高原電源車電氣控制部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

張?jiān)?王行巍

摘要：本文在充分掌握高原環(huán)境特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，介紹了高原電源車電氣控制部分設(shè)計(jì)相關(guān)情況，此設(shè)計(jì)具備較全面和系統(tǒng)的電氣控制設(shè)施，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，實(shí)用方便，具有較強(qiáng)的高原供電能力，在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的推廣前景。

關(guān)鍵詞：高原電源車；電氣控制；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一、高原環(huán)境特點(diǎn)

按《電工產(chǎn)品不同海拔的氣候環(huán)境條件》規(guī)定，當(dāng)超過(guò)海拔2000m時(shí)，高原環(huán)境氣候主要表現(xiàn)出氣壓低、空氣密度低、氣溫低、氣溫日變化大、絕對(duì)濕度低、風(fēng)沙污染嚴(yán)重以及紫外線輻射強(qiáng)度大等特點(diǎn)，而且，隨著海拔的升高，這些氣候特點(diǎn)的表現(xiàn)越加明顯。居住在平原的人進(jìn)入高原后，在低壓、缺氧的條件下，人體要進(jìn)行一系列適應(yīng)性調(diào)節(jié)，以達(dá)到其適應(yīng)高原生活的目的。機(jī)體在調(diào)節(jié)適應(yīng)過(guò)程中，臨床上即可出現(xiàn)一些癥狀（也稱應(yīng)激反應(yīng)），這些反應(yīng)隨著每個(gè)人的年齡、性別、健康狀況、精神狀態(tài)等因素的不同，反應(yīng)程度也有顯著的差異。

二、高原電源車電氣控制部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）設(shè)計(jì)原則

通過(guò)充分的調(diào)研論證，結(jié)合我們掌握的有關(guān)成熟經(jīng)驗(yàn)和用戶需求，確定如下設(shè)計(jì)原則。

1.充分考慮到先進(jìn)性和技術(shù)指標(biāo)的要求，體現(xiàn)現(xiàn)代化科技的發(fā)展趨勢(shì)，以設(shè)計(jì)技術(shù)水平高、性能指標(biāo)先進(jìn)、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的產(chǎn)品為原則。

2.產(chǎn)品設(shè)計(jì)以通用性、多用性、可靠性、綜合性、經(jīng)濟(jì)性為基本要求，最大限度地滿足高原野外作業(yè)要求；必須滿足改裝規(guī)范和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)，盡可能采用定型的機(jī)具設(shè)備和儀器。柜體應(yīng)做到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化。綜合運(yùn)用可靠性技術(shù)、維修性技術(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、性能先進(jìn)可靠、使用維修方便。

（二）應(yīng)對(duì)溫升的措施

GB/T20626.1-2006標(biāo)準(zhǔn)提出，在高原環(huán)境條件下，溫升限值不應(yīng)超過(guò)常規(guī)型相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的值。對(duì)電器產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，可以不對(duì)溫升進(jìn)行海拔修正，但是應(yīng)該視產(chǎn)品的溫升裕度適當(dāng)減負(fù)荷應(yīng)用。

變流裝置在海拔高于1200m的地區(qū)使用時(shí)，每升高100m，電流容量約降0.4%，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮電流容量的補(bǔ)償。按此要求，應(yīng)選擇電流容量較大的整流管與晶閘管，或在常規(guī)型產(chǎn)品電流容量的基礎(chǔ)上加上海拔修正值，對(duì)常規(guī)型變流裝置的容量進(jìn)行海拔修正。

（三）電氣間隙和爬電距離修正

在海拔升高時(shí)，大氣的壓力、溫度、濕度都會(huì)影響空氣的密度、電子自由行程、碰撞電離及吸附效應(yīng)使同等的電壓等級(jí)其擊穿距離減小；爬電距離與壓差、環(huán)境的污穢程度、絕緣材料耐泄痕指數(shù)有關(guān)，爬電距離不能小于電氣間隙。

因此，要滿足高原的抗擊穿安全距離，必須對(duì)耐壓等級(jí)進(jìn)行降級(jí)或增大電氣間隙。一般情況下，電氣間隙不變情況下，其耐壓水平隨海拔高度每升100m，降低1%，因此，一般可以按海拔每升高100m，電氣間隙和爬電距離增大1%來(lái)修正。

（四）絕緣耐壓修正

高原環(huán)境下，電氣設(shè)備的工頻耐受電壓和沖擊耐受電壓值應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，需要對(duì)產(chǎn)品的耐壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正。一般，以考核內(nèi)絕緣質(zhì)量為主的例行試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓取海拔1km或2km時(shí)產(chǎn)品的耐壓值不做修正，按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20626.1-2006《特殊環(huán)境條件高原電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求》提供的修正系數(shù)。

（五）抗靜電設(shè)計(jì)

高原環(huán)境天氣干燥易產(chǎn)生靜電，必須采用抗靜電設(shè)計(jì)來(lái)改善靜電的影響以保護(hù)電子設(shè)備能正常使用，可使用抗靜電材料，或采用屏蔽，改善屏蔽層接地的效果?？刹扇∫韵麓胧?/p>

1.工藝控制法。對(duì)工藝流程中材料的選擇、設(shè)備安裝等過(guò)程應(yīng)采取預(yù)防措施，控制靜電的產(chǎn)生和電荷的聚集，從源頭上抑制靜電電位和放電能量，以降低危害，但是高原環(huán)境下，防靜電涂層易老化脫落，放靜電材料需要有專門的高原適應(yīng)性設(shè)計(jì)。

2.泄露法。通常利用物體電導(dǎo)，采用靜電接地的方法，使電荷向地面泄露，通過(guò)放電消除靜電的不良影響，同時(shí)這種方法還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠高效的優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地適應(yīng)電源車這種小型裝備的靜電消除。

3.復(fù)合中和法。利用靜電消除器產(chǎn)生的異性離子來(lái)中和帶電體的電荷，但這種消除方法具有成本高、可靠性低的缺點(diǎn)。

（六）元器件、結(jié)構(gòu)和材料選用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.密封處理。變流器機(jī)柜做密封處理、防凝露設(shè)計(jì)；采用較高的防護(hù)等級(jí)，如IP54等；變流器機(jī)柜門采用防雨槽結(jié)構(gòu)，避免臟污和液體沉積在密封件上，防止凝露滲入機(jī)柜；進(jìn)出線采用分級(jí)套管防護(hù)。

2.溫度適應(yīng)性材料選用。由于高原地區(qū)氣溫低、寒冷期偏長(zhǎng)，同時(shí)使用過(guò)程中線纜表面溫差大，普通材質(zhì)的電纜填充層及保護(hù)套容易老化斷裂，使用壽命短。在導(dǎo)線的選擇上，應(yīng)選用耐寒、軟質(zhì)（填充層、保護(hù)套等）電源線、控制線，解決易老化、斷裂等問(wèn)題；增大電源線、控制線截面積，解決因高原散熱效率低，電纜溫升過(guò)高的問(wèn)題。

3.器件選用。模擬電路在低溫下容易產(chǎn)生特性漂移，應(yīng)盡量采用數(shù)字電路。保護(hù)電器方面，熱保護(hù)電器產(chǎn)品由于散熱環(huán)境的變化會(huì)造成保護(hù)曲線的變化，應(yīng)該盡量選用電磁保護(hù)產(chǎn)品。保障裝備所使用的儀表應(yīng)選用精度高、耐低氣壓、密封性好的產(chǎn)品，且具有一定的高原防護(hù)功能。應(yīng)選用耐低溫的元器件，儀表要選用C組，即適應(yīng)低溫組別的儀表。

（七）電器分?jǐn)嘈阅?/p>

高原環(huán)境對(duì)電器的接觸和分?jǐn)嗄芰τ幸欢ǖ挠绊懀瑧?yīng)該盡量選用密封充惰性氣體或者真空電器等不受海拔高度影響的電器，但是由于電源車工作振動(dòng)較為頻繁、強(qiáng)烈，密封電器容易因外力而密封失效，在選用該種電器的時(shí)候應(yīng)該驗(yàn)證其抗振性能。無(wú)法采用密封或真空電器的設(shè)備，應(yīng)驗(yàn)證其滅弧性能是否符合技術(shù)要求。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)物質(zhì)生活和文化生活質(zhì)量不斷提高，供電可靠性已成為社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。針對(duì)高原環(huán)境影響，如何有效利用電源車已成為電力系統(tǒng)的重要組成部分。高原電源車性能方面還存在很多不足。隨著電源車市場(chǎng)需求的不斷增大，如何做好電源車電氣控制設(shè)計(jì)顯得尤為重要。積極掌握電源車電氣控制設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)高原裝備設(shè)計(jì)意義重大。

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