Alta Tensione – HV
Definizione e Standard Internazionali
L’alta tensione è definita come una tensione superiore a una soglia stabilita. Secondo la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC), l’alta tensione è superiore a 1.000 volt (V) per la corrente alternata (AC) e oltre 1.500 V per la corrente continua (DC). Negli Stati Uniti, l’American National Standards Institute (ANSI) con la norma C84.1-2020 classifica le tensioni in:
bassa tensione: da 240 a 600 V
media tensione: da 2,4 a 69 kV
alta tensione: da 115 kV a 230 kV
tensione extra-alta: da 345 kV a 765 kV
ultra-alta tensione: 1.100 kV
Utilizzo e Vantaggi dell’Alta Tensione
Le tensioni elevate e extra-elevate sono associate alla trasmissione dell’energia dalle centrali elettriche. Il motivo principale per trasmettere energia a livelli di alta e extra-alta tensione è aumentare l’efficienza. La corrente inferiore che accompagna la trasmissione ad alta tensione permette l’uso di cavi più sottili e leggeri, riducendo i costi di costruzione delle torri e delle linee elettriche. Negli Stati Uniti, la rete ad alta tensione trasmette fino a 500.000 volt.
Sistemi di Trasmissione di Energia Elettrica
Il metodo più comune per il trasporto dell’energia elettrica è tramite sistemi trifase, che usano tre conduttori paralleli per trasferire energia con le minori perdite possibili. Nelle linee di trasmissione si utilizza prevalentemente l’AC ad alta tensione, ma una classe importante di linee di trasmissione usa la corrente continua ad alta tensione (HVDC). La tecnologia HVDC offre diversi vantaggi rispetto ai sistemi di trasmissione AC, come ad esempio una trasmissione di energia più efficiente su lunghe distanze.
Trasformatori e Livelli di Tensione
Le centrali elettriche producono di solito elettricità ad alta tensione (es. 25.000 V). I trasformatori “step-up” nelle centrali producono le tensioni molto elevate necessarie per trasmettere l’elettricità attraverso le linee di alta tensione della rete nazionale. Tuttavia, poiché le alte tensioni sono pericolose per l’uso domestico, si utilizzano trasformatori “step-down” a livello locale per ridurre la tensione a livelli sicuri.
Differenze Internazionali e Classificazioni
In America si utilizza una bassa tensione di 110-120 volt (AC), mentre in Europa, Asia e Africa si usano 220-240 volt (AC). È importante notare che nel mondo si utilizzano diverse tensioni e diverse frequenze di rete. Negli Stati Uniti, il National Electrical Code (NEC) e la National Electrical Manufacturer’s Association (NEMA) hanno linee guida e standard che coprono tutte le classificazioni di tensione. L’ANSI supervisiona la creazione e l’uso di migliaia di linee guida e standard che influenzano le imprese.
Considerazioni per Elettricisti e Ingegneri Automobilistici
Nel contesto lavorativo, “alta tensione” avverte le persone non qualificate che un elemento può emanare abbastanza elettricità da nuocere o uccidere. Per gli elettricisti, indica una soglia di rischio elevata. In ingegneria automobilistica, l’alta tensione è definita come una tensione nell’intervallo di 30 a 1.000 VAC o 60 a 1.500 VDC.
Livelli di Tensione Tipici
Per confrontare diversi ordini di grandezza, si considerino i seguenti livelli di tensione tipici:
1,5V (DC) – Tensione a circuito aperto comune per le batterie alcaline non ricaricabili (es. AAA, AA, C)
3,8V (DC) – Tensione di quasi tutte le batterie degli smartphone
12V (DC) – Tensione comune per le batterie delle automobili
110 – 120V (AC) – La tensione più comune nelle prese elettriche domestiche in America
3kV – Tensione richiesta per generare ogni 1mm di un arco elettrico
110kV – Tensione nelle linee di trasmissione elettrica
Domande Frequenti
Che cos’è l’alta tensione?
È una tensione superiore a 1.000 V (AC) e oltre 1.500 V (DC) come definito dall’IEC.
Che cos’è la bassa tensione?
È la tensione usata per apparecchi elettrici commerciali e l’illuminazione in case e industrie, definita da ANSI come tra 240 e 600 V.
Quali sono le tensioni tipiche per i dispositivi domestici?
1,5V (DC) per batterie non ricaricabili, 3,8V (DC) per batterie degli smartphone, e 110 – 120V (AC) per le prese elettriche domestiche in America.
