Progettazione di reattanze in aria

Introduzione
All’inizio del lavoro ho fatto una ricerca bibliografica accurata la quale mi ha permesso
di capire al meglio i problemi e in seguito, con la collaborazione dell’ufficio tecnico, mi
sono calato in quattro, cinque casi reali in modo da riuscire a capire quali erano le vere
difficolta`.
Sembrerebbe che, sfogliando alcuni articoli citati in bibliografia e soprattutto la rac-
colta di Grover [11], una volta assegnata la geometria, siano state ricavate formule molto
accurate per il calcolo del valore dell’induttanza con precisioni anche al di sotto dell’1%.
Cio`, come vedremo, si dimostra del tutto veritiero, ma a complicare il gioco intervengono
le nuove tecnologie di realizzazione degli avvolgimenti.
L’ipotesi fondamentale alla base di tutti i calcoli citati e` la distribuzione uniforme di
corrente in tutta la sezione occupata dall’avvolgimento; nel caso di nastro, tipologia oggi
molto comune, si verifica che la corrente si addensa nelle estremita` superiore ed inferiore
dell’avvolgimento. Questo fenomeno causa una riduzione dell’energia magnetica e quindi
dell’induttanza.
Un aspetto molto importante e` legato anche alla corretta geometria, vale a dire che
nell’esecuzione dell’induttore le dimensioni devono rispettare esattamente quelle indicate
in fase progettuale e utilizzate per il calcolo analitico del valore di autoinduttanza; impre-
cisioni, anche di qualche percento, non sono certo da trascurare, poiche` sono i parametri
principali di tutte le formulazioni del calcolo di L.
I reattori limitatori di cortocircuito e di filtro sono compresi nella norma CEI EN
60289, la quale spiega per ciascuna tipologia le prove da eseguire e indica le tolleranze
ammesse sul valore di L. Quest’ultima, per i reattori limitatori, e` pari a +20%/-0% sia
per i reattori mono che trifase; per i reattori di filtro la norma dice che in caso in cui non
sia provvisto di sistemi di variazione dell’induttanza, si deve specificare e garantire una
tolleranza per l’induttanza nominale stabilita tra committente ed esecutore. Il range,
usualmente, si riduce per questi casi a +5%/-0% in quanto, un valore tanto diverso da
quello nominale, scorda il filtro.
Per un reattore limitatore le specifiche sono il valore della corrente da limitare, il
valore della corrente limitata e la tensione concatenata; con questi dati si ricava il valore
di L con il metodo riportato in Appendice A.
Nel caso di reattore di filtro, le specifiche tecniche fornite dal committente danno
molte indicazioni relative all’induttore in particolare, ma anche al sistema di filtraggio
completo. Un esempio e` riportato di seguito.
Specifiche tecniche di un induttore di filtro.
Il sistema comprende un filtro di 5a e di 7a armonica costituito da 3 reattori monofase
inseriti in un sistema trifase a tensione nominale di 13,8 kV - 60 Hz.
Le specifiche dell’induttore di 5a armonica sono: