Die durch Verluste hervorgerufene Erwärmung führt, in Kombination mit der maximal zulässigen Leitertemperatur, zur Begrenzung der Übertragungsfähigkeit von Energiekabelsystemen. Zur Ermittlung dieser thermischen Stromtragfähigkeit stehen prinzipiell zwei Methoden zur Verfügung: die Berechnung auf Basis analytischer Ausdrücke oder numerischer Simulationen. Während erstgenannte schnelle Ergebnisse bei geringem Rechenaufwand ermöglichen, sind komplizierte Konfigurationen oder inhomogene Bettungseigenschaften nur näherungsweise durch diese abzubilden. Komplementär hierzu können durch numerische Simulationen beliebige Anordnungen oder Materialeigenschaften abgebildet werden, wobei dies mit einem erhöhten Rechenaufwand einhergeht. Vor dem Hintergrund veränderter Rahmenbedingungen wie einer fluktuierenden Last durch dezentrale Erzeugungseinheiten, verbesserten Kommunikations- und Messtechniken sowie einer Anreizregulierung, die finanzielle Anreize zur bestmöglichsten Auslastung von bestehenden Betriebsmitteln schafft, besteht ein Bedarf an einer Berechnungsmöglichkeit, die beide Vorteile der oben genannten Methoden kombiniert: Erst wenn es möglich ist, die genaue Berechnung beliebiger Konfigurationen und Belastungen mit einem geringem Rechenaufwand zu leisten, können echtzeitfähige Berechnungsmethoden der thermischen Stromtragfähigkeit einen Beitrag zu einer intelligenten Netzführung in Form von flexiblen Grenzwerten, die an die tatsächlichen thermophysikalischen Eigenschaften angepasst sind, leisten. Da die bisherigen Ansätze für eine echtzeitfähige Berechnung von thermischen Kabelbelastbarkeiten auf analytischen Näherungen basieren, die Einschränkungen bezüglich der Anwendbarkeit mit sich bringen, soll mit der vorliegenden Arbeit die Möglichkeit einer exakten analytischen Methodik ausgelotet werden. Hierzu werden zunächst analytische Lösungen für die Elemente eines Kabelsystems zusammengetragen beziehungsweise vom Autor selbst entwickelt. Sodann wird gezeigt, dass sich mit Hilfe der Methode der thermischen Vierpole die Einzellösungen in ein Gesamtsystem übertragen lassen. Elemente, die sich nicht analytisch berechnen lassen (wie beispielsweise die thermische Kopplung einzelner Kabel in einer nicht-homogenen Bettung) können als numerisch ermittelte Impedanz-Kennlinie in das Netzwerk der thermischen Vierpole integriert werden. Alle drei zeitlichen Abhängigkeitstypen – stationär, periodisch und transient – lassen sich auf Basis der thermischen Vierpole berechnen. Eine verbesserte Bestimmung der Kabelbelastbarkeit kommt weiterhin nicht ohne ein verbessertes Verständnis des Wärme- und Massetransportes innerhalb der Bettung aus. Mit Hilfe von numerischen Simulationen, die durch experimentelle Versuche validiert wurden, werden die Einflussfaktoren auf eine Bodenaustrocknung und den Umgebungswassergehalt für eine große Bandbreite an natürlichen Böden untersucht. Auch wird die Dynamik von Austrocknungen bei einem transienten Wärmeeintrag durch ein Kabelsystem dargestellt. Die präsentierten Ergebnisse sind im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsprojektes zwischen dem Fachgebiet Hochspannungstechnik, dem Fachgebiet für Angewandte Geothermie sowie einem deutschen Verteilnetzbetreiber entstanden. Sie flossen ein in eine Anwendung, die erfolgreich in den operativen Betrieb des Verteilnetzbetreibers integriert wurde.