De methode volgens IEC 60287 berekent de maximale kabelbelastbaarheid voor het geval de stroom niet verandert. De methode schrijft nauwkeurig voor welke verliezen er in de kabel optreden en hoe groot de thermische weerstanden zijn voor alle denkbare liggingsomstandigheden. Voor bovengronds geïnstalleerde kabels heeft het geen zin de dynamische belastbaarheid te berekenen, omdat de geleidertemperatuur de veranderingen in de belastingstroom te snel volgt.
Voor het berekenen van de kabelbelastbaarheid voor veranderende stromen wordt de norm IEC 60853 toegepast. Deze norm gaat er van uit dat een ondergrondse kabel, die slechts kortstondig voor de volle 100 % is belast, nog niet de maximum temperatuur heeft bereikt. Dankzij de temperatuurtraagheid, veroorzaakt door de warmtecapaciteit van de kabel en de grond direct daaromheen, duurt het even voordat de temperaturen zich hebben aangepast aan de nieuwe situatie. Het is dus mogelijk om een ondergrondse kabel gedurende een korte tijd meer stroom te laten voeren dan op grond van de stationaire berekening volgens IEC 60287 was berekend. De methode houdt geen rekening met het uitdrogen van de grond.
In deze norm worden twee berekeningsmethoden beschreven, namelijk de stapvormig veranderende en de cyclische belasting. De kabelbelasting verandert in de loop van de dag als gevolg van het cyclische gedrag van de belastingen. Het is mogelijk dat het maximum van deze belastingcyclus groter is dan de maximale stationaire stroombelasting. Bovendien zijn de kabels, meestal niet voor de volle 100% belast. De netbeheerder wil dan weten hoeveel belasting op een kabel kan worden bijgeschakeld, bijvoorbeeld als gevolg van een omschakelactie na een storing of bij onderhoud. Het is namelijk mogelijk in die situaties de kabel tijdelijk licht te overbelasten. Dit kan met behulp van de norm IEC 60853 voor elk moment van de dag berekend worden.
De norm IEC 60853 maakt gebruik van de berekende kabelverliezen en thermische weerstanden volgens IEC 60287 en is dus een uitbreiding daarop. Uitgangspunt van een dynamische berekening is altijd de stationaire berekening, waarin een aantal basisparameters, zoals de verliezen in de kabel en de thermische weerstanden, wordt bepaald.
Vision Cable bevat twee dynamische stroombelastbaarheidsmodulen:
•berekening van de cyclische stroombelasting
•berekening van de maximale stapbelasting (emergency load)
Methode
De methode voor het berekenen van de temperatuurrespons van een kabel op een stapvormig aangebrachte continue stroom door de geleider(s) komt neer op het opsplitsen van het model in twee onafhankelijke gedeelten. Één deel modelleert de kabel zelf, van geleider tot en met de buitenmantel. Het tweede deel modelleert de omgeving van de kabel. De individuele responsies van deze twee delen worden gesommeerd, waaruit de respons voor het gehele systeem volgt.
De dynamische responsie van de kabeltemperatuur als gevolg van een stapvormige verandering in de stroom door de geleider hangt af van de combinatie van warmtecapaciteiten en thermische weerstanden van de kabel en van de omgeving (de grond).
Voor een in de grond begraven kabel speelt bij korte overgangsverschijnselen de warmtecapaciteit van de kabel zelf de belangrijkste rol. De invloed van het omringende medium op de temperatuur is daarbij verwaarloosbaar. Voor langdurige overgangsverschijnselen (langer dan 6 uren), wordt de invloed van de kabel zelf verwaarloosbaar en wordt de temperatuur voornamelijk door het omringende medium bepaald. Om die reden wordt het thermische circuit opgedeeld in twee onafhankelijke delen:
•een deel van de geleider tot aan de buitenmantel van de kabel (QA en TA in bovenstaande figuur)
•een deel van het omringende medium (QB en TB in bovenstaande figuur)