Suurjännitemaakaapeleiden kuormituskapasiteetti : laskentamenetelmät ja vaikutustekijät

Abstract

Tässä diplomityössä tarkastellaan suurjännitemaakaapeleiden kuormitettavuuslaskentaa standardin IEC 60287 mukaisesti. Tavoitteena on esittää kaapeleiden lämpö- ja sähköteknisiin ominaisuuksiin perustuva laskentamenetelmä, jonka avulla voidaan arvioida kaapelin sallittua kuormitettavuutta erilaisissa asennusolosuhteissa. Työssä käsitellään myös maakaapeleiden rakenteellisia ja sähköisiä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat virranjohtokykyyn ja lämpökäyttäytymiseen sekä tarkastellaan maakaapeleiden vaikutuksia sähköverkon toimintaan, kuten kapasitiivisten virtojen kasvuun, jännitetasojen hallintaan ja verkon kuormitettavuuden muutoksiin. Lisäksi työssä tuodaan esiin turvallisuusnäkökulmia, kuten ylikuumenemisen ehkäisy, eristysjärjestelmän luotettavuus ja käyttöturvallisuuden varmistaminen pitkän käyttöiän aikana. Työn tulokset tarjoavat kokonaisvaltaisen näkymän suurjännitemaakaapeleiden kuormitettavuuteen ja tukevat niiden suunnittelua ja mitoitusta sähköverkkoyhtiöissä.

This thesis examines the current carrying capacity of high voltage underground cables based on the IEC 60287 standard. The objective is to present a calculation method grounded in the thermal and electrical properties of power cables, enabling the assessment of permissible load capacity under various installation conditions. The work also reviews the structural and electrical factors influencing cable ampacity and thermal behavior, as well as the impacts of underground cables on power system operation, including increased capacitive currents, voltage control and changes in network loading capability. Key safety aspects, such as overheating prevention and insulation system reliability are addressed. The results provide a comprehensive view of the loading performance of high voltage underground cables and support their practical design and dimensioning in power network applications.