FEM-Based Thermal Analysis of Underground Power Cables Located in Backfills Made of Different Materials

Abstract

Выполнен предварительный расчет температурного поля в подземных высоковольтных линиях электропередач, которые планируется использовать в электростанции мощностью 600 МВт. Исследуется система из трех силовых кабелей, размещенных в трубах из полиэтилена низкого давления, с многослойной засыпкой (грунт и термоизолирующие материалы). Рассматриваются различные конфигурации размещения слоев засыпки. Глубина размещения силовых кабелей, измеряемая от реперной точки (0,5 м ниже уровня грунта), варьируется от 2 до 6 м, что оказывает влияние на температурное распределение в грунте, изоляционном и проводящем слоях кабелей. С использованием метода конечных элементов выполнен численный расчет установившихся температурных полей. Для дополнительного учета влияния сформированной так называемой “сухой зоны” на распределение температуры постулируется зависимость теплопроводности грунта от температуры.

Виконано попередній розрахунок температурного поля в підземних високовольтних лініях електропередач, які планується використовувати в електростанції потужністю 600 МВт. Досліджується система з трьох силових кабелів, що розміщені в трубах із поліетилену низького тиску, з багатошаровою засипкою (ґрунт і термоізольовані матеріали). Розглядаються різні конфігурації розміщення шарів засипки. Глибина розміщення силових кабелів, що вимірюється від реперної точки (0,5 м нижче рівня ґрунту), варіюється від 2 до 6 м, що впливає на температурний розподіл у ґрунті, ізоляційному і провідному кабелях. Із використанням методу скінченних елементів виконано числовий розрахунок усталених температурних полів. Для додаткового врахування впливу сформованої так званої “сухої зони” на розподіл температури постулюється залежність теплопровідності ґрунту від температури.