Разработка поправочных коэффициентов для выбора сечений кабеля при прокладке в полимерном кабельном канале

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки поправочных коэффициентов для выбора сечений кабеля при прокладке в полимерном кабельном канале на территории Российской Федерации. В настоящее время отсутствуют рекомендации, закреплённые государственными стандартами для прокладки кабельных линий электропередачи в полимерных трубах. Цель: разработка поправочных коэффициентов к прокладке кабельных линий электропередачи в полимерных кабельных каналах. Объекты: кабельные линии электропередачи, проложенные под землей в полимерных кабельных каналах. Методы: численное моделирование комбинированным частотно-стационарным методом; определение поправочных коэффициентов на основе интерполяции результатов моделирования; оценка и анализ результатов сравнения прокладки кабелей в гофрированных и гладких полимерных трубах. Результаты. Расчеты длительно-допустимого тока нагрузки для кабелей, проложенных в полимерных кабельных каналах, показали эффективность использования данного метода прокладки кабельных линий. Использование труб с гладкими стенками позволяет гораздо эффективнее отводить тепло от кабелей в окружающую среду (в сравнении с гофрированной трубой), что дает возможность увеличить пропускную способность одного и того же кабеля примерно на 25 %, в зависимости от количества проложенных рядом труб. По результатам моделирования теплового режима гофрированной и гладкой полимерных труб можно сделать вывод о том, что гофрированная труба значительно осложняет отвод тепла от кабельной системы в окружающую среду (грунт). Данный факт вызван наличием воздушных промежутков в ребристой структуре гофрированной трубы. Промежутки, заполненные воздухом, выступают в качестве теплоизолирующего слоя, в отличие от гладкой трубы, в которой данный промежуток отсутствует. Разработанные коэффициенты позволят учесть влияние расположения кабелей на их допустимый ток уже на этапе проектирования, вследствие чего снизятся затраты на потери при передаче энергии из-за неправильно выбранного сечения кабеля и повышенной температуры.

Relevance. The need to develop correction coefficients for selecting cable sections when laying in the polymeric cable channel in the Russian Federation. Currently, there are no recommendations fixed by the state standards for laying cable power lines in polymer pipes. Aim. To develop correction factors for laying cable power lines in the polymer cable channel. Objects. Cable transmission lines laid underground in polymer pipes. Methods. Numerical simulation of combined frequency-stationary method; determination of correction factors based on interpolation of model results; evaluation and analysis of comparison of cables in corrugated and smooth polymer pipes. Results. Calculations of the long-term current load for cables laid in the polymeric cable channel showed the effectiveness of this method of laying cable lines. The use of pipes with smooth walls makes it much more efficient to remove heat from cables into the environment (compared to a corrugated pipe), which allows you to increase the capacity of the same cable by about 25%, depending on the number of pipes laid nearby. Based on the results of the simulation of the thermal mode of corrugated and smooth polymer pipes, it can be concluded that corrugated pipe significantly complicates heat removal from the cable system to the environment (soil). This is due to the presence of air gaps in the ribbed structure of the corrugated pipe. The gaps filled with air act as a heatinsulating layer, unlike a smooth pipe in which this gap is absent. The developed coefficients will take into account the influence of the location of cables on their allowable current already at the design stage, which will reduce the cost of power transmission losses due to the wrong cable cross-section and high temperature.