MAGIC VALIDAZIONE: Verifica del modulo tridimensionale, confronto valori simulati e misurati sperimentalmente:
*Introduzione al MAGIC Normative di riferimento: Decreto 9/05/008 sulle metodologie di calcolo delle fasce di rispetto: Il decreto 9/05/008 regolamenta le metodologie per il calcolo delle fasce di rispetto I casi di studio contemplati si riferiscono a geometrie semplici (es: linee aeree o in cavo). Nei casi più complessi, viene raccomandato l utilizzo di algoritmi di calcolo appositi.
*Introduzione al MAGIC Normative di riferimento: Estratto dal Decreto 9/05/008 sulle metodologie di calcolo delle fasce di rispetto:
*Introduzione al MAGIC Normative di riferimento: Valori di azione secondo direttiva 03/35/UE: viene ammesso il calcolo o la misura del valore di azione. La conformità ai valori di azione implica l automatica conformità ai VLE (Valore di Esposzione)
*Introduzione al MAGIC Normative di riferimento: Valori di azione secondo direttiva 03/35/UE
*Calcolo valori di azione Pinza per saldatura a resistenza (AC) La saldatura a resistenza è un metodo di saldatura autogena a pressione in cui il materiale viene riscaldato per resistenza elettrica. Il processo di saldatura impiega elevati valori di corrente, circa 5 ka. Valori elevati di corrente corrispondono a valori elevati di induzione magnetica a cui può essere sottoposto l operatore.
*Calcolo valori di azione Modello MAGIC Durante il processo di saldatura, gli elettrodi della pinza vengono a contatto e può essere modellizzata come una spira rettangolare percorsa da corrente.
*Calcolo valori di azione Risultati (50 Hz) : L operatore è sottoposto ad un valore di azione di 5000 μt, viene superato il valore di azione inferiore.
*Calcolo valori di azione Smagnetizzatore industriale La demagnetizzazione è il procedimento con il quale si elimina la magnetizzazione residua da un oggetto. Il procedimento di demagnetizzazione impiega inevitabilmente valori di induzione magnetica molto elevati, dell ordine di decimi di Tesla.
*Calcolo valori di azione Modello MAGIC Il pezzo da demagnetizzare viene posto su un nastro trasportatore che lo conduce all interno di una regione in un cui è presente un campo magnetico generato da una serie di avvolgimenti. 0.8 0.7 0.6 0.5 asse Z (m) 0.4 0.3 0. 0. 0 6 3 0 7 4 8 5 5 4 9 8 3 7 6 0 0.8 0.7 0.4 0.50.6 asse Y (m) 0.3 0 0. 0.050.0.50.0.50.30.350.40 0. asse X (m) 9
*Calcolo valori di azione Risultati (50 Hz): Viene calcolato l andamento dell induzione magnetica lungo una linea di ispezione ad una distanza di 0.50 m dalla macchina (zona in cui è presente l operatore) Induzione magnetica (microt) 0 00 80 60 40 0 00 80 60 40 0 - -.5 - -0.5 0 0.5.5 Coordinata di linea (m)
*Calcolo valori di azione Risultati (50 Hz): Mappa cromatica dei valori di induzione magnetica negli ambienti adiacenti la macchina. Il valore di azione non viene superato nella zona di pertinenza dell operatore.
*Valutazione impatto ambientale La valutazione di impatto ambientale COSA IMPONE LA LEGGE? In ambienti civili: la Legge Quadro 36/0 impone, per l esposizione ai campi magnetici della popolazione, un valore di attenzione di 0 μt in ambienti a permanenza prolungata e un obiettivo di qualità di 3 μt per tutte le nuove installazioni.
*Valutazione impatto ambientale La valutazione di impatto ambientale Obiettivi: o o o Verifica valori di induzione magnetica per strutture già esistenti Stima impatto ambientale per realizzazione nuove strutture. Punto di partenza per eventuali opere di mitigazione di induzione magnetica (Individuazione degli ambienti da proteggere).
*Valutazione impatto ambientale Fascia di rispetto secondo dm 9/05/008 (Estratto) Fascia di rispetto: spazio circostante un elettrodotto che comprende tutti i punti al di sopra e al disotto del livello del suolo caratterizzati da un induzione magnetica di intensità maggiore o uguale all obiettivo di qualità. [ ] all'interno di tali fasce di rispetto non è consentita alcuna destinazione di edifici ad uso residenziale, scolastico, sanitario ovvero ad uso che comporti una permanenza non inferiore a quattro ore. [ ] per la determinazione delle fasce di rispetto si dovrà fare riferimento all'obiettivo di qualità di cui all'art. 4 ed alla portata in corrente in servizio normale dell'elettrodotto Per le infrastrutture elettriche complesse quali cabine primarie e secondarie viene calcolato l effettivo andamento della linea isolivello a 3 μt in tutti gli ambienti adiacenti, sovrastanti e sottostanti la struttura.
*Valutazione impatto ambientale Linea AT interrata Procediamo con lo studio dell induzione magnetica generata da un elettrodotto AT interrato con posa in piano. Interasse tra i conduttori: 0.35 m Profondità di interramento: 0.80 m Intensità di corrente: 800 A
*Valutazione impatto ambientale Inserimento parametro MAGIC Calcoliamo l andamento dell induzione magnetica lungo una linea di ispezione trasversale al percorso dell elettrodotto e ad una distanza di.8 m dal baricentro della terna ( m sopra il piano di calpestio).
*Valutazione impatto ambientale Risultati (50 Hz): Picco di 30 μt Ad un metro dal piano di calpestio
*Valutazione impatto ambientale Risultati (50 Hz): Stima della fascia di rispetto 5.70 m dal baricentro della terna
*Valutazione impatto ambientale Cabina Primaria Centro del Martinetto (Torino) Studio dell induzione magnetica generata da una cabina primaria: Struttura estremamente complessa, richiede individuazione delle sorgenti critiche da modellizzare secondo il criterio delle maggiori correnti e della vicinanza al perimetro esterno.
*Valutazione impatto ambientale Modello MAGIC Vengono modellizzati i quadri di distribuzione e le dorsali in MT. Blindati e sezionatori AT attigui al perimetro.
*Valutazione impatto ambientale Risultati (50 Hz): La fascia di rispetto della cabina primaria rimane confinata all interno del perimetro della struttura.
*Valutazione impatto ambientale Cabina secondaria di distribuzione Raccolta dei principali dati Descrizione del modello Simulazione e analisi dei risultati Software MAGIC Stesura relazione di valutazione di impatto ambientale
*Valutazione impatto ambientale Dati necessari per l analisi della cabina MT/BT: Planimetria con indicazione posizionamento dispositivi Potenze installate (Taglia dei trasformatori, presenza di anelli in MT) Percorso (anche indicativo) delle connessioni BT Indicazione circa la destinazione d uso dei locali adiacenti Esempio: Cabina prefabbricata unificata ENEL
*Valutazione impatto ambientale Descrizione del modello MAGIC: Nella finestra del caso studio «Cabina MT/BT» viene richiesto di inserire il numero di dispositivi presenti per ogni tipologia:
*Valutazione impatto ambientale Descrizione del modello MAGIC: Per ogni dispositivo inserito viene richiesta la posizione all interno della cabina e alcuni parametri geometrici ed elettrici: Parametri richiesti per la modellizzazione del trasformatore
*Valutazione impatto ambientale Descrizione del modello MAGIC: Parametri richiesti per la modellizzazione delle connessioni BT
*Valutazione impatto ambientale Descrizione del modello MAGIC: Parametri richiesti per la modellizzazione dei quadri BT
*Valutazione impatto ambientale Descrizione del modello MAGIC: Una volta che tutti i dati richiesti dal MAGIC sono stati inseriti, la procedura di descrizione della cabina è terminata. Il MAGIC genera una rappresentazione 3D del modello della cabina.
*Valutazione impatto ambientale Simulazione e analisi dei risultati: Si può quindi procedere con il calcolo sul piano desiderato (es: pavimento del locale soprastante). Gli output grafici sono direttamente utilizzabili nelle relazioni di valutazione di impatto ambientale (es: curve isolivello, mappe D), oppure possono essere importati ed elaborati su AutoCAD dall'utente.
*Valutazione impatto ambientale Altri casi studio MAGIC: Linee aeree AT
*Valutazione impatto ambientale Altri casi studio MAGIC: Linee aeree AT: visualizzazione tridimensionale e risultati su mappa cromatica
*Valutazione impatto ambientale Altri casi studio MAGIC: Blindosbarra compatto Sistemi di linee elettriche Multiconduttori arbitrari (3d) Area di giunzione per cavi AT interrati.
*Supporto alla progettazione OTTIMIZZAZIONE DI UNA CABINA In fase di progettazione, è possibile ottimizzare la configurazione della cabina, in modo da attenuare e mitigare i campi magnetici (senza necessità di schermature e ulteriori interventi). Cabina non ottimizzata Cabina ottimizzata
*Supporto alla progettazione OTTIMIZZAZIONE DI UNA LINEA IN CAVO E possibile simulare il campo magnetico generato da diverse configurazioni dei cavi e dei tracciati della linea elettrica. In questo modo si può arrivare, a costo zero, ad una soluzione che rispetti i limiti di legge. 400A, conduttori RRSSTT 400A, conduttori RSTTSR
*Software MAGIC E possibile vedere le videoguide sul canale youtube di Sati Shielding. E possibile richiedere una versione dimostrativa del MAGIC o maggiori informazioni all indirizzo: support@satishielding.com
Software MAGIC Alessio Vasta a.vasta@satishielding.com