<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">energy</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1029-7448</issn><issn pub-type="epub">2414-0341</issn><publisher><publisher-name>BNTU</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21122/1029-7448-2025-68-4-311-323</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">energy-2479</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ELECTRICAL POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Расчет температур в проводах низковольтных воздушных линий электропередачи</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Temperature Calculation in Wires of Low-Voltage Overhead Power Lines</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Зализный</surname><given-names>Д. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zalizny</surname><given-names>D. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Адрес для переписки: Зализный Дмитрий Иванович — Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого, просп. Октября, 48, 246746, г. Гомель, Республика Беларусь. Тел. +375 232 40-57-64 zaldmi@yandex.ru</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Address for correspondence: Zalizny Dmitry I. — Sukhoi State Technical University of Gomel. 48, Octiabria Ave., 246746, Gomel, Republic of Belarus. Tel. +375 232 40-57-64 zaldmi@yandex.ru</p></bio><email xlink:type="simple">zaldmi@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Селиверстов</surname><given-names>Г. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Seliverstov</surname><given-names>G. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Гомель</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Gomel</p></bio><email xlink:type="simple">zaldmi@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кроль</surname><given-names>Д. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Кrol</surname><given-names>D. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Гомель</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Gomel</p></bio><email xlink:type="simple">zaldmi@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого</institution><country>Беларусь</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Sukhoi State Technical University of Gomel</institution><country>Belarus</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>12</day><month>08</month><year>2025</year></pub-date><volume>68</volume><issue>4</issue><fpage>311</fpage><lpage>323</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Зализный Д.И., Селиверстов Г.И., Кроль Д.Г., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Зализный Д.И., Селиверстов Г.И., Кроль Д.Г.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Zalizny D.I., Seliverstov G.I., Кrol D.G.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://energy.bntu.by/jour/article/view/2479">https://energy.bntu.by/jour/article/view/2479</self-uri><abstract><p>Предложена методика расчета нестационарных тепловых процессов в проводах для низковольтных воздушных линий электропередачи. Методика основана на представлении провода как системы из нескольких однородных тел и решении дифференциальных уравнений, описывающих эту систему. Уравнения решены методом электротепловых аналогий на основе тепловой схемы замещения и операторного преобразования Лапласа. Приведены формулы для определения потерь мощности в проводе, тепловых сопротивлений и теплоемкостей провода. Особое внимание уделено расчету коэффициента теплоотдачи с поверхности провода. Разработаны алгоритмы расчета температур одно- и многожильных проводов при изменении влияющих внешних факторов. Показано, что расчет температур необходимо выполнять за несколько итераций. Введено понятие угла теплообмена, характеризующего часть поверхности провода, через которую идет теплообмен. Экспериментальные исследования для разных марок проводов при различных токах показали, что максимальная абсолютная погрешность расчетной температуры изоляции провода по отношению к измеренной составляет не более 6 °С. Для длительно допустимых токов проводов марки СИП-4 рассчитаны значения понижающих коэффициентов в зависимости от количества жил. Например, для провода СИП-4 4´16 допустимый ток должен быть не 100 А, как дается в справочниках, а 80 А при температуре окружающей среды 25 °С. Представленные в статье методики и алгоритмы расчета могут быть использованы для оценки пропускной способности низковольтных электрических сетей, а также на этапе проектирования систем электроснабжения.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>A method for calculating non-stationary thermal processes in wires for low-voltage overhead power transmission lines is proposed. The technique is based on the representation of a wire as a system of several homogeneous bodies and the solution of differential equations describing this system. The equations are solved by the method of electrothermal analogies based on the thermal substitution circuit and the Laplace operator transformation. Formulas are given for determining the power losses in the wire, thermal resistances and heat capacities of the wire. Special attention is paid to calculating the coefficient of heat transfer from the surface of the wire. Algorithms for calculating the temperatures of single-core and multi-core wires when influencing external factors change have been developed. It is shown that the temperature calculation must be performed in several iterations. The concept of heat exchange angle is introduced, characterizing the part of the wire surface through which heat exchange takes place. Experimental studies for different brands of wires at different currents have shown that the maximum absolute error of the calculated insulation temperature of the wire relative to the measured temperature is no more than 6 °C. For the long-term allowable currents in the wires of the SIP-4 brand (‘self-supporting insulated wires’), the values of the reduction coefficients are calculated depending on the number of cores. For example, for the SIP-4 4x16 wire, the permissible current should not be 100 A, as given in the directories, but 80 A at an ambient temperature of 25 °C. The calculation methods and algorithms presented in the article can be used to estimate the capacity of low-voltage electric networks, as well as at the design stage of power supply systems.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>воздушная линия электропередачи</kwd><kwd>тепловой процесс</kwd><kwd>математическая модель</kwd><kwd>тепловая схема замещения</kwd><kwd>алгоритм</kwd><kwd>допустимый ток</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>overhead power line</kwd><kwd>thermal process</kwd><kwd>mathematical model</kwd><kwd>thermal substitution circuit</kwd><kwd>algorithm</kwd><kwd>permissible current</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Thermal Analysis of Parallel Underground Energy Cables / J. Desmet, D. Putmam, G. Vanalme [et al] // 18th International Conference and Exhibition on Electricity Distribution (CIRED 2005). Turin, Italy, 2005. Р. 1–4. https://doi.org/10.1049/cp:20050921.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Desmet J., Putman D., Vanalme G., Belmans R., Vandommelent D. (2005) Thermal Analysis of Parallel Underground Energy Cables. CIRED 2005 – 18th International Conference and Exhibition on Electricity Distribution, Turin, Italy, 2005, 1–4. https://doi.org/10.1049/cp:20050921.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Schmidt, H.-P. Efficient Simulation of Thermal and Electrical Behaviour of Industrial Cables / H.-P. Schmidt // Modelling and Simulation / Eds. G. Petrone, G. Cammarata. Intechopen, 2008. Р. 523–532. https://doi.org/10.5772/5967.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Schmidt H.-P. (2008). Efficient Simulation of Thermal and Electrical Behaviour of Industrial Cables. Petrone G., Cammarata G. (eds.). Modelling and simulation. Intechopen, 523–532. https://doi.org/10.5772/5967.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зализный, Д. И. Математическая модель тепловых процессов одножильного силового кабеля / Д. И. Зализный, С. Н. Прохоренко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2012. № 5. С. 25–34.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zalizny D. I., Prohorenko S. N. (2012) Mathematical Model for Thermal Processes of Single-Core Power Cable. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, (5), 25–34 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зализный, Д. И. Методика численного расчета нестационарных тепловых процессов в изоляции силового кабеля / Д. И. Зализный, М. Н. Новиков, Н. М. Ходанович, А. Ю. Шутов // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. 2010. № 4. С. 86–96.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zalizny D. I., Novikov M. N., Khodanovich N. M., Shutov A. Yu. (2010) Method of Nume-rical Calculation of Non-Stationary Thermal Processes in the Insulation of a Power Cable. Vestnik Gomel’skogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta imeni P. O. Sukhogo, (4), 86–96 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зализный, Д. И. Адаптивная математическая модель тепловых процессов трехжильного силового кабеля / Д. И. Зализный, О. Г. Широков // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. 2014. № 2. С.51–63.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zalizny D. I., Shirokov O. G. (2014) Adaptive Mathematical Model of Thermal Processes of a Three-Core Power Cable. Vestnik Gomel’skogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta imeni P. O. Sukhogo, (2), 51–63 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ларина, Э. Т. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии: учеб. для вузов / Э. Т. Ларина. М.: Энергоатомиздат, 1996. 464 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Larina E. T. (1996) Power Cables and High-Voltage Cable Lines. Moscow, Energoatomizdat Publ. 464 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дмитриев, М. В. Кабельные линии высокого напряжения / М. В. Дмитриев. СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2021. 688 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dmitriev M. V. (2021) High Voltage Cable Lines. St. Petersburg, Polytech Press. 688 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Ч. 2-1: Тепловое сопротивление. Расчет теплового сопротивления: ГОСТ Р МЭК 60287-2-1–2009. Введ. 26.07.2009. М.: Стандартинформ, 2009. 32 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST R IEC 60287-2-1:1994. Electric Cables – Calculation of the Current Rating – Part 2-1: Thermal Resistance – Calculation of Thermal Resistance (IDT). Moscow, Standartinform, 2009. 32 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Основы кабельной техники / В. М. Леонов, И. Б. Пешков, И. Б. Рязанов, С. Д. Холодный. М.: Изд. центр «Академия», 2006. 432 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Leonov V. M., Peshkov I. B., Ryazanov I. B., Kholodny S. D. (2006) Fundamentals of Cable Technology. Мoscow, Publishing Center “Academy”. 432 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Математическая модель расчета потерь мощности в изолированных проводах с учетом температуры / С. С. Гиршин, А. А. Бубенчиков, Е. В. Петрова, В. Н. Горюнов // Омский научный вестник. 2009. № 3(83). С. 176-179.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Girshin S. S., Bybenchikov A. A., Gorynov V. N., Levchenko A. A., Petrova E. V. (2009) A Mathematical Model for Power Losses in Insulated Wires Taking Temperature into Account. Omsk Scientific Bulletin, (3), 176-179 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">A thermal Model for Calculating Axial Temperature Distribution of Overhead Conductor under Laboratory Conditions / X. Zhang, Z. Ying, Y. Chen, X. Chen // Electric Power Systems Research. 2019. Vol. 166. Р. 223–231. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2018.10.008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhang X., Ying Z., Chen Y., Chen X. (2019) A Thermal Model for Calculating Axial Tempe-rature Distribution of Overhead Conductor under Laboratory Conditions. Electric Power Systems Research, 166, 223–231. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2018.10.008.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Riba, J.-R. Analyzing the Role of Emissivity in Stranded Conductors for Overhead Power Lines / J.-R. Riba, L. Yuming, M.-E. Manuel // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. 2024. Vol. 159. Р. 110027. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2024.110027.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Riba J.-R., Yuming L., Manuel M.-E. (2024) Analyzing the Role of Emissivity in Stranded Conductors for Overhead Power Lines. International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 159, 110027. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2024.110027.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фурсанов, М. И. Расчет технологического расхода (потерь) электроэнергии в современных распределительных электрических сетях 0,38–10 кВ / М. И. Фурсанов, А. А. Золотой, В. В. Макаревич // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 5. С. 408–422. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-5-408-422.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fursanov M. I., Zolotoy А. А., Makarevich V. V. (2018) Calculation of Technological Consumption (Loss) of Electricity in Modern 0.38–10 kV Electrical Distribution Networks. Enеrgеtika. Proс. СIS Higher Educ. Inst. аnd Power Eng. Assoc. 61 (5) 408–422. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-5-408-422 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Данилов, М. И. Оперативная идентификация сопротивлений проводов распределительных сетей 380 В автоматизированными системами учета / М. И. Данилов, И. Г. Романенко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 2. С. 124–140. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-2-124-140.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Danilov M. I., Romanenko I. G. (2023) Operational Identification of Resistances of Wires of 380 V Distribution Networks by Automated Accounting Systems. Energetika. Proc. CIS Higher Educ. Inst. and Power Eng. Assoc. 66 (2), 124–140. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-2-124-140 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
