高原電氣設備選型手冊

　　電氣被高原反應的主要原因是因為空氣密度的減少而引起電氣設備熱量散發使設備“體溫”升高而導致絕緣損壞，所以在海拔高度較大的地區使用的電氣設備，一般都要降容使用，簡單說就是用較大容量的電器充當小容量的電器設備使用，下面是學習啦小編精心為你們整理的高原電氣設備選型手冊的相關內容，希望你們會喜歡!

　　高原電氣設備選型手冊

　　電氣設備在選型中， 因海拔高而考慮降容， 要選擇比低海拔容量更大的設備， 比如空氣開關， 低海拔能通過50A 電流，在2000米以上要除以80%，每上升100米減低1%，不理解是為什 么!

　　我想可能是這樣，海拔高，通常是一種溫度比較低，而通常的絕緣材料在低溫下會發生一系 列的物性變化。另外溫度的變化也會引起濕度的變化，還有空氣的稀薄，也會降低絕緣。因 此要考慮。

　　答案補充 海拔高100米，溫度降低0.6度。溫度的降低直接導致了絕緣材料的絕緣性能下降，如脆化， 強度貶低等。另外，海拔高的地方溫差教大，容易產生凝結霧氣，降低絕緣。還有溫度下降， 海拔高導致空氣稀薄，相當于絕緣空氣層薄了，同時濕度會相應變大。因為這些原因，防止 過流擊穿，要降低容量。海拔高度超過1000m 的地區稱為高原地區。高原地區氣候的主要特 征是:氣壓、溫度、濕度隨海拔的增高而減小,太陽幅射隨海拔增高而增高。于是給電器元件 的運行帶來了許多不利的影響。而我國的一般電器元件則是按海拔≤1000m 的環境條件設計 的。因此研究高原環境對采金船電氣產品及設備的影響及其所采取的措施,對今后指導采金船電氣設計和低壓電器元件的選型是有著一定的意義。

　　不同海拔高度的大氣壓、空氣密度和濕度

　　海拔高度(m) 0 1000 1500 2000 2500 3000 3500 相對大氣壓 1 0.888 0.835 0.786 0.741 0.695 0.655 相對空氣密度 1 0.9085 0.865 0.824 0.784 0.745 0.708 絕對濕度(g/m3) 11 7.64 6.37 5.33 4.42 3.68 3.08

　　從上表可以看出，在3500m 處的大氣壓僅為海平面大氣壓的65.5%。 日溫差大、風沙大，引起熱脹冷縮變化劇烈，使設備密封不易保持，密封材料老化快，產生 滲漏。

　　由于低溫、晝夜溫差大，使儀表中的線性元件特性發生線性變化，測試儀表(包括壓力 表、液壓表、流量計等)普遍存在精度降低、重復性差，零點漂移嚴重。

　　橡膠密封件經低溫試驗表明，隨著溫度的下降，其硬度、扯斷強度及伸漲率三項機械性能均表現出不同程度的下降趨勢。

　　由于晝夜溫差大，溫度變化快，設備外絕緣表面容易產生凝露，在低氣壓、污穢等綜合作用下，絕緣強度急劇下降，極易產生運行電壓的絕緣閃絡事故。 太陽輻射的影響

　　高原地區日照強烈，紫外線強度大，會促使絕緣材料老化加快，特別是有機絕緣材料， 會加速油漆涂層的老化和龜裂。

　　低壓電器在高海拔地區的使用

　　根據 JB/Z0103-11標準及科研部門的調查研究，現有普通型低壓電器在高原地區的使用 如下：

　　1、溫度：現有一般低壓電器產品，使用于高原地區時，其動、靜觸頭和導電體以及線圈 等部分的溫度隨海拔高度的增加而遞增。其溫升遞增率為海拔每升高100M，溫升增加 0.1-0.5K，但大多數產品均小于0.4K。而高原地區氣溫隨海拔高度的增加而降低，其遞減率 為海拔每升高100M，氣溫降低足夠補償由海拔升高對電器溫升的影響。因此，低壓電器的額 定電流值可以保持不變，對于連續工作的大發熱量電器，可適當降低電源等級使用。

　　2、絕緣耐壓：普通型低壓電器在海拔2500時仍有60%的耐壓裕度，且通過對國產常用繼 電器與轉換開關等的試驗表明，在海拔4000m 及以下地區，均可在其額定電壓下正常運行。

　　3、動作特性：海拔升高時，雙金屬片的動作特性有少許變化，但在海拔4000m 下時，均 在其技術條件規定的特性曲線"帶"范圍內。在采用低壓斷路器時，應留有一定的短路與工作 余量。

　　附加說明： 1.經查相關資料：甘孜、阿壩、涼山等地區的平均海拔約3500m;成都地區的平均海拔約 為500m。

　　2.為確保斷路器可靠工作，額定工作電流建議按80～90%In 降容使用，選擇 M 型分斷能 力的斷路器。

　　海拔越高，空氣越稀薄，電器的散熱條件以及觸點的滅弧電壓就會改變;因

　　為海拔高度，空氣稀薄，即使電 器的散熱條件變差，又給電弧的熄滅帶來了困難。 據試驗，海拔每升高100m，溫升要增大0.1~0.5℃，而氣溫則降低0.5℃，所以海拔高度對溫升的影響很小， 可以不考慮。至于絕緣強度和分斷能力則不然，一般海拔每升高100m，電氣間隙和漏電距離的擊穿強度將 降0.5~1%。因此，將電器用于海拔高度超過2000m 的地區時，應增強電器的絕緣強度，并降低對分斷能力的要求。Quantum 最高能工作在5000米的地方.但要保證其正常工作,當海拔高于2000米,海拔 每增加1000米,系統能工作的最大環境溫度要減少6℃.在海拔為2000米時,系統允許的最大環 境溫度為60℃,如要工作在海拔為3000米的地方, 系統允許的最大環境溫度為60℃-6℃=54℃.

　　海拔高度對電機溫升，電機電暈(高壓電機)及直流電機的換向均有不利影響。應注意以下 三方面：

　　(1) 海拔高，電機溫升越大，輸出功率越小。但當氣溫隨海拔的升高而降低足以補償海 拔對溫升的影響時，電機的額定輸出功率可以不變;

　　(2) 高壓電機在高原使用時要采取防電暈措施;

　　(3) 海拔高度對直流電機換向不利，要注意碳刷材料的選用。

　　但實際應當多留些余量，因為海拔高處的環境溫度也不總是那么低。首先在高海時如何修正 溫升限值, GB755中給了一個修正表(表8), 見附件. 表中第3條指出不需要修正。 因為測試地點都在1000米以下，所以 GB755中又給出了在測試地點溫升限值的修正表10。 如果我們要求 F 級115K，海拔3000m，根據表10 公式計算得出在測試地點的溫升= 115X(1(3000-1000)/10000)= 92K 就是說我們在測試區里測試時，溫升限制只有92K。

　　『 KYN28A-12型開關柜用于高海拔地區絕緣設計與驗證『 更新時間：2008-2-27 』 字體：變 小 變大 』 作者：佚名 | 來源：工業電器網 』 我國雖然大部分人口都在沿海地區，但我 『 國卻是一個高原地區眾多的國家，國土面積在海拔1000m 及以上的面積卻占全國總面積的 65%，水電資源3/4在西南、西北高原地區，煤炭資源大部分在新疆、山西、內蒙、寧夏等 地區。隨著我國西部大開發戰略的實施。這些地區經濟發展明顯加快，開發西部水電資源、 建設大型坑口發電廠， 加上與東南亞及非洲高原地區的國際合作項目和貿

　　易往來不斷地增多， 這些地區所需要的適合高海拔地區使用的開關設備也相應的增多，我公 司結合一項出口工程的需要研制了適合海拔2500m 使用的 KYN28A-12/(G)型開關柜，今將 解決絕緣部分的主要項目總結歸納如下：

　　設備的絕緣水平，是開關設備絕緣設計的主要依據。中壓開關設備的絕緣水平通常是以 其額定短時(1min)工頻耐受電壓(PF-WV)和額定雷電沖擊耐受電壓(BIL)來表征的，對高海拔 地區使用的開關設備而言， 主要是考核外絕緣， 因此對這種開關設備的設計首先要確定 PFWV 和 BIL 在海拔1000m 以下的生產廠所在地的出廠耐壓值，隨著海拔的增高空氣絕緣強度相應 降低，因此開關設備內部帶電體之間和對地的空氣絕緣距離要加大，絕緣體表面沿面爬電距 離要相應加大。

　　1 外絕緣試驗電壓的確定

　　1.1根據 GB311.1—1997規定：“當高壓電器用于海拔1000m 以上，但不超過4000m 時，其外絕緣試驗電壓應為耐受電壓乘上系數 Ka，其公式為 Ka=1/(1.1-H×10-4)，式中 H 為使用地點的海拔(已知 H=2500m)，Ka—海拔校正因數。現將已知數據代人公式進行驗算：

　　已知開關設備按 DL/T404—1997規定額定電壓12kV 的規定耐壓值

　　u1：PFWV=42kv/ 1min，u1’：BIL=75kV;將已知數據帶人公式計算出開關設備在海拔2500m 運行條件下，在 地處海拔1000m 以下地區出廠試驗電壓值如下：

　　1.2根據 GB/T11022—1999規定高海拔修正系數 Ka，該標準規定對于安裝在海拔高于 1000m 處的設備，外絕緣在標準參考大氣條件下的絕緣水平應該將使用場所要求的絕緣耐受 電壓乘以系數 Ka 來校正，系數 Ka 按標準中圖1的曲線選取，或按公式

　　1.3接 GB311.1—1997規定的計算方法和 GB 胛11022—1999規定的計算方法相比.后者 計算結果高于前者，現對 PFWV 取51kV.對 BIL 取91kV 作為型式試驗依據。

　　2 空氣絕緣距離的確定與驗算

　　2.1 按照八十年代原兩部(原能源部和機電部)聯合攻關組通過試驗驗證所確定的空氣絕 緣距離，當額定電壓為12kV.海拔高度為2500m 時相對地和相間帶電體之間空氣絕緣距離為 144mm。

　　2.2 空氣絕緣距離的驗算 2.2.1 對工頻放電電壓的驗算

　　2.3 對絕緣件沿面爬電距離的確定和驗算：

　　2.3.1 爬電距離的確

　　按80年代原部攻關組試驗驗證的結果和經驗來看，對絕緣件(指以 DMC、SMC：及環氧 樹脂為原料制成的部件)只要選用加強絕緣型(亦稱全工況)產品基本上能滿足海拔2500m 及以 下地區要求。

　　2.3.2 爬電距離的驗算

　　已知加強絕緣型的有機絕緣材料制成絕緣件沿面爬電距離12kV 時為24cm，將已知數據 代人經驗公式驗算如下：

　　3 現有 KYN28A—12型標準型開關柜應用到海拔2500m 的地方運行，在開關柜外形尺 寸(W800×D1500×H2300mm)不變的條件下，對一次導電回路有關元器件和母線等采取相應技 術措施，基本辦法是對帶電體之間和帶電體對地之間的空氣絕緣距離不足144mm 地方采用復 合絕緣或改變導體幾何形狀等措施。

　　3.1 主母線、支母線采用加強絕緣型工藝措施(套絕緣護套或硫化，搭接頭加絕緣包盒)， 這樣柜與柜間的母線絕緣套管和觸頭盒的絕緣均得到加強獲得解決;另外支母線寬度選用圓角60寬及端頭倒圓角表面加工光滑無飛邊毛刺等措施，這樣可加大相間和相對地的絕緣距離 和避免尖端放電機會。

　　3.2 ZN63A—12/1250—31.5型真空斷路器為了保證足夠的空氣絕緣距離需在每相靠近絕 緣筒頂部的鋁支架周邊平面15mm 寬及側面10mm 位置硫化處理， 每相的絕緣拉桿選用大爬距 (≥240mm)的產品;以彌補絕緣距離不足之缺欠，真空滅弧室采用北京京東方真空電器有限責 任公司生產的適用高海拔地區使用的特制產品，因該滅弧室生產廠已有文章介紹故本文略。 大連第一互感器廠和大連北方互感器廠等

　　3.3 電流互感器(CT)選用 LZZBJ9—10GY 型， 多家生產廠均有適用高原地區的定型產品。

　　3.4 接地開關(ES)選用在 JNl5A—12/31.5—80型基礎上加以改進，使斷口由125mm 改 為≥144mm，其內配傳感器高度145mm，沿面爬電距離>240mm，均能滿足海 拔2500米的技術要求。

　　3.5 靜觸頭對活門原為125mm

　　注：硫化層的厚度包括3.2項，3.5項均按承受9kV 耐壓值計算并考慮一定裕度，經核算選 用≥0.8mm。 我公司 KYN28A—12型開關柜經過上述改進后，經過中國機械工業(沈陽)檢測中心順利 通過 PFWV=51kV.BIL=91kV 絕緣耐壓試驗。