Perché le Linee di Trasmissione Elettrica Aeree non sono Isolate?

Perché i cavi ad alta tensione non sono isolati?

Le linee di trasmissione aeree sono comunemente lasciate senza isolamento, e questa pratica si basa su diverse ragioni convincenti:

Efficienza dei costi

Isolare le linee di trasmissione aeree su vaste distanze rappresenta un'impresa estremamente costosa. Queste linee spesso si estendono per centinaia di chilometri, e coprirle con materiali isolanti convenzionali imporrebbe oneri finanziari esorbitanti. La vastità dell'infrastruttura rende l'isolamento non solo una sfida logistica ma anche un'opzione economicamente inviabile. Omettendo l'isolamento, le società di trasmissione e distribuzione di energia possono realizzare risparmi sostanziosi, che possono poi essere ridirizzati verso altri aspetti critici dello sviluppo e della manutenzione della rete.

Gestione del peso

Lo spessore dell'isolamento richiesto per le linee di trasmissione è direttamente proporzionale al livello di tensione. Nel caso delle linee ad extra alta tensione (EHV), che operano a potenziali elettrici estremamente elevati, l'isolamento dovrebbe essere corrispondentemente spesso. Questo aumento di volume si traduce in un significativo incremento del peso complessivo delle linee. Un carico così pesante non solo complica il processo di installazione, ma pone anche maggiore stress sulle strutture di supporto, inclusi pali, torri e hardware associati. Eliminando l'isolamento, il peso delle linee viene minimizzato, facilitando l'installazione e riducendo lo sforzo sull'infrastruttura.

Semplificazione dei materiali e dell'infrastruttura

Per le linee EHV, la necessità di un isolamento spesso ha un effetto a cascata su tutto il sistema di trasmissione. Il peso aggiuntivo richiede supporti più robusti, isolatori più resistenti e fondamenta più solide per pali e torri. Questo non solo aumenta il costo complessivo dell'infrastruttura, ma aggiunge anche complessità al processo di progettazione e costruzione. In contrasto, i fili nudi offrono una soluzione più semplice e diretta per la trasmissione di energia, raggiungendo gli stessi obiettivi funzionali senza la necessità di materiali e infrastrutture elaborate e costose.

Miglioramento della conduttività

Aumentando i livelli di tensione, la resistenza dielettrica degli isolanti diminuisce. Per applicazioni ad extra alta tensione, come quelle che operano nella gamma da 450 kV a 600 kV, l'isolamento dovrebbe essere estremamente spesso per mantenere l'integrità elettrica. Tuttavia, questo isolamento spesso agisce come una barriera all'efficace dissipazione del calore generato durante la trasmissione di energia. L'accumulo di calore può portare a un aumento della resistenza elettrica e a una riduzione della conduttività, risultando infine in perdite di potenza. I conduttori nudi, invece, permettono un trasferimento del calore senza ostacoli, garantendo una conduttività ottimale e minimizzando le perdite energetiche nel processo di trasmissione.

Facilità di manutenzione

La manutenzione delle linee isolate presenta una sfida più ardua e costosa rispetto alle linee nude. Le linee isolate richiedono ispezioni regolari e meticolose per assicurare che l'isolamento rimanga intatto e libero da danni o degradazione. Anche difetti minori nell'isolamento possono rappresentare rischi significativi per la sicurezza e interrompere la trasmissione di energia. Invece, i conduttori nudi possono essere ispezionati più facilmente per segni di usura, danni o altri problemi. Questa semplicità nella manutenzione riduce la frequenza e la complessità delle ispezioni, abbassando i costi complessivi di manutenzione e assicurando il funzionamento affidabile del sistema di trasmissione.

Dissipazione del calore

Le linee di trasmissione aeree trasportano correnti elettriche sostanziali, che intrinsecamente generano quantità significative di calore. Isolare queste linee impedirebbe la naturale dissipazione di tale calore, intrappolandolo all'interno del sistema. Questo calore trattenuto potrebbe portare a sovraccarichi termici, una condizione che rappresenta una seria minaccia per l'affidabilità e la durata dell'infrastruttura di trasmissione. Il calore eccessivo può degradare i materiali dei conduttori, aumentare la resistenza elettrica e persino causare guasti meccanici, tutti fattori che possono interrompere la fornitura di energia e potenzialmente portare a interruzioni su scala sistemica.

Sicurezza

Anche se i conduttori delle linee di trasmissione aeree sono nudi e privi di isolamento continuo, il sistema è progettato con robuste caratteristiche di sicurezza. Queste linee sono strategicamente installate a considerevoli altezze, rendendo estremamente difficile per persone, veicoli o fauna selvatica venire a contatto con esse. Le ampie distanze verticali e orizzontali tra le linee di alimentazione e l'ambiente circostante agiscono come una forma naturale di isolamento, riducendo la probabilità di guasti elettrici causati da contatti accidentali. Questa separazione spaziale è una salvaguardia cruciale, minimizzando il rischio di elettrocuzioni e proteggendo sia il pubblico che l'integrità del sistema di trasmissione di energia.

Invece di fare affidamento sull'isolamento continuo del conduttore, le linee di trasmissione aeree incorporano un design sofisticato che enfatizza la giusta distanza tra i fili di fase e adeguate distanze dal terreno. Questo approccio di progettazione prevenzione efficacemente i flashover e le scariche elettriche, che potrebbero altrimenti verificarsi a causa di archi elettrici tra i conduttori o verso il terreno. In punti specifici di connessione, come dove le linee si collegano alle strutture di supporto, vengono utilizzati isolatori e bocchette realizzati con materiali isolanti di alta qualità. 

Questi componenti svolgono un ruolo vitale nella prevenzione delle fughe elettriche, assicurando che la corrente elettrica rimanga nel percorso previsto e mantenendo il funzionamento sicuro ed efficiente dell'intero sistema di trasmissione. Attraverso queste considerazioni di progettazione complete, le linee di trasmissione aeree sono in grado di fornire energia elettrica su lunghe distanze con un alto grado di sicurezza e affidabilità.