Underground cable installation in historical areas, natural protected areas, narrow streets, or residential areas with high traffic flows is very difficult due to both legal permits and the conditions of the work sites. The trefoil layout requires a smaller channel than the flat layout. However, the trefoil layout carries some risks, such as damage to the cables together in the event of short circuit faults and reduced ampacity in single-side-bonded systems. This study’s scope examines the current carrying capacities and thermal effects of directly buried underground cables in trefoil and vertical layouts using CYMCAP power cable analysis software. A field investigation was also carried out to verify the analysis results. The performance of the recommended method was evaluated by considering current and temperature measurements from the fieldwork and analysis. According to the studied cable design, the current carrying capacities of the cables in flat and vertical layouts are similar and higher than in the trefoil layout. However, it should be taken into consideration that these results will vary depending on a cable system’s design parameters. As a result, this article emphasizes that a vertical layout can be considered as a layout option in certain areas.

Demiryolu sistemlerinde kullanılan elektrikli trenlerin hareket gücünü sağlamak için kullanılan motor sürücülerini cer transformatörleri beslemektedir. Cer transformatörleri lokomotiflerin altında veya üstünde, boyutları sınırlı bir alana yerleştirilmektedir. Bunun yanında tren sistemlerinde kullanılmakta olan ekipmanların güç ihtiyaçlarını karşılayabilmek için farklı gerilim seviyelerinde çok sayıda sargı yapıları cer transformatörlerinde bulunmaktadır. Demiryolu sistemlerinde sürdürülebilirlik, verim ve işletme güvenliğinin yüksek seviyede olması için cer transformatörlerinin tasarım parametrelerinin özel olarak incelenmesi gerekmektedir. Bu kapsamda tasarım aşamasında detaylı analizlerin gerçekleştirilmesi ve standartlar referans alınarak değerlendirilmesi önemli olmaktadır. Cer transformatörlerinde kısa devre empedansı, inrush akımları, kazan kayıpları, çekirdek kayıpları gibi kritik öneme sahip elektriksel parametrelerin doğru bir şekilde hesaplanması teorik yöntemler ile her zaman mümkün olmamakta veya çok zahmetli olmaktadır. Bu durumda sonlu elemanlar analizi yönteminin birçok açıdan avantajı bulunmaktadır. Sonlu elemanlar analizleri ile yüksek doğrulukta ve kısa sürede hesaplamalar yapılabilmektedir. Bu çalışmada örnek bir cer transformatörünün elektriksel parametreleri Ansys Electronics Suite sonlu elemanlar analizi yazılımı ile hesaplanmıştır. Hesaplanan parametreler ile ilgili olarak özet bilgiler verilmiş, analiz adımları açıklanmıştır. Bu kapsamda demiryolu sistemlerinde kullanılan trenlerin kritik elemanlarından biri olan cer transformatörlerinin elektriksel analizi için sonlu elemanlar yönteminin gerekliliği ifade edilmiştir.