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高海拔对电气设备的特殊要求

高海拔对电气设备的特殊要求

电气设备在高海拔地区主要受到来自温升和绝缘两个方面的影响。文章主要针对高海拔地区对电气设备影响的探讨,从而提出相关在高海拔地区电气设计时的注意事项及建议。

标签:高海拔;电气设备;特殊要求

近年来我国国民经济正处于高速发展的阶段中,同时我国中西部地区的经济也获得了一定的发展,尤其是多项基本建设项目正在慢慢走进中西部地区。但是,我国中西部地区所处的地区属于高海拔地区,在海拔2千米以上的地区上使用电气设备,需要予以高度的重视,因为高海拔地区由于气象的特殊性,对电气设备的使用产生特殊的影响,必须要求高海拔使用电气设备满足一定的要求。在本文中主要针对高海拔电气设备使用的特殊要求进行综述。

1 高海拔地区的气象特征

高海拔地区所指的是海拔高度超过1000米的地区,其气象特征表现为:海拔高度和气压水平成反比关系,也就是海拔高度越高,气压水平月底,空气密度越小越稀薄,湿度越低,越干燥,同时空气越稀薄,太阳日照辐射的穿透力越强,白天地面吸收热量越多,温度越高,晚上地面失去热量速度越快越多,温度越低,导致昼夜温差明显。三者之间的关系如表1所示:

根据表2,随着海拔高度的上升,空气温度随之下降,海拔高度升高1千米,最高温度和平均温度降低5摄氏度。降温有利于电气设备的散热。

2 高海拔气象对电气设备的影响

2.1 高海拔气象对低压电器的影响

在高海拔地区使用低压电器,因为海拔高度升高,电器内部的元器件会不断升温。海拔高度上升每100米,升温幅度约为0.1-0.5℃;同时,海拔高度的增加还还会导致气温的降低,海拔高度上升每100米,气温下降幅度约为0.5℃。如果在室内使用低压电器,由于室内温度变化比较小,元器件升温的温度和气温降温的温度之间补偿作用并不明显,所以在高海拔地区使用低压电器在室内使用能够符合所规定的安全标准。但是,当在市外使用低压电器的时候,室外环境气温变化比较大,此时元器件升温的温度和气温降温的温度之间补偿作用极为明显,所以在室外使用低压电器必须考虑到温度的补偿作用所带来的影响。同时,当海拔高度增加,气温下降,电气设备材料容易发生硬化,油类粘稠度增加,甚至凝固,会对设备的正常运行产生严重的影响。并且昼夜温差较大对零部件的外形产生一定的影响,容易导致外形出现裂缝。因此,在高海拔使用电气设备应当选择和当地气象相适应的高原型电气设备,并且在使用电器设备的时候应当尽量在恒温场所内或者室内。

2.2 高海拔地区对高压开关设备的影响

高海拔地区其相对高压开关产生重要的影响。在安装电器产品的时候,应当保持试验场所在1千米以下的地区,校正工频和冲击试验电压。校正系数如图1所示:

2.3 高海拔地区对变压器的影响

通常情况下,对流和辐射是变压器散热的主要途径。单位面积散热的量和空气密度密切相关。随着海拔高度的增加,空气密度随之减少,气压水平降低,空气对流途径散热的作用并不明显。此时若采用水作为冷却散热的方法不起作用。由于生温限值的存在,海拔高度每增加500米,所测的温度应当在500米一级所降低的温度限值以内,油浸风冷下降幅度约为3%,油浸自冷下降幅度约为2%,干式风冷下降幅度约为5%,干式自冷下降幅度约为2.5%。随着海拔升高气温的降低,变压器散热对气温的降低起到一定的补偿作用。

3 高海拔地区气象对电气设备的特殊要求

3.1 促使电气设备空气之间的间隙有所增加

因为空气之间的空隙穿透性和空气密度密切相关,按照对流理论,在高海拔地区使用电气设备必须要求电气设备的空气之间的空隙有所增加。

3.2 促使电气设备的爬电距离有所增加

经过相关研究证明,电气设备绝缘节会的湿闪电压和爬电距离密切相关,呈线性关系。通常情况下,在海拔1千米以上2千米以下的地区,根据II级污秽条件,开关柜柜内的一次元件所设置的外绝缘爬电距离为:有机绝缘是20mm/kv,瓷质是18mm/kv。一次元件采用全工况,绝缘产品具有相对的裕度,因此满足高海拔地区电气设备的运行条件。

3.3 对母线接线进行改进,促使电极的曲率半径增加,以免尖端放电

通常情况下,母线电极所具有的曲率半径越大,电场均匀度越高,此时空气间隙击穿电压越高。所以,在设计和制造电气设备的过程中,应当选择边缘、圆角的R型排作为木牌,同时采用的母线需要经过硫化处理,形状为管形。尽量把电极上面的尖锐部位进行消除,提高光洁度和圆滑度,消除局部较强的电场。

3.4 电气设备红外测温影响因数及温度修正

对电力设备而言,检测其运行是否处于正常的状态的关键指标在于温度,这个参数在检测参数中具有着极为重要的意义。目前,多数针对电力设备温度进行检测的常见方式包括了测温蜡片、数字温度计等,该方式具有着多方面的缺陷,

例如检测结果误差较大,容易受到电磁的干扰,温度检测速度较慢等等。红外测温在电气设备温度测量的应用日趋广泛,但是测温精度易受外界干扰。在采用红外测温方式进行温度监测的过程中,被测物体的辐射能量是用来表征温度状态的主要途径,物体的辐射能量和物体所制作而成的材料性质与表面的状态具有着密切的相关性,表面状态指的是被测物体表面氧化的情况、所涂层的材料以及物体表面的粗糙程度等等。即使被测物体的材料性质相同,但是也会因为表面状态的不同而有所不同,这种区别可以使用发射率e来表示。以此为依据,在采用红外测温方式来进行温度检测的时候,可以通过对发射率进行调整,从而对检测结果进行修正。按照能量守恒原理,某一特定物体的辐射吸收率、反射率、透射率之和为1,在能量守恒的条件下,特定物体所吸收的辐射必定会转变成为对外的发射能量。因此,在温度同等的条件下,特定物体的吸收率和发射率相等。反射和投射的性能与物体材料的性质具有密切的关系,因此不同材料的物体具有着不同的发射性能。从另一个角度而言,反射率和发射率受到特定物体表面状态的影响程度具有随机性,只能够在实际工作中采用有针对性的方式进行处理,没有固定的模式。综上,可见被测物体的发射率在非黑体辐射问题的解决上发挥着关键的作用,通过对被测物体的发射率,可以提高红外测温数据的准确率。在实际的工作中必须测定被测物体的发射率,常见的方式包括了仪器直接测定法、涂料法以及接触测温法。

综上所述,我国具有辽阔的地域,因此不同的地区具有不同的地势、气温和环境。我国的高海拔地区多属于高原地区,缺乏良好的交通条件,同时电力工程施工工期非常紧迫,因此,在使用和设计电气设备的过程中,必须选择合适的电气设备,根据高海拔地区的气象特征进行合理的设计。

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[5]李楠,楚峥.浅谈高海拔风电场双馈风电机组变流器设计要点[J].装备机械,2014(03).

试论高海拔对电气设备的特殊要求

试论高海拔对电气设备的特殊要求 高海拔地区对电气设备的特殊要求,是因为高海拔地区的气候和环境等因素对电气设 备的运行性能和安全性提出了更高的要求。本文将从高海拔地区的气候特点、电气设备在 高海拔环境下的运行特点以及对电气设备的要求三个方面来进行深入分析和探讨。 一、高海拔地区的气候特点 高海拔地区的气候特点主要表现在气温低、大气压小,辐射强烈等方面。一般来说, 随着海拔的升高,气温逐渐下降,大气压逐渐减小,辐射强度逐渐增强。这些特点对电气 设备的运行性能和安全性都提出了较高的要求。 二、电气设备在高海拔环境下的运行特点 1.对绝缘材料的要求高 在高海拔地区,由于大气压小,空气中的氧气减少,导致绝缘材料的介电强度降低, 电气设备的绝缘性能受到影响。电气设备在高海拔环境下需要采用更高的绝缘等级,以保 证设备的绝缘性能能够在这种特殊环境下得到有效保障。 2.散热性能要求高 高海拔地区气温低,但是由于辐射强烈,电气设备在运行中容易产生较大的热量,而 在高海拔地区,散热会受到影响,因此电气设备在高海拔环境下需要具有更好的散热性能,以确保设备在高负载运行时不会因过热而影响设备的安全性和可靠性。 3.机械强度要求高 高海拔地区由于大气压小,气压差异大,风力较大,这些都会对电气设备的机械强度 提出更高的要求,以保证设备在这种特殊的气候环境下不会出现机械性故障,确保设备的 安全性和可靠性。 三、对电气设备的要求 1.材料的选择 在高海拔地区,对电气设备所使用的材料提出了更高的要求。首先是绝缘材料,需要 采用更高的介电常数和介电强度,以保证设备的绝缘性能;其次是散热材料,需要具有更 好的散热性能,以确保设备在高负载运行时不会过热;最后是机械材料,需要具有更好的 机械强度,以确保设备在特殊的大气压和风力环境下不会出现机械性故障。 2.设计的改进

(完整word版)高海拔对电气设备的影响

海拔高度对电气产品的影响 随着海拔高度的增加,大气的压力下降,空气密度和湿度相应地减少,其特征为:a、空气压力或空气密度较低;b、空气温度较低,温度变化较大;c、空气绝对湿度较小;d、大阳辐射照度较高;e、降水量较少;f、年大风日多;g、土壤温度较低,且冻结期长。这些特征对电工产品性能有下面四大影响规律,列出如下: 1、空气压力或空气密度降低的影响 1)对绝缘介质强度的影响 空气压力或空气密度的降低,引起外绝缘强度的降低。在海拔至5000m范围内,每升高1000m,即平均气压每降低7.7~10.5kPa,外绝缘强度降低8%~13%. 2)对电气间隙击穿电压的影响对于设计定型的产品,由于其电气间隙已经固定,随空气压力的降低,其击穿电压也下降.为了保证产品在高原环境使用时有足够的耐击穿能力,必须增大电气间隙.高原用电工产品的电气间隙可按下表进行修正. 3)对电晕及放电电压的影响 a、高海拔低气压使高压电机的局部放电起始电压降低,电晕起始电压降低,电晕腐蚀严重; b、高海拔低气压使电力电容器内部气压下降,导致局部放电起始电压降低; c、高海拔低气压使避雷器内腔电压降低,导致工频放电电压降低。 4)对开关电器灭弧性能的影响 空气压力或空气密度的降低使空气介质灭弧的开关电器灭弧性能降低,通断能力下降和电寿命缩短。a)、直流电弧的燃弧时间随海拔升高或气压降低而延长;b)、直流与交流电弧的飞弧距离随海拔升高或气压降低而增加。 5)对介质冷却效应,即产品温升的影响 空气压力或空气密度的降低引起空气介质冷却效应的降低。对于以自然对流、强迫通风或空气散热器为主要散热方式的电工产品,由于散热能力的下降,温升增加。在海拔至5000m 范围内,每升高1000m,即平均气压每降低7.7~10.5kPa,温升增加3%~10%. a、静止电器的温升随海拔升高的增高率,每100m一般在0.4K以内,但对高发热电器,如电炉、电阻器、电焊机等电器,温升随海拔升高的增高率,每100m达到2K以上。 b、电力变压器温升随海拔的增高与冷却方式有关,其增加率每100m为:油浸自冷,额定温升的0.4%;干式自冷,额定温升的0.5%;油浸强迫风冷,额定温升的0.6%;干式强迫风冷,额定温升的1.0%; c、电机的温升随海拔升高的增高率每100m为额定温升的1%。 6)对产品机械结构和密封的影响 a、引起低密度、低浓度、多孔性材料(例如:电工绝缘材料、隔热材料等)的物理和化学性质的变化; b、润滑剂的蒸发及塑料制品中增塑剂的挥发加速; c、由于内外压力差的增大,气体或液体易从密封容器中泄漏或泄露率增大,有密封要求的电工产品,间接影响到电气性能; d、引起受压容器所承受压力的变化,导致受压容器容易破裂。 2、空气温度降低及温度变化(包括日温差)增大的影响 1)高原环境空气温度对产品温升的补偿 平均空气温度和最高空气温度均随海拔升高而降低,电工绝缘材料的热老化寿命决定于平均空气温度。高原环境空气温度的降低可以部分或全部补偿因气压降低而引起电工产品运

特殊环境条件高原电气设备技术要求低压成套开关设备和控制设

特殊环境条件高原电气设备技术要求低压成 套开关设备和控制设 备设计 在特殊的环境条件下,如高原地区,电气设备需要满足特殊的技术 要求。特别是低压成套开关设备和控制设备,其设计和选择要考虑到 高原地区的特殊情况,以确保设备的安全性和可靠性。本文将探讨在 高原环境下低压成套开关设备和控制设备的设计要求。 1. 高原环境的特殊影响 在高原地区,由于气候、大气压力和氧气含量等方面的影响,电气 设备面临着一些独特的问题。首先,由于大气压力较低,绝缘性能可 能会下降,这可能导致设备的绝缘击穿。其次,氧气含量的减少可能 导致电弧的不稳定和电弧灭火困难。此外,温度和湿度的变化也会对 设备的性能造成影响。因此,高原地区的电气设备需要特殊的设计以 应对这些问题。 2. 设备材料和环境适应性 在高原环境下,设备所使用的材料需要具备良好的环境适应性。首先,绝缘材料需要具备较高的绝缘性能,以抵御大气压力的影响。常 用的绝缘材料,如绝缘胶、硅胶等,需要经过特殊处理,以确保其在 高原环境下的可靠性。其次,由于氧气含量的减少,电弧容易不稳定,因此需要选择具有良好电弧灭火性能的材料。此外,设备所使用的金

属材料也需要考虑高原地区的低温、低氧气含量和腐蚀性等因素,以 确保设备的稳定性和使用寿命。 3. 设备工作温度范围 由于高原地区的气候和大气压力的影响,设备的工作温度范围需要 进行特殊的设计。首先,设备需要具备较高的耐低温性能,以应对高 原地区的严寒冬季。其次,由于高原地区的气温变化较大,设备需要 能够适应不同温度条件下的工作,以保证设备的可靠性。因此,在设 计和选择低压成套开关和控制设备时,需要考虑设备的工作温度范围,以确保设备在高原环境下的正常工作。 4. 设备的安全性和可靠性 在高原环境下,低压成套开关设备和控制设备的安全性和可靠性尤 为重要。首先,设备需要具备良好的防护性能,以避免外部环境因素 对设备造成损害,如风、雨、霜冻等。其次,设备的绝缘性能需要达 到一定的标准,以确保设备在高压条件下不发生绝缘击穿。此外,设 备还需要具备良好的抗电弧能力,以防止电弧造成设备的损坏。因此,在设计和选择低压成套开关和控制设备时,需要考虑设备的安全性和 可靠性,以确保设备在高原环境下的长期稳定运行。 总结: 高原地区的特殊环境条件要求低压成套开关设备和控制设备具备特 殊的设计要求。在选择和设计设备时,需要考虑设备材料的环境适应性、设备的工作温度范围、设备的安全性和可靠性等因素。只有满足

高原地区电气设备的选择

高原地区电气设备的选择 高原地区的电气设备选择与往常的电气设备选择有许多不同之处。以往我们所参照的电气参数及设备数据均是在正常海拔的使用环境之下得到的,不同的使用环境会对电气设备的性能产生影响。以西藏日喀则地区为例,其地处高原,电气设备使用环境特殊,当地气候资料如下: 海拔:3837M;大气压6.51*10PA(冬),6.38*10PA(夏);年平均温度:6.3度;最热月温度平均14.7度(六月),平均最高21度;年平均雷暴日:80.4d/a;地震烈度:七度。 上述资料表明,高原气候具有常年气温低、气压低、空气稀薄、干燥、日夜温差大的特点。因此,对于电气设备的温升及绝缘两方面将会有显著影响。 一、高压开关设备 高原气候对高压开关设备的影响首当其冲。因为,当海拔升高时,气压随之降低,空气的绝缘强度减弱,使电器外绝缘降低而对内绝缘影响很小。由于设备的出厂试验是在正常海拔地点进行的,因此,根据IEC出版物694对于开关设备以其额定工频耐压值和额定脉冲耐压值来鉴定绝缘能力,对于使用地点超过1000M以上时,应作适当的校正。对于10KV开关柜来说,其额定电压为12KV;额定工频耐压值(有效值)为32KV(对隔离距离)和28KV(各相之间及对地);额定脉冲耐压值(峰值)为85KV(对隔离距离)和75KV(各相之间及对地)。 校正公式为: 应选的额定工频耐压值=额定工频耐压值 /1.1×α 应选的额定雷电脉冲耐压值=额定雷电脉冲耐压值/1.1×α 其中α为校正系数,见图1(略) 对于日喀则地区,α取0.66,由此可得,相应的耐压值增加约37.7%。 而随着海拔的升高,空气密度降低,散热条件变差,会使高压电器在运行中温升增加,但空气温度随海拔高度的增加又相应递减,其值基本可以补偿由海拔升高对电器温升的影响,因而认为在海拔不超过4000M情况下,高压电器的额定电流值保持不变。但对于阀式避雷器来说,情况就较为复杂。由于避雷器自身并不密封,其阀片的间距不可调,因此其火花间隙的放电电压易受空气密度的影响,所以应向设备厂商注明海拔高度,或使用高压型阀式避雷器。 二、干式变压器 对于平时常用的环氧树脂干式变压器来说,国家标准关于以上两个因素有着明确的校正方法。根据GB6450)《干式变压器》中第3.2.3条和4.2条的规定,对于在超过1000M海拔处运行,并在正常海拔进行试验的变压器,其温升限值应相应递减,超过1000M海拔部分以第500M为一级,温升限值按自冷变压器2.5%、风冷变压器5%减小;额定短时工频耐受电压值同时增加6.25%。 由此,日喀则地区干式变压器的额定短时工频耐受电压值须增加

电气间隙和海拔的关系

电气间隙和海拔的关系 电气间隙是指电器或电气设备中的两个导体之间的最小距离,既 保证电气安全,又避免电器故障和火灾的发生。而海拔则是指地面或 水平面的高度与海平面高度之间的差异。这两个看似毫无关系的概念,实际上在电气工程中有着密切的联系。 首先,海拔的升高会导致大气稀薄,空气绝缘性能下降。空气绝 缘性能是指空气作为绝缘介质时的绝缘能力。当海拔升高时,气压会 下降,空气中的分子密度降低,电气间隙中的气体绝缘性能也随之下降。这会增加电器设备之间的电弧和火灾的风险。 其次,电气间隙与海拔之间的关系还体现在电压等级的选择上。 根据规范,电气设备的电气间隙应能承受电气系统的额定工频电压, 以确保电气设备的安全工作。而海拔的升高会导致空气介质的击穿电 压降低,这意味着在高海拔地区,相同的额定工频电压下,电气间隙 需要更大的距离来保证设备的安全运行。因此,在高海拔地区,电气 工程师需要根据当地海拔高度确定电气设备的额定电压等级,以保证 设备的正常运行。 此外,海拔对电器散热性能也有一定的影响。海拔升高会导致气 温的下降和大气氧气含量的减少,这会影响电气设备的散热效果。由 于海拔高地的气温较低,电气设备在高海拔地区的散热要求相对较低。因此,在高海拔地区,电气间隙的设计应考虑设备的散热需求,以避 免设备过热引发故障或事故。

综上所述,电气间隙与海拔之间存在着密切的关系。高海拔地区 的大气稀薄和气温较低会对电器设备的电气安全和散热性能产生影响,因此,在高海拔地区进行电气工程设计时,必须充分考虑当地的海拔 因素。只有合理选择电器设备的电气间隙和电压等级,同时兼顾设备 的散热需求,才能确保电气设备的安全运行,减少潜在的火灾和电器 故障风险。

海拔高度与电气绝缘标准

海拔高度与电气绝缘标准 电气绝缘是指在电气设备中,通过绝缘材料将电流限制在预定的路 径中,以防止电流泄漏或电击事故发生。而海拔高度则是指地面以上 的高度,通常以海平面为基准。海拔高度的变化会对电气绝缘产生一 定的影响,因此在设计和使用电气设备时,需要考虑海拔高度对电气 绝缘的影响。 海拔高度的变化主要影响电气设备的绝缘强度和绝缘材料的性能。 随着海拔高度的增加,大气压力会逐渐降低,这会导致电气设备中的 绝缘材料受到的电压应力增加。因此,在高海拔地区使用电气设备时,需要对绝缘材料进行特殊设计,以确保其能够承受更高的电压应力。 此外,海拔高度的变化还会影响电气设备中的放电现象。在高海拔 地区,由于大气压力的降低,电气设备中的放电现象更容易发生。这 可能导致电气设备的绝缘性能下降,从而增加电气事故的风险。因此,在高海拔地区使用电气设备时,需要采取相应的措施,如增加绝缘材 料的厚度或使用更好的绝缘材料,以提高电气设备的绝缘性能。 为了确保电气设备在不同海拔高度下的安全运行,国际上制定了一 系列的电气绝缘标准。这些标准规定了电气设备在不同海拔高度下的 绝缘强度要求,以及相应的测试方法和评估标准。通过遵守这些标准,可以确保电气设备在不同海拔高度下具有足够的绝缘性能,从而减少 电气事故的发生。 在实际应用中,根据不同的海拔高度,电气设备需要选择适当的绝 缘材料和绝缘结构。一般来说,对于低海拔地区,常规的绝缘材料和

结构就可以满足要求。而对于高海拔地区,需要选择具有更高绝缘强度的绝缘材料,并采取更严格的绝缘结构设计。此外,还需要进行相应的测试和评估,以确保电气设备在高海拔地区的安全运行。 总之,海拔高度对电气绝缘有一定的影响。在设计和使用电气设备时,需要考虑海拔高度的变化,选择适当的绝缘材料和绝缘结构,并遵守相应的电气绝缘标准,以确保电气设备在不同海拔高度下的安全运行。这对于保障电气设备的可靠性和安全性具有重要意义。

高海拔环境电气设备特点及设计要求

高海拔环境电气设备特点及设计要求 摘要:高海拔环境对于电气设备有着严格的标准与要求,其绝缘、温升等性 能相对也较为特殊。本文介绍了高海拔气候特点,分析其对电气设备性能带来的 不同影响。根据电气设备相关设计要求,提出针对性的优化措施,以供同行人员 参考。 关键词:高海拔环境;电气设备;设计要求 1高海拔气候特点 高原气候符合如下特点:(1)太阳辐射强,但是辐射差额偏小。高原地区 的海拔高,空气密度、气溶胶含量包括水汽含量相应在减少。因此,太阳直接辐 射大,紫外线强度十分突出。(2)温度日较差明显,相比同纬度平原甚至高出 1.2倍。(3)地形条件是影响降水量的重大因素。通常,迎湿润气流的高原属于 多雨带。然而,背湿润气流一侧以及高原内部,其降水相对偏少。(4)风力大,雷暴、冰雹等极端天气较长。 2高海拔环境对电气设备性能的影响 2.1介质冷却效应(温升) 空气压力、密度的下降均会影响空气介质冷却效应,使温升逐步增加。对于 利用自然对流、空气散热器或是辐射散热进行散热的各种电气设备,当散热能力 下降后,其温升反而会增加。 2.2绝缘介质强度和电气间隙 当海拔增高后,空气密度随之下降,此时电器外绝缘体自身的强度也会削弱,外绝缘表面和各个电位上的带电间隙易于被击穿,应考虑耐压问题。海拔5000m 范围内,每千米高度,气压平均下降7.7~10.5kpa,外绝缘体强度则下降8%~13%。

2.3电晕及放电电压 高海拔地区具有独特的气压特点,这些都会引起局部放电电压、电晕起始电 压逐步下降(每100m下降1%),同时电晕腐蚀现象也十分严重。 2.4动作性能 由于海拔上升,气温低,不利于散热,动作特性和环境有关的产品容易受影响,增加动作误差。同时,空气温度下降、温度大,太阳辐射强度以及紫外线增 加等因素,均会影响设备的结构材料、电气性能,缩短整个机械的寿命。 3高海拔地区电气设计要求 3.1低压电气设备设计要求 一是电器的温升增高。一般随海拔每升高100m,环境温度降低0.5℃,温升 增加约0.4K。对户外电器有明显的补偿作用,而户内及特定场所(如高温场所),则不能补偿海拔升高导致的温升增加值,最好是降低额定容量使用。二是绝缘强 度下降。通常,海拔每升高100m,其绝缘强度则会下降1%,温升则增加0.4K。 三是用热脱扣元件的断路器、热继电器,由于散热条件差,其脱扣特性存在较大 偏移,其脱扣动作时间也会缩短。此时,需要作出必要的调整。四是低压电器的 接通和分断短路电流能力受损,机械以及电气寿命逐步缩短。另外,开关电器延 长了原来的燃弧时间,增加了飞弧距离。 3.2对高压电气设备设计要求 一是温升问题。气密度降低会导致散热性能降低,使高压电器在运行过程 中温升增加,虽说空气温度随海拔高度的增加而逐渐降低,其值足以补偿海拔增 加对于高压电器温升带来的影响。所以,高海拔(≤4000m)地区均可使用,通常,户内高压电气维持最初的额定电流。当海拔>4000m,则有必要校正户外高 压电气设备额定电流。随着海拔的上升,同样也要酌情对室内外导体的载流量作 出修正。二是外绝缘问题。当1000米<海拔≤4000m,每升高100m,其外绝缘强 度则会下降约1%。因此,需选择必要的加强保护或是高原型电器等措施。一般来说,高压电器外绝缘空气间隙及绝缘耐受电压,也要作出校正。

高海拔地区电气设备选型

高海拔地区户内设备器件选型和结构设计要求 1 高海拔地区的特征 一般来说,对于低压配电系统海拔在2000m 以上,高压配电系统海拔在1000m以上的地区统称为高海拔地区。据测算,我国高海拔地区面积占全国总面积65%.高海拔地区具有的自然气候条件较恶劣,其特征为: (1) 空气密度及气压较低。 (2)空气温度较低,温度变化较大。 (3) 空气绝对湿度小。 (4)太阳辐射强度较高。 (5) 降水量较少. (6)大风日多。 (7) 土壤温度较低,且冻结期长。 2 高海拔地区户内中压开关柜的设计要求 2.1 气压及空气密度的降低,引起了外绝缘强度的降低 2。1.1 对绝缘介质强度的影响 空气的介质绝缘强度是随着气压的升高而增加,在空气稀薄或真空状态下又随着真空度的提高而增加.试验表明,海拔每升高1000 m,平均气压则降低7。7~10.5 kPa,外绝缘强度降低8%~13%. 2。1.2 对电气间隙击穿电压的影响 对于设计定型的产品,由于电气间隙已固定,随着空气压力的降低,击穿电压也下降。为了保证产品在高海拔地区使用时有足够的耐击穿能力,必须增大电气间隙和爬电距离。 在不同海拔海拔高度,不同电压等级以空气作为绝缘介质柜内各相导体间及对地净距如下表(单位: 当海拔在2000 要求。通常断路器和隔离开关的相间距决定了柜中铜排的相间距,所以断路器和隔离开关的相间距应该根据海拔高度选用。 12kV的断路器和隔离开关相间距有210,230,250,275mm四种,通常采用的铜排宽度有50,60,80,100mm三种,在不同的断路器、隔离开关相间距和铜排宽度下,铜排相间距如下: 210mm,铜排宽度不大于80mm时,电气间隙能够满足要求;铜排宽度为100mm时,海拔超过1000m就应该选用230mm相间距的断路器和隔离开关。对于12kV,不同海拔高度和铜排宽度,断路器和隔离开关相间距选择如下表:

高海拔对电气设备的特殊要求

高海拔对电气设备的特殊要求 电气设备在高海拔地区主要受到来自温升和绝缘两个方面的影响。文章主要针对高海拔地区对电气设备影响的探讨,从而提出相关在高海拔地区电气设计时的注意事项及建议。 标签:高海拔;电气设备;特殊要求 近年来我国国民经济正处于高速发展的阶段中,同时我国中西部地区的经济也获得了一定的发展,尤其是多项基本建设项目正在慢慢走进中西部地区。但是,我国中西部地区所处的地区属于高海拔地区,在海拔2千米以上的地区上使用电气设备,需要予以高度的重视,因为高海拔地区由于气象的特殊性,对电气设备的使用产生特殊的影响,必须要求高海拔使用电气设备满足一定的要求。在本文中主要针对高海拔电气设备使用的特殊要求进行综述。 1 高海拔地区的气象特征 高海拔地区所指的是海拔高度超过1000米的地区,其气象特征表现为:海拔高度和气压水平成反比关系,也就是海拔高度越高,气压水平月底,空气密度越小越稀薄,湿度越低,越干燥,同时空气越稀薄,太阳日照辐射的穿透力越强,白天地面吸收热量越多,温度越高,晚上地面失去热量速度越快越多,温度越低,导致昼夜温差明显。三者之间的关系如表1所示: 根据表2,随着海拔高度的上升,空气温度随之下降,海拔高度升高1千米,最高温度和平均温度降低5摄氏度。降温有利于电气设备的散热。 2 高海拔气象对电气设备的影响 2.1 高海拔气象对低压电器的影响 在高海拔地区使用低压电器,因为海拔高度升高,电器内部的元器件会不断升温。海拔高度上升每100米,升温幅度约为0.1-0.5℃;同时,海拔高度的增加还还会导致气温的降低,海拔高度上升每100米,气温下降幅度约为0.5℃。如果在室内使用低压电器,由于室内温度变化比较小,元器件升温的温度和气温降温的温度之间补偿作用并不明显,所以在高海拔地区使用低压电器在室内使用能够符合所规定的安全标准。但是,当在市外使用低压电器的时候,室外环境气温变化比较大,此时元器件升温的温度和气温降温的温度之间补偿作用极为明显,所以在室外使用低压电器必须考虑到温度的补偿作用所带来的影响。同时,当海拔高度增加,气温下降,电气设备材料容易发生硬化,油类粘稠度增加,甚至凝固,会对设备的正常运行产生严重的影响。并且昼夜温差较大对零部件的外形产生一定的影响,容易导致外形出现裂缝。因此,在高海拔使用电气设备应当选择和当地气象相适应的高原型电气设备,并且在使用电器设备的时候应当尽量在恒温场所内或者室内。

关于高原型配电柜的规范要求及说明

关于高原型配电柜的规范要求及说明 一、3〜110kV高压配电装置设计规范GB 50060-92 第三章环境条件 第3.0.7条海拔超过1000m的地区,配电装置应选择适用于该海拔高度的电器和电瓷产品,其外部绝缘的冲击和工频试验电压应符合现行国家标准的有关规定。 (条文说明:第3.0.7条对安装在海拔高度超过1000m地区的电器外绝缘一般应予加强。当海拔高度在4000m以下时,其试验电压应乘以系数K。系数K的计算公式如下: K=1/(1.1-H/10000) (3.0.7) 式中H---安装地点的海拔高度(m)。 海拔高度超过1000m地区,可选用高原型产品或选用外绝缘提高一级的产品。在海拔3000m以下地区,110kV及以下配电装置也可选用磁吹避雷器来保护一般电器的外绝缘。 由于现有110kV及以下大多数电器的外绝缘有一定的裕 度,故可使用在海拔2000m以下地区。) 二、10kV 及以下变电所设计规范GB 50053-94

第三章电气部分 第一节一般规定 第3.1.3条海拔超过1000m的地区,配电装置应选择适用于该海拔高度的电器和电瓷产品,其外部绝缘的冲击和工频试验电压,应符合现行国家标准《高压电气设备绝缘试验电压和试验方法》的有关规定。高压电器用于海拔超过1000m的地区时,导体载流量可不计其影响。 (条文说明:第3.1.3条当海拔超过1000m时,选用的高原电器、电瓷产品的外部绝缘,应符合《高压电气设备绝缘试验电压和试验方法》 GB311.1的规定。安装在海拔高度超过1000m,但不超过4000m 处的设备,其外部绝缘的冲击和工频试验电压,应按本标准的规定乘 以海拔校正系数Ka,其计算公式如下: K=1/(1.1-H/10000) 式中H――安装地点的海拔高度(m)。 当海拔超过1000m时,导体温升每超过100m增加 0.4C。同时,自海拔1000m开始随海拔高度的增加相应温度递减率为 0.5C/100m。因此,可以认为由于气温降低值足以补偿导体因海拔增高、空气稀薄而造成温升高的影响,故在高压电器使用于高海拔地区的技术要求中阐明,在实际使用中,其额定电流值可以保持不变。)

高原电气

高原电气 阿尔斯通赢得来自于中国最大盐湖化工公司青海盐湖工业股份有限公司的订单,向位于中国西北地区的青海盐湖金属镁一体化电石项目、聚氯乙烯一体化电石项目,供应16台容量为65兆伏安单相电炉变压器。 增大电气间隙,修正系数 确定使用电气的最小爬电距离; 温升限制 耐受电压值,按安装海拔高度修正 开关器件和元器件的选用:降低额定工作电流和遮断容量 防护; 密封 材料 低温 高原铭牌 对短路强度值进行修正; 1. 根据国家标准,高压成套产品适用的正常海拔环境为1000m及以下,低压成套产品的适用的正常海拔环境为2000m及以下。 2. 电气工业中“三防“设计是指防潮湿、防盐雾、防霉菌设计。 3.空气压力或空气密度降低的影响: ①引起外绝缘强度的降低。 ②电气间隙击穿电压也下降.为了保证产品在高原环境使用时有足够 的耐击穿能力,必须增大电气间隙. ③电晕起始电压降低,电晕腐蚀严重; ④使空气介质灭弧的开关电器灭弧性能降低; ⑤引起空气介质冷却效应的降低, 温升增加; ⑥对产品机械结构和密封的影响

由于内外压力差的增大,气体或液体易从密封容器中泄漏或泄露率增大,有密封要求的电工产品,间接影响到电气性能; 4.高原空气温度的日温差大。较大的温度变化使产品外壳容易变形、龟裂,密封结构容易破裂。 5.高污秽环境对电气设备的影响 ①整个电气回路(一次、二次)和铜排连接的腐蚀影响; ②结构零件在高污秽环境下的腐蚀影响; ③ ④ 6.(一)开关器件和控制器件的选型 高原型高、低压成套开关设备开关器件的选型很重要,尤其高压器件,现在常用采取的方法是选择为高海拔地区专门研制的专用电气设备,如采用高原型变压器,高原型真空断路器等,对于柜内导体间、导体对地间的空气间隙按高海拔地区绝缘距离要求处理,防止绝缘击穿,或采用更高电压等级的电气设备,如电压、电流互感器及绝缘子套管等,其电气间隙和爬距等来满足上述海拔高度升高而需修正的系数。而对于控制器件,一般为电子器件,弱电控制,可靠性较高,受海拔高度的影响较小,容易解决高海拔的影响问题。 低压成套开关设备的主开关选型要注意其绝缘电压适当大些,正常的电网额定电压为400v,在4000m海拔,可以选用绝缘电压为1000v 的框架开关和塑壳开关,保证外绝缘强度裕度大些,从而减轻高海拔低气压的影响,需要注意的是,低压元件电流互感器等要选用特殊处理过加大爬距和电气间隙的产品,来保证二次侧的工频耐压等指标能通过,其他二次侧弱电的器件基本上可以按普通型的器件进行选择。 1、外绝缘强度裕度要足够大,必须满足高海拔空气密度下降造成的外绝缘强度下降而进行修正的要求,从而产品的耐冲击电压和工频耐受电压达到高海拔使用的要求; 2、对于成套器件内部机械传动件,如操作手车、脱扣器等要考虑高原温度变化大而造成材料变形对公差的影响,这些在设计对应器件时要加以考虑;

海拔高度对电器设备的影响

. 海拔高度对电气设备的影响 随着海拔高度的增加,大气的压力下降,空气密度和湿度相应地减少,其特征为: a 、空气压力或空气密度较低; b 、空气温度较低,温度变化较大; c、空气绝对湿度较小; d 、大阳辐射照度较高; e 、降水量较少; f 、年大风日多; g 、土壤温度较低,且冻结期长。这些特征对电工产品性能有下面四大影响规律,列出如下: 1 、空气压力或空气密度降低的影响。 1 )对绝缘介质强度的影响 空气压力或空气密度的降低,引起外绝缘强度的降低。在海拔至5000m范围内,每升高 1000m,即平均气压每降低7.7~10.5kPa,外绝缘强度降低8%~13%. 2) 对电气间隙击穿电压的影响 对于设计定型的产品, 由于其电气间隙已经固定, 随空气压力的降低, 其击穿电压也下降.为了保证产品在高原环境使用时有足够的耐击穿能力, 必须增大电气间隙.高原用电工产品 的电气间隙可按下表进行修正. 3)对电晕及放电电压的影响 a 、高海拔低气压使高压电机的局部放电起始电压降低,电晕起始电压降低,电晕腐蚀严重; b、高海拔低气压使电力电容器内部气压下降,导致局部放电起始电压降低; c、高海拔低气压使避雷器内腔电压降低,导致工频放电电压降低。 4 )对开关电器灭弧性能的影响 空气压力或空气密度的降低使空气介质灭弧的开关电器灭弧性能降低,通断能力下降和电寿命缩短。 a )、直流电弧的燃弧时间随海拔升高或气压降低而延长; b )、直流与交流电弧的飞弧距离随海拔升高或气压降低而增加。 5 )对介质冷却效应,即产品温升的影响 空气压力或空气密度的降低引起空气介质冷却效应的降低。对于以自然对流、强迫通风或空气散热器为主要散热方式的电工产品,由于散热能力的下降,温升增加。在海拔至5000m 范围内,每升高 1000m ,即平均气压每降低7.7~10.5kPa,温升增加 3%~10%. a 、静止电器的温升随海拔升高的增高率,每100m 一般在 0.4K 以内 , 但对高发热电器 , 如电炉、电阻器、电焊机等电器,温升随海拔升高的增高率,每100m达到 2K 以上。 b 、电力变压器温升随海拔的增高与冷却方式有关,其增加率每100m为:油浸自冷,额定温升的 0.4% ;干式自冷 , 额定温升的 0.5%;油浸强迫风冷,额定温升的0.6% ;干式强迫风冷 ,额定温升的 1.0% ; c、电机的温升随海拔升高的增高率每100m为额定温升的 1% 。 6 )对产品机械结构和密封的影响 a、引起低密度、低浓度、多孔性材料(例如:电工绝缘材料、隔热材料等)的物理和化学 性质的变化; b、润滑剂的蒸发及塑料制品中增塑剂的挥发加速; c、由于内外压力差的增大,气体或液体易从密封容器中泄漏或泄露率增大,有密封要求的 电工产品,间接影响到电气性能; d、引起受压容器所承受压力的变化,导致受压容器容易破裂。 2、空气温度降低及温度变化(包括日温差)增大的影响 1)高原环境空气温度对产品温升的补偿 平均空气温度和最高空气温度均随海拔升高而降低,电工绝缘材料的热老化寿命决定于 '.

海拔高度对电器绝缘的影响

海拔高度对电器绝缘的影响 一般海拔超过200米对电器有奖励的影响,主要为: 第一、海拔升高,空气密度下降,散热条件变坏,所以产品要降容使用,操作系统要强化。 第二、空气密度降低,耐压强度下降,在爬电距离和电器间隙不变的情况下,产品的额定 电压和绝缘电压要降低。 第三、空气密度降低产品承受过电压的能力降低,灭弧能力下降,产品的分断能力要降低。 随着海拔高度的增加,大气的压力下降,空气密度和湿度相应地减少,其特征为:a、空气压力或空气密度较低;b、空气温度较低,温度变化较大;c、空气绝对湿度较小;d、大阳辐射照度较高;e、降水量较少;f、年大风日多;g、土壤温度较低,且冻结期长。这些特征对电工产品性能有下面四大影响规律,列出如下: 1、空气压力或空气密度降低的影响 1)对绝缘介质强度的影响 空气压力或空气密度的降低,引起外绝缘强度的降低。在海拔 至5000m范围内,每升高1000m即平均气压每降低7.7~10.5kPa, 外绝缘强度降低8%~13%. 2)对电气间隙击穿电压的影响对于设计定型的产品,由于其电 气间隙已经固定,随空气压力的降低,其击穿电压也下降.为了保证产品在高原环境使用时有足够的耐击穿能力,必须增大电气间隙.高原用电工产品的电气间隙可按下表进行修正. 便用地点的海抵咼度仆0IoOo200030004000相应犬气气压/段玄IOl 390. 079.510. 161,7电气间隙且零海拔为基准I OO 1. 13 1.27 1 45 1.&4 UklOOO mm海拔为基推0 B9 1 00 1 13 1 2S 1.46修正系数∣⅛2000m海抜为基准0.760 SS IoO L 1312^

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