高原环境条件及其对输配电设备的影响

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1、高原环境条件及其对输配电设备的影响中国云南省电力试验研究所文华蒋石林摘要：介绍我国高海拔环境条件，包括气压、气温、太阳辐射等有关环境参数值，以及高原环境条件对输配电设备的影响。主题词：高海拔；环境条件，输配电设备1、前言全世界海拔2000m以上的陆地面积达1980万km2，中国海拔1000m以上的土地面积约占全国陆地总面积的60%左右，2000m以上的面积约占33%，3000m以上的面积占16%，这些地区有着丰富的资源急待开发，如水电资源，约占全国水电资源的75%以上，在国家“西部大开发”战略的实施中，开发水电能源，实现“

2、西电东送”是一个重要内容。因此了解高海拔地区的环境条件及其对输配电设备的影响，有着重要的现实意义。过去，对高海拔环境条件及其对输配电的影响进行过一些研究并得到一定的成果，但总的来说研究还远远不够，难以满足输配电工程建设和运行的需要，有必要进一步全面研究，提高输配电设备和产品的质量，使其更适合高海拔环境条件下的安全运行需要。2、高原气候的特点及有关气候参数高原气候的特点是气压低、年平均气温低、日温差大、太阳辐射强度大等。2.1气压、空气密度和湿度气压、空气密度和湿度与海拔高度关系密切。在地球引力的作用下，空气依附在地球周围并

3、形成大气压。空气在地球引力的作用下，具有一定的重量，离地球表面越远（即海拔越高），气压越低，空气密度越小，湿度也越小。在1~5km范围内，气压的递减率一般为10kpa/km。在同一高度上的大气压又随地理纬度的增加而降低，随着海拔的增加，气压、空气密度和湿度都在下降。下表列出不同海拔高度的大气压。不同海拔高度的大气压、空气密度和湿度海拔高度(m)0100015002000250030003500相对大气压10.8880.8350.7860.7410.6950.655相对空气密度10.90850.8650.8240.7840.

4、7450.708绝对湿度(g/m3)117.646.375.334.423.683.08从上表可以看出，在3500m处的大气压仅为海平面大气压的65.5%。2.2气温气温是距地面1.5m高度处测得的空气温度。大气对流层的最大特点是气温随海拔的升高而降低。在自由大气中，平均海拔每增加100m，气温降低0.65°C，实际上对流层各高度的递减率是不同的。最高日平均气温是各年记录中每天平均气温的最高值，取多年平均值。4最高日平均气温大约每升高100m，气温下降0.5°C。1km~5km最高日平均气温分别为30°C、25°C、20°

5、C、15°C、10°C。随着海拔高度的增加，年平均温度随之下降，1km~5km年平均气温分别是20℃、15℃、10℃、5℃、0℃。最大气温日相差的大小与纬度、云量、海陆分布、地势、地表性质、海拔高度和季节等因素有关。据统计，1km~5km海拔地区年最大气温日变化的多年平均值一般都在20℃~30℃之间。2.3太阳直接辐射最大强度地球上气候不同的根本原因就是太阳辐射，太阳辐射的强度决定地理纬度。但随着海拔高度的增加，太阳光线通过大气的厚度、空气密度、水汽和悬浮物质都相应减少，太阳光透过度愈大，到达地面的辐射强度较强，由于夏季和

6、冬季气温相差较大，夏季气温较高，因此，太阳辐射的数据是统计夏季6~8三个月太阳直接辐射最大强度值。1km~5km太阳直接辐射最大强度分别为1011、1064、1118、1171、1225（W/m2）。从以上的数据可以看出，随着海拔的增加，太阳直接辐射强度增大。海拔高度增加1000m，太阳直接辐射强度约增加54W/m2。3、高原环境对输配电设备的影响3.1低气压的影响低气压对输配电设备的影响主要表现在对输配电设备的外绝缘性能下降和温升增加上。3.1.1对外绝缘的影响输配电首先要考虑绝缘问题，绝缘水平对运行的安全至关重要，也是

7、影响线路和设备造价的一个主要因数。随着海拔高度的增加，外绝缘放电电压会相应降低，这不仅影响输配电变电设备外绝缘的选择，而且影响线路绝缘子型式和片数的选择，影响线路杆塔塔头和变电构架的尺寸大小。高海拔的影响实际是大气参数，主要是空气密度和湿度的影响，外绝缘会随着空气密度的减小和湿度的降低而降低。电晕和无线电干扰是高海拔输配电的又一突出问题，特别是超高压输电。电气设备和线路导线的起晕电压会随海拔的升高而降低，还受湿度的影响，在一定湿度范围内，湿度越大，起晕电压越低。例如昆明地区，海拔近2000m，相对空气密度为0.8左右，如果

8、直接采用平原地区使用的导线、绝缘子和金具等产品，运行电压下电晕问题将十分突出，它会加大线损和无线电干扰，严重时还可能发生线路电晕舞动，对线路的安全经济运行造成威胁。参考文献[1]中规定有对高海拔外绝缘工频试验电压的校正方法，即当海拔在1000m以上时，高度每升高100m，外绝缘校正1%，经验表明，这样得