淺談高低壓成套開關(guān)設(shè)備在高海拔環(huán)境的應(yīng)用

王迪敏

（浙江開關(guān)廠有限公司，浙江 衢州324000）

0 引言

我國有很多高海拔地區(qū)，其海拔往往在1 000 m以上，四川、云南、西藏等地區(qū)的海拔甚至在2 000 m以上。如果電網(wǎng)要覆蓋這些地區(qū)，就要求高低壓成套開關(guān)設(shè)備能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的要求。結(jié)合這些地區(qū)的氣候特點(diǎn)，高低壓開關(guān)設(shè)備要具有很高的強(qiáng)度。在考慮環(huán)境適應(yīng)性時(shí)，需將海拔因素考慮進(jìn)去。目前國家出臺了一系列的相關(guān)要求、標(biāo)準(zhǔn)，正適用于高原地區(qū)電氣設(shè)備的應(yīng)用。

1 高原氣候條件對高低壓電氣設(shè)備的影響

高原地區(qū)的氣候特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：空氣壓力和密度很小，溫度很低，早晚溫度變化很大，絕對濕度相對較??；太陽輻射很強(qiáng)，降水量很??；很多地區(qū)土壤溫度很低，土壤本身凍結(jié)時(shí)間很長。這些特征對電工產(chǎn)品的性能有以下影響：

1.1 對絕緣強(qiáng)度的影響

良好的絕緣是高低壓電氣設(shè)備安全運(yùn)行的重要保障，而空氣壓力的增大和密度的減小會造成高低壓開關(guān)設(shè)備的絕緣強(qiáng)度降低。在海拔5 000 m時(shí)，每升高1 000 m壓力就降低7.7～10.5 kPa，而絕緣強(qiáng)度則降低8%～13%。當(dāng)空氣密度變小時(shí)，元件的散熱性能會變差，運(yùn)行溫度會升高，其額定電壓卻保持不變，就會使電氣設(shè)備的開關(guān)元件性能逐漸降低，很容易發(fā)生破壞性的放電事故。

1.2 對擊穿電壓的影響

對于設(shè)計(jì)定型的產(chǎn)品，由于其電氣間隙已經(jīng)固定，故隨著空氣壓力的降低，其擊穿電壓也會下降。為了保證產(chǎn)品在高原環(huán)境中具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，需按照表1的內(nèi)容對高低壓成套開關(guān)設(shè)備的電氣間隙進(jìn)行修正（海拔每上升1 000 m增加10%）。

表1 高低壓成套開關(guān)設(shè)備修正參考表

1.3 對開關(guān)電器滅弧性能的影響

直流電弧的燃弧時(shí)間會隨海拔升高或氣壓降低而延長，同時(shí)直流與交流電弧的飛弧距離會隨海拔升高或氣壓降低而增加。

1.4 對介質(zhì)冷卻效應(yīng)及溫升的影響

空氣壓力或密度的降低會引起影響空氣介質(zhì)的冷卻效應(yīng)。因此，隨著海拔的增高，必須為高低壓電氣設(shè)備選擇合適的冷卻方式。

1.5 絕對濕度對外絕緣強(qiáng)度的影響

平均絕對濕度隨海拔升高而降低。絕對濕度降低時(shí)，電工產(chǎn)品的外絕緣強(qiáng)度也會降低，因此要修正工頻放電電壓與沖擊閃絡(luò)電壓。

2 高原環(huán)境下成套開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用分析

考慮到海拔因素，不同型號的設(shè)備元件對整套設(shè)備的性能都會產(chǎn)生不同程度的影響。因此，要注意以下幾個應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)：（1）開關(guān)和控制器件的選型要按照一定的要求進(jìn)行。（2）在不同的海拔條件下，設(shè)備需采用不同的結(jié)構(gòu)。

高壓成套開關(guān)設(shè)備開關(guān)和控制器件的選型要滿足高原條件的要求，以便能夠應(yīng)用于高原型變壓器、高原型真空斷路器等。關(guān)于柜內(nèi)導(dǎo)體間、導(dǎo)體對地間的空氣間隙，需要按照高海拔的特點(diǎn)進(jìn)行處理。電壓、電流互感器和絕緣子套管等要滿足相關(guān)的修正系數(shù)。對控制元件和控制設(shè)備也應(yīng)嚴(yán)格要求，以便提高設(shè)備的可靠性。

低壓成套開關(guān)設(shè)備的選型一般要求電壓大一些，正常電網(wǎng)額定電壓需400 V才能應(yīng)用在海拔4 000 m的地區(qū)。需要注意低壓元件等的選擇，要選用經(jīng)過特殊處理加大爬距和電氣間隙的產(chǎn)品，以保證滿足二次側(cè)的工頻耐壓等指標(biāo)，其他二次側(cè)的弱電器件基本上可以按普通型的器件進(jìn)行選擇。

另外，高低壓成套開關(guān)設(shè)備的外絕緣強(qiáng)度要足夠大?？諝鈮毫Φ慕档蜁绊懣諝饨橘|(zhì)的冷卻效應(yīng)，造成設(shè)備溫度升高，因此在高海拔地區(qū)，對于高低壓成套開關(guān)設(shè)備應(yīng)考慮降容使用，降容系數(shù)則需根據(jù)不同的海拔高度來確定，具體要參看生產(chǎn)廠家的技術(shù)說明。

3 高低壓成套開關(guān)設(shè)備在高海拔地區(qū)應(yīng)用的防護(hù)措施

3.1 導(dǎo)體表面的防護(hù)

導(dǎo)體表面的防護(hù)很重要，高低壓成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)部一般都是銅材，裸銅的腐蝕大多為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕，這種材質(zhì)受到空氣環(huán)境的影響會被氧化、腐蝕。所以，在導(dǎo)體的表面需要加一層防護(hù)膜，使其與空氣隔絕，同時(shí)減少與酸性物質(zhì)的接觸。

3.2 電線電纜的防護(hù)

應(yīng)采用全面鍍鋅的銅電纜，不要使用裸銅電纜，因?yàn)槟菢訒绊戨娎|作用的正常發(fā)揮。需要注意的是，電纜本身具備的PVC材料要和裝配電源連接在一起，應(yīng)使用橡膠套管遮蓋電纜的非絕緣部件和壓接區(qū)域。另外，對接地銅帶要進(jìn)行鍍錫處理，以保證系統(tǒng)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

總之，高低壓成套開關(guān)設(shè)備在高海拔環(huán)境中的應(yīng)用，需要十分重視環(huán)境的影響，從而有效地提升整體設(shè)備的運(yùn)行效率。

［1］張吉利.淺談高低壓成套開關(guān)設(shè)備在高海拔環(huán)境的應(yīng)用［J］.城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（22）

［2］張衛(wèi)東.低壓成套開關(guān)設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.低壓電器，2002（1）

［3］蔡昕.高海拔低氣壓條件對細(xì)水霧滅火性能影響的實(shí)驗(yàn)研究［D］.合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2009