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senterà dei microcanali ramificati, come effetto dell’azione combinata di umidità e campo elettrico. Nei cavi in servizio, il campo elettrico forza l’umidità a dispor- si in modo tale da continuare ad accu- mularsi nei punti deboli. Questo causa un danno meccanico nello stato isolante e un danneggiamento profondo nell’iso- lante vero e proprio. Questo fenomeno, noto come “water tree”, è considerato la principale causa di danneggiamenti nei cavi ad alto voltaggio utilizzati per la tra- smissione di energia (Fig. 2). Per com- prendere come influisce sulle condizio- ni del cavo, il team di NARI ha utilizzato la simulazione multifisica per creare un modello del cavo. “Con l’interfaccia in- tuitiva e le interfacce fisiche predefini- te di COMSOL Multiphysics, adottare la modellazione a livello aziendale diventa semplice”, dichiara Jing Zhang, tecnico in NARI. Simulare un cavo è un processo che prevede due fasi. In primo luogo, il team ha definito il raggio e le proprietà elettriche dei materiali per ogni strato del cavo e ha calcolato il modulo del campo elettrico quando viene applicato un alto voltaggio. Il passo successivo è stato introdurre parametri che rappresentano l’impurità e la presenza di uno strato con water tree. “La valutazione delle condizioni di un cavo comporta l’analisi del suo comportamento in presenza di un deterioramento delle proprietà materiali e della formazione di tree water. Con il software COMSOL questa operazione è semplice”, spiega Zhang. Confrontando i risultati dei campi elettrici sotto condizioni normali e anormali, i tecnici sono stati in grado di comprendere in modo accurato l’impatto delle impurità e dei water tree sulla performance del cavo. Il cam- po elettrico di cavi standard comporta solo linee di forza che puntano allo schermo lungo il raggio del cavo; quindi, la distribuzione del campo elettrico risulta uniforme. Se vengono aggiunte delle impurità, come si vede nella figura 3, il campo elettrico uniforme viene disturbato. Quando la differenza di potenziale elettrico locale supera il massimo voltaggio consentito nello strato isolante, quello strato è compromesso e cederà in tempi relativamente rapidi. Fig. 2 – A sinistra: water tree causato dall’interazione tra il campo elettrico e l’umidità. A destra: dettaglio del danno meccanico allo strato di isolamento TECH INSIGHT SIMULATION APP