高海拔对中压开关柜影响的探讨

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1、经验交流机机电工程技术电工程技术2009年第38卷第05期高海拔对中压开关柜影响的探讨余炎雄（广东省江门市新会电气控制设备厂有限公司，广东江门529100）摘要：介绍了高海拔地区气象条件的主要特征，分析了高海拔对中压开关柜的影响，提出了高海拔地区使用中压开关柜的技术要求。关键词：高海拔地区；中压开关柜；气候条件；电气性能中图分类号：TM591文献标识码：A文章编号：1009－9492(2009)05－0108－041概况气稀薄或真空状态下又随着真空度的提高而提高，中间有海拔是指所在地（产品安装处）对海平面的高度，其一个绝缘强度的最低点（如图1约6Torr－cm，T

2、orr＝高低对产品运行性能有重要影响，国内外标准都规定产品133．3224Pa）。这种介质绝缘强度随着气压变化成凹形曲线使用基准海拔高度为1000m。据测算，我国1000m以上高的关系现象叫巴森定律，详见图1。也就是说在1Torr较低海拔地区面积占全国总面积65％，而1000m以下国土面积气压下击穿强度具有最低值约67V／cm。高海拔处于曲线仅占35％；另外，我国水电资源约3／4在西南、西北地右侧，随着气压降低（即海拔提高），击穿电压降低，近区，而煤炭资源大部分在新疆、陕西、山西、内蒙、宁夏指数曲线，也接近线性。等西北部地区，随着我国西部大开发战略的实施，这些地区

3、经济发展明显加快，开发西部水电资源、建设大型坑口发电厂，西电东送及北电南送等大电力工程，加上与东南亚及非洲高原地区的国际合作项目和贸易往来不断地增多，这些地区所需要的适合高海拔地区使用的开关设备也相应的增多，不可避免地会遇到高海拔问题。高海拔地区具有较恶劣的自然气候条件，其特征为：1）空气压力及空气密度较低；2）空气温度较低，温度变化较大；3）空气绝对湿度小；4）太阳辐射照度较高；图1击穿电压和气体压力距离关系5）降水量较少；6）年大风日较多；在高压开关中，为了提高绝缘和灭弧性能，以往压缩7）土壤温度较低，且冻结期长。空气断路器空气压力提高到2．0～2．5MPa（

4、表压），就是利用2高海拔对户内中压开关柜影响的分析曲线右侧。而真空断路器利用曲线左上侧，在10－7～10－10τ2．1空气压力及空气密度的降低，引起了外绝缘强真空度下，每厘米击穿强度可以提高到交流50kV以上。度的降低而高海拔环境处于曲线右侧下部，绝缘击穿强度较低范1）对绝缘介质强度的影响围。试验表明，海拔每升高1000m，即平均气压每降低空气的介质绝缘强度是随着气压的提高而增加，在空7．7～10．5kPa，外绝缘强度降低8％～13％［1］。收稿日期：2008－12－02108机机电工程技术电工程技术2009年第38卷第05期经验交流2）对电气间隙击穿电压的影响外

5、壳容易变形、龟裂、密封结构容易破裂。对于设计定型的产品，由于电气间隙已固定，随着空3中压开关柜使用于高海拔地区的技术对策气压力的降低，击穿电压也下降。为了保证产品在高海拔随着海拔高度的增加，中压开关柜在设计、制造、安使用时足够的耐击穿能力，必须增大电气间隙。装和使用上与平原型地区产品有着较大的区别。为了保证2．2空气绝对湿度减少的影响中压开关柜在高海拔地区安全、可靠地运行，对中压真空平均绝对湿度随海拔升高而降低。绝对湿度降低时，开关柜的设计、制造采取以下相应技术措施。电工产品的外绝缘强度降低。在给定地点，不论作何用3．1增大空气间隙途，对所采用的校正中，湿度和周围

6、温度的变化可能会相根据DL／T404－1997，以空气作为绝缘介质，柜内各互抵消。因此，通常可根据安装处的平均周围条件估算绝相导体间及对地净距见表2［3］。缘强度。2．3空气温度降低及温度变化增大的影响表2以空气作为绝缘介质柜内各相导体间及对地净距cm1）对产品性能的影响在海拔较高且环境温度较低的地区，环境温度对开关柜中一、二次元器件（如断路器等）的可靠性有一定的影响，必要时还要经过低温试验验证产品的性能。2）对产品温升的影响空气压力或空气密度的降低引起空气介质冷却效应的降低。电工产品散热主要有对流、传热及辐射三种方式，空气作为散热介质情况下，空气密度主要影响对流

7、和传热，空气密度小对对流和传热都不利，在真空状态下（如高海拔用电工产品的电气间隙可按表3修正。真空开关），就难于散热，一般通过真空灭弧室的导电杆传导散热。高海拔对散热影响及温升要求在《GB763－1990表3海拔用电工产品的电气间隙修正系数交流高压电器在长期工作时的发热》标准的技术要求中有明确规定，“当电器设备在海拔高度超过1000m时，其温升应按每超过300m（以海拔高度1000m为起点）降低0．9％计算”，例如在海拔3000m时，则降低温升为6％，而在GB／T11022－1999规定的高压开关各部件、绝缘材料在空气中允许温升范围，零部件为30K～75K。F级至

8、H级绝3．