Доля кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена в сетевом хозяйстве крупных городов по причине потребности в высвобождении земельных площадей и роста потребляемой нагрузки продолжает увеличиваться [1].
Пропускная способность кабельных линий высокого и сверхвысокого напряжений сильно зависит от температурного режима, на который влияет множество факторов: способ укладки кабелей, способ обустройства экранов и пр. [2]. Это приводит к тому, что главным фактором, определяющим пропускную способность кабельной линии на напряжение 6–35 кВ, становится ее тепловой режим. Вопросы негативного влияния различного рода препятствий, таких как пересечения кабельной линии с теплотрассами, автодорогами, ж/д путями и т. д., были рассмотрены в [3, 4]. Однако причиной возникновения локального максимума температуры также может служить возникновение однофазного замыкания на землю. В силовых высоковольтных кабельных линиях его ток (здесь и далее – ток ОЗЗ) определяется классом напряжения и емкостью кабельной линии на землю [5]. Особенность ОЗЗ в линиях с изолированной, а также с эффективно заземленной нейтралью, заключается в том, что в этом случае ток ОЗЗ ограничен величиной порядка 10 А и не вызывает срабатывание релейной защиты, вследствие чего ОЗЗ может существовать длительное время, измеряемое часами и сутками [6]. Вместе с тем тепловой режим кабеля в зоне прокола может привести к деструкции изоляции как аварийной, так и соседней фаз с последующим переходом однофазного короткого замыкания в двухфазное [7].
Таким образом, актуальность проблемы анализа теплового режима кабельных линий в условиях существования ОЗЗ в них представляется очевидной.
Цель работы – оценить изменение теплового режим кабельной линии в условиях существования в ней ОЗЗ во времени и сделать попытку оценить масштабы разрушения кабельной конструкции, вызванного повышением температуры в зоне повреждения, а также оценить возможности диагностики ОЗЗ с малым током в процессе мониторинга КЛ оптоволоконными системами температурного контроля [8–12].