Оценка теплового режима работы изоляции в 2D-модели звена «кабель 6(10) кВ – грунт» в ANSYS с учетом подвижек грунта и уставок устройств релейной защиты

Abstract

В статье на примере действующих городских кабельных линий 6(10) кВ и опытных образцов определены подвижки грунта и кабеля в течение годового цикла эксплуатации. Экспериментальные исследования проводились путем замеров глубины залегания в выбранных точках кабельных линий, проложенных в разных условиях с использованием прибора RIDGID SeekTech SR-20. Анализ результатов показал, что подвижки кабельных линий в течение годового цикла значимы и могут приводить к образованию опасных механических напряжений и образованию пустот. Для оценки теплового режима изоляции кабелей с учетом вероятных размеров, образующихся при подвижках кабеля и грунта пустот, были разработаны 2D-модели звена «кабель 6(10) кВ – грунт» в ANSYS. Тепловой режим работы изоляции анализировался в рабочих и аварийных режимах работы кабеля с учетом принятых уставок устройств релейной защиты и автоматики. По результатам моделирования были определены вероятные зоны перегрева изоляции кабеля и скорректирована тепловая схема замещения, применяемая для расчета длительно допустимых токов. by city active cable lines 6(10) kV and test models. The experiments were conducted by measuring the depth of bedding of selected points of cable lines lying in different conditions using the device RIDGIDSeekTechSR- 20. The analysis of the acquired data showed that the cable lines movements can lead to formation of dangerous mechanical tension and hollows. For the estimation of thermal conditions of insulation with consideration for probable sizes of the hollows, that are formed during the movements of cable lines in the soil, 2D models of link “cable line – soil” were developed with ANSYS. Thermal conditions of insulation were analyzed during operation modes and short-circuit regimes with the consideration for relay protection and automation set values. Probable zones of insulation overheating are determined, the equivalent thermal circuit for admissible currents calculation is corrected based on the results of modeling.