Детальная информация

В работе исследованы длительно допустимые токи (ДДТ) кабельных линий 110 кВ при прокладке методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ). Метод широко используется в городских условиях, но требует учета ухудшенного теплоотвода в трубах на глубине. Цель: определить ДДТ и условия перегрузки с учетом глубины, конструкции и сезонных факторов. Проведён анализ нормативных методик (ГОСТ, МЭК 60287), расчёты и моделирование в среде COMSOL Multiphysics. Получено: при глубине 5 м ДДТ составляет 430 А, при 20 м — до 1730 А. Замена алюминиевой жилы на медную увеличивает ток на ~20–30 %. Заливка трубы маслом даёт прирост допустимого тока до 25 %. Построены токо-временные характеристики. Подтверждена необходимость ограничения перегрузок по продолжительности. Показано, что расчёты по МЭК более точно отражают реальную тепловую картину, чем расчёты по ГОСТ. Разработанный подход позволяет более точно учитывать реальное тепловое состояние кабеля, особенно при глубокой прокладке в трубе. Работа подтверждает необходимость перехода от упрощённых расчётов к численному моделированию при проектировании КЛ методом ГНБ. Даны рекомендации по снижению нагрузки на «тяжёлых» участках, учёту сезонных факторов и рациональному использованию охлаждающей среды.

This study investigates the continuous current rating (CCR) of 110 kV power cable lines installed using horizontal directional drilling (HDD). While HDD is widely applied in urban environments, deep trenchless installations in protective ducts lead to reduced heat dissipation, limiting cable ampacity. Objective: to determine CCR and permissible overload regimes considering installation depth, cable design, and seasonal factors. The study includes a review of standards (GOST, IEC 60287), analytical calculations, and thermal modeling using COMSOL Multiphysics. Results show: at 5 m depth, CCR is 430 A; at 20 m, up to 1730 A. Switching from aluminum to copper conductors increases CCR by ~20–30%. Filling ducts with transformer oil improves thermal conditions and increases CCR by up to 25%. Time-current curves were constructed, confirming the need to limit overload duration. IEC-based calculations more accurately reflect the thermal behavior than GOST formulas. The developed approach enables a more realistic assessment of cable temperature profiles, especially for deep duct installations. The findings support a shift from simplified analytical methods to numerical modeling for HDD cable projects. Practical recommendations are provided to reduce thermal stress on critical segments, account for seasonal variations, and optimize cooling strategies.