CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE Istituto di Fisica Applicata Nello Carrara Firenze

CAMPI

Un programma per la valutazione del campo elettrico e dell'induzione magnetica generati da linee elettriche.

Daniele Andreuccetti, IFAC - CNR, Firenze

Il programma CAMPI calcola il campo elettrico e l'induzione magnetica generati da una linea elettrica aerea o interrata comprendente da 1 a 60 conduttori, con le condizioni, le ipotesi e le semplificazioni descritte nel seguito.

L'algoritmo di calcolo impiegato fa uso del seguente modello semplificato:

1. tutti i conduttori costituenti la linea (sia i conduttori attivi, cioè sotto tensione e/o percorsi da corrente, sia i conduttori di guardia, a potenziale di terra e non percorsi da corrente) sono considerati rettilinei, orizzontali, di lunghezza infinita e paralleli tra di loro;
2. i conduttori sono considerati di forma cilindrica con diametro costante; nel caso di conduttori a fascio, si suppone che la distanza tra i singoli subconduttori a uguale potenziale sia piccola rispetto alla distanza tra i conduttori a diverso potenziale; si suppone inoltre che tutti i subconduttori siano uguali tra di loro e che, in una sezione normale del fascio, i loro centri giacciano su una circonferenza (circonferenza circoscritta al fascio); in base a queste ipotesi, si sostituisce al fascio di subconduttori un conduttore unico di opportuno diametro equivalente;
3. la tensione e la corrente su ciascun conduttore attivo sono considerati in fase tra di loro;
4. la distribuzione della carica elettrica sulla superficie dei conduttori è considerata uniforme;
5. il suolo è considerato piano e privo di irregolarità, perfettamente conduttore dal punto di vista elettrico, perfettamente trasparente dal punto di vista magnetico;
6. viene trascurata la presenza dei tralicci o piloni di sostegno, degli edifici, della vegetazione e di qualunque altro oggetto si trovi nell'area interessata.

Queste condizioni permettono di ridurre il calcolo ad un problema piano, poiché la situazione è esattamente la stessa su qualunque sezione normale della linea, dove con sezione normale si intende quella generata da un piano verticale ortogonale all'asse longitudinale della linea (cioè alla direzione dei conduttori che la costituiscono), passante per il punto dove si vogliono calcolare i campi.

A parità di altri fattori, l'accuratezza dei dati forniti dal programma è ovviamente tanto maggiore quanto più aderenti sono le condizioni reali a quelle sopra elencate.

La figura mostra un esempio tipico di grafico generato dal programma.

Il programma CAMPI è stato scritto in linguaggio Borland Turbo C++ versione 3.0 e fa uso di un pacchetto di procedure per il calcolo vettoriale sviluppato dall'autore utilizzando le potenzialità offerte dal linguaggio adottato (disponibilità di classi definite dall'utente e ridefinizione degli operatori matematici per operare sulle stesse); per la realizzazione dell'interfaccia utente (menù a barra e a tendina, finestre, moduli di introduzione dati) si è fatto uso del pacchetto di pubblico dominio TCU versione 3.2, scritto da Karl Keyte dell'ESOC. Il programma dovrebbe funzionare su tutti i PC IBM e compatibili con sistema operativo MS-DOS e nella finestra DOS dei PC con Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows 2000 e Windows XP; esso è stato collaudato su personal computer di diverse marche in varie configurazioni. Il programma NON funziona in ambienti Windows Vista, Windows 7 e successivi, Linux, Mac OS.

Come richiederlo

Il programma CAMPI non viene più distribuito. Alcune applicazioni Web che offrono analoghe funzionalità sono disponibili sulla piattaforma WebNir, nell'Area Campi Elettromagnetici, sezione Applicazioni per la caratterizzazione di sorgenti nell'ambiente esterno.

Chi fosse interessato all'algoritmo matematico impiegato nel programma CAMPI, può scaricare il manuale in formato PDF, nella cui appendice l'algoritmo stesso è descritto.