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POWER PLANTS ficile e oneroso, perché la costruzione di un prototipo GIS è molto costosa e sono necessari diversi test per scoprire la vera causa del problema. Per diagnosticare rapidamente i potenziali problemi e ridurre il costo dei test, gli inge- gneri di Pinggao Group hanno utilizzato il software per analizzare il guasto di isolamento delle apparecchiature GIS. Il Dr. Bo Zhang, ingegnere senior di Pinggao Group, spiega: “Utilizzando COMSOL, [possiamo] risolvere i po- tenziali problemi più velocemente con meno iterazioni e ridurre significativamente il costo dei test. Ad esempio, nel nostro test della boccola da 1.100 kV, la riduzione di un test potrebbe farci risparmiare 1,5 milioni di dollari”. Gli ingegneri di Pinggao Group hanno creato un modello nu- merico calcolando l’accumulo di carica superficiale e la distribuzione del campo elettrico del sistema di isolamen- to gas-solido in un GIS sotto tensione continua. Il modello consiste in un elettrodo ad alta tensione, un elettrodo a bassa tensione, un isolante e un inserto metallico (Fig. 2, a sinistra). Questi componenti sono circondati da gas SF6 con pressione assoluta a 0,4 MPa e sull’elettrodo ad alta tensione vengono applicati 100 kV. Si ottiene così la distri- buzione del campo elettrico (Fig. 2, a destra). La densità di carica del mezzo isolante solido dipende dal- la costante dielettrica e dalla conducibilità del materiale. La conducibilità nella regione del gas è altamente non li- neare a causa del drift degli ioni positivi e negativi nel gas sotto l’effetto del campo elettrico e della diffusione dovuta al gradiente di concentrazione. La carica elettrica si accu- mula all’interfaccia gas-solido, dove la conducibilità e la costante dielettrica sono discontinue. La variazione nella distribuzione degli ioni causa ulteriormente la distorsione del campo elettrico originale e quindi rende l’isolante più debole sotto il campo elettrico in corrente continua. Fig. 3 – La distribuzione degli ioni negativi (sinistra) e positivi (destra) sul componente del sistema di isolamento GIS