淺析高海拔地區(qū)如何選用低壓電器

高繼輝

摘 要 我國擁有海拔2000m及以上的廣大地區(qū)，低壓電器如何在高海拔地區(qū)使用是迫切需要解決的問題。本文針對高海拔地區(qū)空氣密度低、氣壓低、氣溫低的自然條件，提出了低壓電器在高海拔地區(qū)使用時(shí)的選擇建議。

關(guān)鍵詞 高海拔地區(qū) 低壓電器 工作電流 分?jǐn)嗄芰?保護(hù)特性

中圖分類號：TM502.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0前言

我國幅員遼闊，地勢西高東低，海拔2000m及以上地區(qū)大約占國土面積35%，該地區(qū)資源豐富，需要大規(guī)模開發(fā)并可持續(xù)性發(fā)展，其中就需要大量的低壓電器。海拔高了，空氣密度降低，在海拔5000m的范圍內(nèi)，海拔每升高100m，氣壓降低約8mmHg左右，在海拔1000m以上，每升高100m，氣溫平均下降0.6℃，由此可見，低壓電器設(shè)備的使用條件變惡劣了。

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，低壓電器使用的海拔高度為2000m及以下。對于海拔高于2000m地區(qū)低壓電器的使用，一般采取以下兩種辦法來處理。

其一是專門開發(fā)用于高海拔地區(qū)的產(chǎn)品。但投入多，研發(fā)時(shí)間較長、產(chǎn)出少。

其二是現(xiàn)有的通用低壓電器采取某些選擇性措施后，仍可用于高海拔地區(qū)，此方法對于目前情況來看比較實(shí)用。

1低壓電器在高海拔條件下的使用限制

如果海拔高度超過2000m，低壓電器的使用會受到某些限制。

較低的空氣密度會降低產(chǎn)品的散熱能力，因而產(chǎn)品需降容使用。雖然由于環(huán)境溫度的降低，對改善散熱有所幫助，但高海拔地區(qū)的氣候和環(huán)境條件較差，產(chǎn)品只能在戶內(nèi)使用。因此，氣溫的降低，只少許改善了散熱條件，產(chǎn)品還需降容使用。

空氣密度的降低，擊穿強(qiáng)度與耐壓強(qiáng)度也隨之減小，在電氣間隙和爬電距離不改變的條件下，產(chǎn)品的額定絕緣電壓和最大額定工作電壓都要降低。

由于空氣密度的降低，散熱條件惡化，控制電器的操作系統(tǒng)需要強(qiáng)化。

同樣，空氣密度的降低，產(chǎn)品承受過電壓的水平降低，滅弧能力降低，因此產(chǎn)品的通斷能力水平也要降低。

2低壓電器在高海拔地區(qū)的選用建議

2.1關(guān)于工作電流的降容系數(shù)Ki

根據(jù)我國高海拔地區(qū)的環(huán)境及氣象資料，低壓開關(guān)電器在高海拔地區(qū)應(yīng)用時(shí)，工作電流的降容系數(shù)建議按以下公式計(jì)算

Ki=H-0.025△H

式中： H ——海拔高度

△H ——與2000m相差的海拔高度差

2.2關(guān)于最大額定工作電壓的選用系數(shù)Ku

對于國產(chǎn)低壓電器開關(guān)，建議按以下公式計(jì)算

Ku=1/1+0.2△H

2.3分?jǐn)嗄芰等葸x擇

由于海拔增高，空氣密度的降低，大氣壓力也隨之降低，觸頭材料的熔點(diǎn)與沸點(diǎn)也隨之降低，在電弧電流高溫的作用下，觸頭材料的升華比低海拔時(shí)快，觸頭材料損失嚴(yán)重，因此在高海拔地區(qū)，電器的分?jǐn)嗄芰档汀ｋ娖鞑煌?，分?jǐn)嗄芰档偷倪x擇也不同。

對于接觸器，其分?jǐn)嗄芰τ墒褂妙悇e和額定工作電流的倍數(shù)來決定，因此在高海拔地區(qū)，接觸器的工作電流降為KiIe，其分?jǐn)嗄芰Φ慕档鸵矐?yīng)為N KiIe（N為相應(yīng)使用類別所要求的倍數(shù)）。

（1）對于斷路器，情況就與接觸器不同，它的分?jǐn)嗄芰κ怯蓴嗦菲鞯臏缁〗Y(jié)構(gòu)形式來區(qū)別。

①普通型亦即零點(diǎn)熄弧式斷路器。這種斷路器觸頭分?jǐn)嗄芰碜詢煞矫妫河|頭彈簧反力和短路電流的峰值在觸頭回路中產(chǎn)生的電動斥力。這種斷路器的分?jǐn)嗄芰κ苡|頭分?jǐn)嗨俣鹊南拗?，因而分?jǐn)嗄芰Ρ容^低，分?jǐn)鄷r(shí)產(chǎn)生的過電壓也不高，一般能經(jīng)受住分?jǐn)嗪蠼殡姀?qiáng)度的驗(yàn)證。因?yàn)橛|頭壓力和回路電動力是由額定電流來決定，故這種斷路器的短路分?jǐn)嗄芰﹄S海拔的升高按電流衰減系數(shù)Ki減小。

②限流型?？衫斫鉃榘盐词苡绊懙臎_擊短路電流限制到較小的允通電流。限流的方法很多，由于采取限流措施，故觸頭實(shí)際分?jǐn)嗟碾娏鬟h(yuǎn)低于預(yù)期電流，所以限流型斷路器的分?jǐn)嗄芰紤]的主因不是電流本身，而是為了防止弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)不夠，電弧電壓上升太慢，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓對弧隙的重?fù)舸Ｒ虼?，限流型斷路器的分?jǐn)嗄芰﹄S海拔的增高按工作電壓的衰減系數(shù)Ku而減小。

2.4關(guān)于保護(hù)特性

隨著海拔的增高，電器中采用熱雙金屬系統(tǒng)構(gòu)成過載保護(hù)特性，采用電磁機(jī)構(gòu)組成的瞬時(shí)保護(hù)特性，如熱磁式斷路器、熱過載繼電器、熔斷器等的保護(hù)特性都會受到影響。

2.4.1反時(shí)限過載保護(hù)特性

如果在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（即海拔、環(huán)境等參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下）過載保護(hù)特性的參數(shù)為Ie2T1，在高海拔情況下的過載保護(hù)特性參數(shù)為（KiIe）2 T2，顯然，

Ie2T1=（KiIe）2 T2

即在高海拔的條件下，反時(shí)限過載保護(hù)的動作時(shí)間為T2=Ki2T1，T2> T1，動作時(shí)間T2要延后，因此，要達(dá)到保護(hù)目的，電器的過載保護(hù)必須調(diào)整，一般這種調(diào)整不需要更換過流保護(hù)的零件，只需要重新調(diào)整?；蛘唠娖髦圃鞆S在出廠整定時(shí)，按t= Ki2 T1的要求縮短延時(shí)整定的時(shí)間，以保證產(chǎn)品在高海拔地區(qū)使用時(shí)延時(shí)脫扣不會超過標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.2瞬動保護(hù)特性

瞬動保護(hù)采用電磁脫扣的斷路器，其保護(hù)設(shè)定值為（8～12）Ie（配電型）或（10～14）Ie（電動機(jī)保護(hù)型）。在高海拔條件下，觸頭回路流進(jìn)的電流為KiIe，瞬動保護(hù)的整定值相應(yīng)為（8～12）KiIe或（10～14）KiIe，因?yàn)镵i<1，故原在低海拔條件下整定合格的產(chǎn)品在高海拔條件下不一定符合標(biāo)準(zhǔn)要求，為此要保證產(chǎn)品在高海拔條件下達(dá)到正常保護(hù)，必須縮小產(chǎn)品在低海拔時(shí)保護(hù)整定的公差帶，如在海拔高度為5000m時(shí)，保護(hù)整定值為（9.5～11.5）Ie。

2.5關(guān)于電磁操作機(jī)構(gòu)

接觸器的電磁操作線圈，斷路器的欠電壓脫扣線圈，他們都是電壓線圈，由于吸反特性并不因?yàn)楹０蔚淖兓兓?，所以電壓線圈不能降低電壓工作，否則就會出現(xiàn)關(guān)合故障。由于空氣密度的降低，為了保證線圈的散熱和絕緣強(qiáng)度，線圈必須加強(qiáng)處理，例如真空壓力浸漆。

3結(jié)束語

低壓電器用于高海拔地區(qū)勢在必行，需要做一些必要的驗(yàn)證和實(shí)踐，為低壓電器在高海拔地區(qū)的應(yīng)用提供有益的經(jīng)驗(yàn)和保證。

參考文獻(xiàn)

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