UNITÀ OPERATIVA: ISTP-Padova
WP LEADER: NICOLÒ MARCONATO
La conoscenza del meccanismo fisico che governa il breakdown nel vuoto rimane ancora una questione aperta, nonostante decenni di attività di ricerca siano stati dedicati a questo argomento. Questo WP propone la creazione di un laboratorio avanzato per lo studio dei problemi di isolamento elettrico nelle macchine a fusione. I principali argomenti sono l'isolamento a tensioni alte e molto alte nel vuoto e nei gas pressurizzati, composti da due attività: il rinnovamento e l'aggiornamento delle strutture dell'High Voltage Padova Test Facility (HVPTF) per lo studio dell'isolamento sotto vuoto in sistemi ad alta tensione e la realizzazione di una nuova caratteristica dell'HVPTF per lo studio delle proprietà dell'isolamento elettrico dei gas pressurizzati in sistemi ad alta tensione.
I risultati più rilevanti attesi da questo WP sono:
L'HVPTF è stato utilizzato per testare elettrodi in acciaio inossidabile isolati in vuoto ad alta e media pressione e i risultati sperimentali sono stati utilizzati come riferimento per un codice probabilistico in grado di prevedere la massima tensione di mantenimento di un sistema isolato con una geometria di elettrodo generica. La progettazione e l'installazione di un nuovo sistema composto da una camera da vuoto migliorata, cavi e passanti aggiornati affrontano uno dei principali problemi osservati dopo diversi anni di attività nell'HVPTF, ovvero la affidabilità del sistema rispetto agli archi che solitamente si verificano durante le campagne sperimentali. Inoltre, in molte applicazioni dall'industria alla tecnologia della fusione, dove è necessario trasmettere alta potenza in linee DC ad alta tensione con un alto livello di compattezza e affidabilità, la scelta di linee isolate a gas (GIL) offre diversi vantaggi per alimentare i sistemi ad alta potenza in impianti per la fusione (capacità di trasmissione più elevate, bassi perdite e maggiori capacità di sovraccarico rispetto ad altre tecnologie di cavo). Se la tecnologia GIL in AC è matura e ampiamente adottata nelle applicazioni commerciali, la tecnologia GIL HVDC deve affrontare vari problemi ancora irrisolti, come l'accumulo di cariche sui dielettrici, che può portare a una diminuzione della tensione di flashover, richiedendo la comprensione dei processi fisici e dei fattori di influenza sulla distribuzione del campo elettrico. La progettazione, la realizzazione e l'installazione di un nuovo sistema composto da una vasca a pressione di dimensioni reali con un corretto isolamento ad aria-gas, alimentazioni elettriche HV fino a 500 kV, diagnostiche adatte per il monitoraggio dei gas e la misura delle proprietà elettriche, con un appropriato sistema di acquisizione e controllo affrontano questo problema rilevante.