The paper deals with a single-loop shield with an asymmetric magnetic coupling used for a magnetic field mitigation of a high-voltage three-phase cable line. The goal is to evaluate a thermal effect of this shield on a cable line capacity. To calculate the flat cable line capacity in the non-shielded case, we use a standard IEC 60287. To achieve the goal we carry out a numerical simulation of the thermal field when the shield is installed. Wherein, we deal with two specific sections. One is a long section with the shield being distant from the cable line. The other is a relatively short section where the shield is located near the power cables. The thermal field is applied for a long section in a two-dimensional formulation, and a three-dimensional formulation is used for the short section. Hence, we have obtained the dependences of the maximum temperature of the power cables on parameters of the shield and its location height above the cable line. The most significant allowable cross-sections of the shield cable and their location height have been determined, when the thermal effect of the shield does not decrease the cable line capacity. These results have ensured the maximum cable line capacity while shielding. The shield temperature is shown to exceed the allowable level in the short section. To reduce it the thermal backfill has been used. We recommend the values of its thermal resistivity to be used for different parameters of the single-loop shield.

Lucrarea investighează efectul termic al unui ecran cu un singur circuit cu cuplaj magnetic asimetric, care este utilizat pentru a reduce câmpul magnetic al unei linii de cabluri trifazate de înaltă tensiune. Scopul lucrării este de a evalua impactul unui astfel de ecran asupra randamentului liniei de cablu. În absența unui ecran, debitul este calculat conform IEC 60287. Acest obiectiv este atins prin analiza câmpului termic al unei linii de cablu ecranate prin simulare numerică. În acest caz, sunt luate în considerare două secțiuni caracteristice: o secțiune extinsă, în care ecranul este situat la o anumită distanță de linia de cablu și o secțiune relativ scurtă a ecranului adiacent cablurilor de putere. Se ia în considerare modul de funcționare în regim stabil al liniei de cablu. În consecință, temperaturile cablurilor și ale ecranului nu se schimbă în timp și sunt funcții de coordonate, iar distribuțiile lor respectă ecuația staționară de conducere a căldurii. Distribuția câmpului termic pe o secțiune extinsă este considerată într-o formulare bidimensională și în zona în care ecranul este adiacent cablurilor de alimentare - într-o formulare tridimensională. Ca rezultat, au fost obținute dependențele de temperatura maximă a cablurilor de alimentare de parametrii ecranului și înălțimea locației sale deasupra liniei de cablu. Cele mai semnificative rezultate sunt secțiunile transversale admise ale cablului ecranului și înălțimea locației sale, la care efectul termic al ecranului pe linia cablului nu duce la o scădere a debitului său. Semnificația rezultatelor obținute este de a asigura debitul maxim al cablului în timp ce îl protejați.

В работе исследовано тепловое влияние одноконтурного экрана с несимметричной магнитной связью, который применяется для уменьшения магнитного поля высоковольтной трехфазной кабельной линии. Целью работы является оценка влияния такого экрана на пропускную способность кабельной линии. В случае отсутствия экрана пропускная способность рассчитана согласно стандарту IEC 60287. Поставленная цель достигается за счет анализа теплового поля экранированной кабельной линии путем численного моделирования. При этом рассмотрены два характерных участка: протяженный участок, на котором экран расположен на некотором удалении от кабельной линии, и относительно короткий участок прилегания экрана к силовым кабелям. Рассмотрен установившийся режим работы кабельной линии. Соответственно, температуры кабелей и экрана не меняются с течением времени и являются функциями координат, а их распределения подчиняются стационарному уравнению теплопроводности. Распределение теплового поля на протяженном участке рассмотрено в двумерной постановке, а на участке прилегания экрана к силовым кабелям – в трехмерной постановке. В результате получены зависимости максимальной температуры силовых кабелей от параметров экрана и высоты его расположения над кабельной линией. Наиболее существенными результатами являются найденные допустимые сечения экранного кабеля и высоты его расположения, при которых тепловое влияние экрана на кабельную линию не приводит к снижению ее пропускной способности. Значимость полученных результатов состоит в обеспечении максимальной пропускной способности кабельной линии при ее экранировании. Также показано, что на участке прилегания кабеля экрана к силовым кабелям возможно превышение длительно допустимого значения температуры экрана. В этом случае уменьшение температуры достигается за счет использования засыпки, которая обеспечивает необходимые условия для длительной эксплуатации экрана. Рекомендуемые значения удельного теплового сопротивления засыпки определены при разных параметрах одноконтурного экрана.