ПОТЕНЦІЙНІ ЗАСОБИ ЕКРАНУВАННЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ  ПІДЗЕМНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛІВ У ПОЛІЕТИЛЕНОВИХ ТРУБАХ  З КОМПОЗИ-ЦІЙНОГО МАГНІТНОГО МАТЕРІАЛУ

І.М. Кучерява

doi:10.15407/techned2023.03.003

№ 3 (2023), Теоретична електротехніка та електрофізика

№ 3 (2023)

Теоретична електротехніка та електрофізика

ПОТЕНЦІЙНІ ЗАСОБИ ЕКРАНУВАННЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ПІДЗЕМНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛІВ У ПОЛІЕТИЛЕНОВИХ ТРУБАХ З КОМПОЗИ-ЦІЙНОГО МАГНІТНОГО МАТЕРІАЛУ

Опубліковано 2023-04-24

https://doi.org/10.15407/techned2023.03.003

І.М. Кучерява⁺⁻

І.М. Кучерява

Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна

ARTICLE_1_PDF

Ключові слова

underground three-phase cable line
cables laid in pipes
loose-fill/fill-up soil
composite magnetic material
magnetic field shielding
computer modeling підземна трифазна кабельна лінія
кабелі в трубах
насипний/засипний ґрунт
композиційний магнітний матеріал
екранування магнітного поля
комп’ютерне моделювання

Як цитувати

[1]

Кучерява, І. 2023. ПОТЕНЦІЙНІ ЗАСОБИ ЕКРАНУВАННЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ПІДЗЕМНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛІВ У ПОЛІЕТИЛЕНОВИХ ТРУБАХ З КОМПОЗИ-ЦІЙНОГО МАГНІТНОГО МАТЕРІАЛУ. ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА. 3 (Квіт 2023), 003. DOI:https://doi.org/10.15407/techned2023.03.003.

Анотація

За допомогою комп’ютерного моделювання досліджено магнітне поле підземних кабельних ліній середньої та високої напруги, прокладених у композиційних поліетиленових трубах, що мають магнітні властивості, з використанням спеціального насипного/засипного ґрунту різних розмірів (об’єму). Труби та додатковий ґрунт навколо і поблизу кабелів виготовляються з композиційного матеріалу з ефективними магнітними властивостями і можуть виконувати функцію магнітного екрана, зменшуючи рівень поля кабелів. Вивчено ефективність екранування поля кабельних ліній в трубах залежно від висоти і ширини композиційного насипного/засипного ґрунту. Виявлено існування оптимальної невеликої висоти насипки, необхідної для найбільшого зменшення магнітного поля кабелів на поверхні землі безпосередньо над ними, та вплив ширини насипного та засипного ґрунту на ефективність екранування. Проаналізовано характерні особливості розподілу та змінення рівня магнітного поля залежно від наявності чи відсутності композиційного магнітного ґрунту. Показано перспективність розміщення високовольтних кабелів (трикутником) в одній загальній трубі з додатковим композиційним магнітним насипним і засипним ґрунтом. Бібл. 30, рис. 5.

https://doi.org/10.15407/techned2023.03.003

ARTICLE_1_PDF

Посилання

Shidlovskii A.K., Shcherba A.A., Zolotaryov V.M., Podoltsev A.D., Kucheriava I.M. Extra-high voltage ca-bles with polymer insulation. Kyiv: Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013. 550 p. (Rus)

Makarov E.F. Handbook on 0,4–35 kV and 110–1150 kV power networks. Ed. by I.T. Goryunov, A.A. Lyubimov. Vol. 3. Moskva: Papirus-Pro, 2004. 688 p. (Rus)

XLPE-insulated power cables for voltage from 6 to 35 kV. Catalogue of Yuzhcable works PJSC. 132 p. URL: www.yuzhcable.com.ua (Rus) (accessed at 23.12.2022).

6–35 kV power cables with XLPE insulation. Odesa: Odessa cable plant Odeskabel. URL: https://odeskabel.com/ua/products/kabeli-silovye/kabeli-silovye-s-xlpe-izolyatsiej-6-35-kv.html (Rus) (accessed at 23.12.2022).

Dmitriev M.V. Requirements to pipes for laying of power cable lines. Kabel-news. 2014. No 6. Pp. 22–26. (Rus)

Lyach V.V., Molchanov V.M., Santatskii V.G., Kvitsinskii A.A. 330 kV cable line: some aspects of designing. Promelektro. 2009. No 6. Pp. 27–33. (Rus)

Conti R., Giorgi A., Rendina R., Sartore L., Sena E.A. Technical solutions to reduce 50 Hz magnetic fields from power lines. IEEE Bologna PowerTech Conference Proceedings. Bologna, Italy, June 23–26, 2003. 6 p. DOI: https://doi.org/10.1109/ptc.2003.1304685

PPI (Plastics Pipe Institute) Handbook of PE (polyethylene) Pipe. 2021 The Plastics Pipe Institute, Inc. Chapter 14: Duct and Conduit, 70 p.

Boukrouche F., Moreau C., Pelle J., Beaubert F., Harmand S., Moreau O. Mock-up study of the effect of wall distance on the thermal rating of power cables in ventilated tunnels. IEEE Trans. on Power Delivery. 2017. Vol. 32. No 6. Pp. 2453–2461. DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2016.2629285

Dmitriev M.V. Cable lines laid in polyethylene pipes. Thermal calculation. Novosti elektrotechniki. 2013. No 4 (82). Pp. 11–17. (Rus)

Pipes for underground cable protection. Catalogue. 24 p. URL: www.evopipes.com (accessed at 23.12.2022).

Electric installation code. Kyiv: Minenergovugillya Ukrainy, 2017. 617 p. (Ukr)

De Wulf M., Wouters P., Sergeant P., Dupré L., Hoferlin E., Jacobs S., Harlet P. Electromagnetic shielding of high-voltage cables. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2007. No 316. Pp. 908–911. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2007.03.137

Rendina R., Posati A., Rebolini M., Bruno G., Bocchi F., Marelli M., Orini A. The new Turbigo-Rho 380 kV transmission line: an example of the use of underground XLPE cables in a meshed transmission grid. CIGRE 2006. Paper B1-302. 12 p.

Design of power cable lines for voltage up to 330 kV. Standard SOU-N MEV 40.1-37471933-49:2011 Instruction. No 82. 2017.

Guide for installation of extruded dielectric insulated power cable systems rated 69 kV through 138 kV (Second edition). Association of Edison Illuminating Companies, January, 1997.

Kyrylenko O.V., Shcherba A.A., Kucheriava I.M. Intellectual technologies for monitoring of technical state of up-to-date high-voltage cable power lines. Tekhnichna Elektrodynamika. 2021. No 6. Pp. 29–40. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2021.06.029 (Ukr)

Shcherba A.A., Podoltsev O.D., Kucheriava I.M. The study of magnetic field of power cables in polyethylene pipes with magnetic properties. Tekhnichna Elektrodynamika. 2020. No 3. Pp. 15–21. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2020.03.015 (Ukr)

Kyrylenko O.V., Shcherba A.A., Zolotaryov V.M., Podoltsev O.D., Kucheriava I.M. Underground power cable line. Patent of Ukraine No. 137593. 2019. URL: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=262681&chapter=biblio (accessed at 23.12.2022).

Shcherba A.A., Rezinkin O.L., Rezinkina M.M. Electrophysical processes in dielectric and magnetic media. Kyiv: Naukova Dumka, 2016. 192 p.

Polivanov K.M. Ferromagnetic materials. Moskva-Leningrad: Gosudarstvennoe energeticheskoe izdatel-stvo (State energy publishing house), 1957. 256 p.

Shcherba A.A., Podoltsev O.D., Kucheriava I.M. The magnetic field of underground 330 kV cable line and ways for its reduction. Tekhnichna Elektrodynamika. 2019. No 5. Pp. 3–9. (Rus) DOI: https://doi.org/10.15407/techned2019.05.003 (Rus)

Kucheriava I.M. Particularities of magnetic field shielding for underground cable line by composite fill-up soil with magnetic properties. Pratsi Institutu Elektrodynamiki NAN Ukrainy. 2021. Is. 58. Pp. 14–22. DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2021.58.014 (Ukr)

Leon F., Anders G.J. Effects of backfilling on cable ampacity analyzed with the finite element method. IEEE Trans. on Power Deliver. 2008. Vol. 23. No 2. Pp. 537–543. DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2008.917648

Comsol multiphysics modeling and simulation software. URL: http://www.comsol.com/ (accessed at 23.12.2022).

Shcherba A.A., Podoltsev O.D., Kucheriava I.M. The reduction of magnetic field of underground cable line in essential areas by means of finite-length composite magnetic shields. Tekhnichna Elektrodynamika. 2021. No 1. Pp. 17–24. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2022.01.017 (Ukr)

Kucheriava I.M. Methods for mitigation of magnetic field generated by underground power cables in poly-ethylene pipes made of composite magnetic material. Tekhnichna Elektrodynamika. 2022. No 3. Pp. 22–28. https://doi.org/10.15407/techned2022.03.022 (Ukr) (accessed at 23.12.2022).

Podoltsev A.D., Kucheriava I.M. Multiphysics modeling in electrical engineering. Kyiv: Institute of Elec-trodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015. 305 p. (Rus)

Guiding technical material on the construction, testing and operation of power cable lines using XLPE insulated cables for a voltage of 64/110 kV: scientific-and-methodical edition. Kharkiv: Maidan, 2007. 62 p. (Rus)

Medium- and high-voltage power cables with XLPE insulation. Information bulletin, Joint-Stock Company Yuzhcable works. Kharkov, Ukraine. No 5. 44 p. (Rus)