Ryzyko uszkodzenia cieplnego izolacji kabli elektroenergetycznych z powodu oddziaływania promieniowania słonecznego

Low-voltage, as well as high-voltage power cable lines, are usually buried in the ground. The ampacity of the power cables in the ground mainly depends on the thermal resistivity of the soil, which may vary in a wide range. A common practice in power cable systems performance is to supply them from a pole of an overhead line. If so, a section of the line is located in free air and can be directly exposed to solar radiation. In some cases, the ampacity of power cables placed in free air is lower than in the ground. Differences in ampacities can be very high if thermal resistivity of the soil is very low, and simultaneously solar irradiation of cables in air occurs. This paper presents the risk of power cables overheating and in consequence the risk of their failure, when part of the underground power cable line is placed in free air. Temperature distribution of cables in the air (with and without solar radiation) for various load currents is presented. Thermal endurance of power cables insulation, operating with the overheating, is estimated.Linie kablowe zarówno niskiego, jak i wysokiego napięcia zwykle buduje się jako podziemne. Obciążalność kabli układanych w ziemi w znacznym stopniu zależy od rezystywności cieplej gruntu, a może się ona zmieniać w bardzo szerokim zakresie. Obecnie powszechną praktyką jest zasilanie linii kablowych z linii napowietrznych, co sprawia, że pewien odcinek linii kablowej znajduje się w powietrzu i może być poddany bezpośredniemu oddziaływaniu promieniowania słonecznego. W pewnych przypadkach obciążalność prądowa długotrwała kabli w powietrzu jest niższa niż w ziemi – różnice w tej obciążalności mogą być bardzo duże, jeżeli grunt ma niską rezystywność cieplną, a na odcinek linii w powietrzu oddziałuje promieniowanie słoneczne. W artykule przedstawiono problem przegrzania kabli elektroenergetycznych, gdy przyjęta obciążalność linii kablowej wynika z warunków dla ułożenia w ziemi, a na pewnym odcinku linia jest umieszczona w powietrzu. Przedstawiono rozkłady temperatury kabli w powietrzu (z uwzględnieniem i bez uwzględnienia promieniowania słonecznego) dla różnych prądów obciążenia kabli. Oszacowano trwałość termiczną izolacji kabli, mających przez znaczny przedział czasu temperaturę wyższą niż dopuszczalna długotrwale