Данная работа посвящена разработке метода определения нагрева жилы кабеля на основе данных системы мониторинга кабельной линии (КЛ) и нахождению прогнозируемой предельной загрузки линии по полученным с сенсора данным. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Изучение особенностей применения системы мониторинга КЛ; 2. Создание конечной-элементной модели КЛ для получения осредненных суточных графиков токовой и температурной нагрузки кабеля; 3. Разработка аналитической модели связи температуры поверхности экрана и кабеля; 4. Создание программного кода для получения данных по длительно допустимой токовой нагрузке кабеля; 5. Моделирование процесса предельной нагрузки кабеля. В ходе разработки метода был проведен анализ существующих методик теплового расчета кабельных линий и составлен вариант нахождения длительно допустимого фазного тока и температуры нагрева для текущих атмосферных и геофизических условий. Методика была опробована с помощью программы COMSOL MultiPhysics, которая показала применимость данного расчета. На основании полученных зависимостей температуры от времени и смоделированного распределения температуры в сечении кабельной линии получена модель предельно нагруженной линии. Применение подобного расчета позволит добиться значительного сокращения затрат на материалы за счет уменьшения сечения жилы кабеля и повысить выработку оперативных эксплуатационных решений.

This work is devoted to the development of a method for determining the heating of a cable core based on the data of a cable line monitoring system and finding the predicted limit load of the line from the data received from the sensor. The research set the following goals: 1. Studying the features of the application of the CL monitoring system; 2. Creation of a finite element model of cable lines to obtain averaged daily graphs of the current and temperature load of the cable; 3. Development of an analytical model for the connection between the screen and cable surface temperatures; 4. Creation of a program code for obtaining data on the continuous current load of the cable; 5. Simulation of the cable limit load process. During the development of the method, an analysis of the existing methods of thermal calculation of cable lines was carried out and a variant of finding the long-term permissible phase current and heating temperature for the current atmospheric and geophysical conditions was compiled. The technique was tested using the COMSOL MultiPhysics program, which showed the applicability of this calculation. Based on the obtained dependences of temperature on time and the simulated temperature distribution in the cross section of the cable line, a model of an extremely loaded line was obtained. The use of such a calculation will make it possible to achieve a significant reduction in the cost of materials by reducing the cross section of the cable core and to increase the development of operational working solutions.

• ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ТЕМПЕРАТУРНОГО МОНИТОРИНГА
• 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
  • 2.1 Методика расчета по ГОСТ Р МЭК 60287-1-1–2009
  • 2.2 Методика теплового расчета, предложенная М. В. Дмитриевым
• 3. СОЗДАНИЕ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОСРЕДНЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
• 4. ОЦЕНКА СВЯЗИ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭКРАНА И КАБЕЛЯ
• 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРЕДЕЛЬНОЙ ЗАГРУЗКИ КАБЕЛЯ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А
• Пример программного кода для теплового расчета линии с применением системы СМТ