高原電氣設(shè)備選型手冊

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

　　高原電氣設(shè)備選型手冊

　　電氣設(shè)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(shè)備， 比如空氣開關(guān)， 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(fā)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(dǎo)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(chǎn)生凝結(jié)霧氣，降低絕緣。還有溫度下降， 海拔高導(dǎo)致空氣稀薄，相當(dāng)于絕緣空氣層薄了，同時濕度會相應(yīng)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(qū)稱為高原地區(qū)。高原地區(qū)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(huán)境條件設(shè)計 的。因此研究高原環(huán)境對采金船電氣產(chǎn)品及設(shè)備的影響及其所采取的措施,對今后指導(dǎo)采金船電氣設(shè)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(fēng)沙大，引起熱脹冷縮變化劇烈，使設(shè)備密封不易保持，密封材料老化快，產(chǎn)生 滲漏。

　　由于低溫、晝夜溫差大，使儀表中的線性元件特性發(fā)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(fù)性差，零點漂移嚴重。

　　橡膠密封件經(jīng)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(xiàn)出不同程度的下降趨勢。

　　由于晝夜溫差大，溫度變化快，設(shè)備外絕緣表面容易產(chǎn)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(chǎn)生運行電壓的絕緣閃絡(luò)事故。 太陽輻射的影響

　　高原地區(qū)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(qū)的使用

　　根據(jù) JB/Z0103-11標(biāo)準及科研部門的調(diào)查研究，現(xiàn)有普通型低壓電器在高原地區(qū)的使用 如下：

　　1、溫度：現(xiàn)有一般低壓電器產(chǎn)品，使用于高原地區(qū)時，其動、靜觸頭和導(dǎo)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(shù)產(chǎn)品均小于0.4K。而高原地區(qū)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(xù)工作的大發(fā)熱量電器，可適當(dāng)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(chǎn)常用繼 電器與轉(zhuǎn)換開關(guān)等的試驗表明，在海拔4000m 及以下地區(qū)，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(shù)條件規(guī)定的特性曲線"帶"范圍內(nèi)。在采用低壓斷路器時，應(yīng)留有一定的短路與工作 余量。

　　附加說明： 1.經(jīng)查相關(guān)資料：甘孜、阿壩、涼山等地區(qū)的平均海拔約3500m;成都地區(qū)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(jù)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(qū)時，應(yīng)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(dāng)海拔高于2000米,海拔 每增加1000米,系統(tǒng)能工作的最大環(huán)境溫度要減少6℃.在海拔為2000米時,系統(tǒng)允許的最大環(huán) 境溫度為60℃,如要工作在海拔為3000米的地方, 系統(tǒng)允許的最大環(huán)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(yīng)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(dāng)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(yīng)當(dāng)多留些余量，因為海拔高處的環(huán)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(jù)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(qū)里測試時，溫升限制只有92K。

　　『 KYN28A-12型開關(guān)柜用于高海拔地區(qū)絕緣設(shè)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(yè)電器網(wǎng) 』 我國雖然大部分人口都在沿海地區(qū)，但我 『 國卻是一個高原地區(qū)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(qū)，煤炭資源大部分在新疆、山西、內(nèi)蒙、寧夏等 地區(qū)。隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施。這些地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展明顯加快，開發(fā)西部水電資源、 建設(shè)大型坑口發(fā)電廠， 加上與東南亞及非洲高原地區(qū)的國際合作項目和貿(mào)

　　易往來不斷地增多， 這些地區(qū)所需要的適合高海拔地區(qū)使用的開關(guān)設(shè)備也相應(yīng)的增多，我公 司結(jié)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(guān)柜，今將 解決絕緣部分的主要項目總結(jié)歸納如下：

　　設(shè)備的絕緣水平，是開關(guān)設(shè)備絕緣設(shè)計的主要依據(jù)。中壓開關(guān)設(shè)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(qū)使用的開關(guān)設(shè)備而言， 主要是考核外絕緣， 因此對這種開關(guān)設(shè)備的設(shè)計首先要確定 PFWV 和 BIL 在海拔1000m 以下的生產(chǎn)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(yīng) 降低，因此開關(guān)設(shè)備內(nèi)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(yīng)加大。

　　1 外絕緣試驗電壓的確定

　　1.1根據(jù) GB311.1—1997規(guī)定：“當(dāng)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(yīng)為耐受電壓乘上系數(shù) 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(shù)?，F(xiàn)將已知數(shù)據(jù)代人公式進行驗算：

　　已知開關(guān)設(shè)備按 DL/T404—1997規(guī)定額定電壓12kV 的規(guī)定耐壓值

　　u1：PFWV=42kv/ 1min，u1’：BIL=75kV;將已知數(shù)據(jù)帶人公式計算出開關(guān)設(shè)備在海拔2500m 運行條件下，在 地處海拔1000m 以下地區(qū)出廠試驗電壓值如下：

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

　　1.3接 GB311.1—1997規(guī)定的計算方法和 GB 胛11022—1999規(guī)定的計算方法相比.后者 計算結(jié)果高于前者，現(xiàn)對 PFWV 取51kV.對 BIL 取91kV 作為型式試驗依據(jù)。

　　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(lián)合攻關(guān)組通過試驗驗證所確定的空氣絕 緣距離，當(dāng)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(guān)組試驗驗證的結(jié)果和經(jīng)驗來看，對絕緣件(指以 DMC、SMC：及環(huán)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(chǎn)品基本上能滿足海拔2500m 及以 下地區(qū)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(shù)據(jù) 代人經(jīng)驗公式驗算如下：

　　3 現(xiàn)有 KYN28A—12型標(biāo)準型開關(guān)柜應(yīng)用到海拔2500m 的地方運行，在開關(guān)柜外形尺 寸(W800×D1500×H2300mm)不變的條件下，對一次導(dǎo)電回路有關(guān)元器件和母線等采取相應(yīng)技 術(shù)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(fù) 合絕緣或改變導(dǎo)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(cè)面10mm 位置硫化處理， 每相的絕緣拉桿選用大爬距 (≥240mm)的產(chǎn)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(zé) 任公司生產(chǎn)的適用高海拔地區(qū)使用的特制產(chǎn)品，因該滅弧室生產(chǎn)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(chǎn)廠均有適用高原地區(qū)的定型產(chǎn)品。

　　3.4 接地開關(guān)(ES)選用在 JNl5A—12/31.5—80型基礎(chǔ)上加以改進，使斷口由125mm 改 為≥144mm，其內(nèi)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(shù)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(jīng)核算選 用≥0.8mm。 我公司 KYN28A—12型開關(guān)柜經(jīng)過上述改進后，經(jīng)過中國機械工業(yè)(沈陽)檢測中心順利 通過 PFWV=51kV.BIL=91kV 絕緣耐壓試驗。