Ricardo Ferraro LM PRN - Collegio Didattico di Ingegneria Civile

RAPPORTO DI FINE TIROCINIO
Università degli Studi di Roma Tre
Laboratorio PRiSMA
Prove e Ricerca su Strutture e Materiali
Prove sperimentali su sistema di isolamento sismico specifico per interruttori della
rete ad alta tensione del tipo 3AP2FI
Studente: Ricardo Ferraro
Matricola: 420917
Tutor universitario: Prof. Renato Giannini
Tutor aziendale: Arch. Lorena Sguerri
A.A. 2013/2014
.
Sommario
Introduzione ......................................................................................................................................................... 3
Attrezzatura di prova e sistemi di acquisizione dei dati ...................................................................................... 5
Programma delle prove ....................................................................................................................................... 6
Risultati delle prove ............................................................................................................................................. 8
Introduzione
Al fine di progettare preliminarmente l'isolamento sismico dell'interruttore elettrico della rete ad
alta tensione (Siemens 3AP2FI), è stata svolta un'attività sperimentale all'interno del laboratorio
PRiSMA (Laboratorio Prove e Ricerca su Strutture e Materiali del Dipartimento di Architettura
dell'Università degli Studi di Roma Tre), nell'ambito di una collaborazione tra la società di gestione
della rete elettrica italiana Terna S.p.a. e Università degli Studi di Roma Tre.
La campagna di prove sperimentali, oggetto di questa relazione, è stata condotta per determinare
sperimentalmente le caratteristiche meccaniche di un nuovo dispositivo introdotto nel sistema di
isolamento sismico esistente (sempre progettato dall’Università e attualmente in uso), ovvero un
dispositivo composto da una sfera di acciaio inox ed un cappello conico (come mostrato nelle
immagini seguenti).
In particolare, al sistema di protezione sismica basato su isolatori a molle d’acciaio (Wire Rope)
esistente, è stato pensato di inserire una cerniera sferica, collegata alla piastra inferiore, mediante
bullonatura, del “sandwich” di isolamento, sulla quale poggia un cappello conico, collegato a sua
volta alla piastra superiore, anch’essa mediante bullonatura.
Di seguito si riporta una documentazione fotografica dell’attività di montaggio svolta in
laboratorio del “sandwich” di isolamento, comprensivo solo del nuovo dispositivo.
Una volta pronto il “sandwich” di isolamento sismico è stato installato l’interruttore elettrico (con
l’ausilio del carroponte) fornito da Terna. Successivamente sono stati installati l’attrezzatura di
prova e i sistemi di acquisizione dei dati. Di seguito si riporta una foto dell’intero apparato di
prova.
Attrezzatura di prova e sistemi di acquisizione dei dati
•
•
•
Martinetto MTS e macchina universale MTS
Trasduttori di spostamento resistivi
Strain gauges
Di seguito si riportano le foto delle installazioni dei vari sistemi di acquisizione dei dati.
Programma delle prove
Per comprendere bene il funzionamento del nuovo dispositivo inserito nel sistema di isolamento
sismico, sono state condotte le prove del solo dispositivo cerniera-sferica-cappello conico. Sono
stati mantenuti solo dei rulli laterali, posti in asse e ortogonali alla direzione della forza esplicata
dal martinetto per evitare rotazioni inaspettate.
Separatamente, poi, sono state effettuate prove di trazione-compressione dei quattro Wire Rope,
necessari a completare il sistema di isolamento.
I Wire Rope utilizzati, in questo caso, sono quelli prodotti dalla società Powerflex, denominati
WR28-800-08 (dispositivi grandi). Di seguito si riportano le specifiche fornite dal costruttore.
Dunque, l’interruttore è stato sottoposto a quattro cicli di carico ad ampiezza crescente (il valore
massimo è vincolato alla potenzialità della macchina di prova), aumentando di volta in volta la
frequenza del ciclo.
Di seguito si riporta una tabella riassuntiva dei cicli di prova.
Ciclo
Frequenza (Hz)
CICLICA 0.02
0.02
CICLICA 0.1
0.1
CICLICA 0.2
0.2
CICLICA 0.4
0.4
Per quanto riguarda le prove sui Wire Rope, invece, sono state condotte solo prove di trazionecompressione simmetriche ad ampiezza crescente (fino a ΔS=16/18mm), con avanzamenti di
2mm.
Non disponendo di macchinari specifici per le prove cicliche sugli isolatori, è stato necessario
utilizzare per la tipologia di prova di trazione-compressione una struttura in acciaio che
permettesse di adeguare la macchina di prova MTS alle nostre esigenze.
Durante la prova, la forza è stata applicata attraverso un moto armonico sinusoidale, di cui
abbiamo stabilito degli opportuni range di ampiezze e di frequenze.
Le ampiezze massime da raggiungere in trazione e in compressione sono state stabilite sulla base
dei dati sperimentali forniti dal costruttore, cercando di non raggiungere mai delle ampiezze che
potessero danneggiare o degradare i dispositivi.
Di seguito si riporta una tabella riassuntiva dei cili di prova.
Wire Rope
WRA
WRB
WRC
WRD
ΔS (mm)
18
16
16
16
Risultati delle prove
Di seguito si riportano, per brevità, solo i risultati ottenuti dalla prova CICLICA 0.02.
Per gli altri cicli di prova sono stati ricavati grafici analoghi.
Di seguito si riportano gli andamenti, in trazione-compressione, dei Wire Rope provati.

Download Report