海拔高度對電器設(shè)備的影響doc資料

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1、 精品文檔 海拔高度對電氣設(shè)備的影響 隨著海拔高度的增加，大氣的壓力下降，空氣密度和濕度相應(yīng)地減少，其特征為： a 、 空氣壓力或空氣密度較低； b 、空氣溫度較低，溫度變化較大； c、空氣絕對濕度較??； d 、大陽輻射照度較高； e 、降水量較少； f 、年大風(fēng)日多； g 、土壤溫度較低，且凍結(jié)期長。這些特征對電工產(chǎn)品性能有下面四大影響規(guī)律，列出如下： 1 、空氣壓力或空氣密度降低的影響 。 1 ）對絕緣介質(zhì)強(qiáng)度的影響 空氣壓力或空氣密度的降低， 引起外絕緣強(qiáng)度的降低。 在海拔至 500

2、0m 范圍內(nèi)， 每升 高 1000m ，即平均氣壓每降低 7.7~10.5kPa, 外絕緣強(qiáng)度降低 8%~13%. 2) 對電氣間隙擊穿電壓的影響 對于設(shè)計定型的產(chǎn)品 , 由于其電氣間隙已經(jīng)固定 , 隨空氣壓力的降低 , 其擊穿電壓也下降 . 為了保證產(chǎn)品在高原環(huán)境使用時有足夠的耐擊穿能力 , 必須增大電氣間隙 .高原用電工產(chǎn)品 的電氣間隙可按下表進(jìn)行修正 . 3) 對電暈及放電電壓的影響 a 、高海拔低氣壓使高壓電機(jī)的局部放電起始電壓降低， 電暈起始電壓降低， 電暈腐蝕嚴(yán)重； b 、高海拔低氣壓使電力電容器內(nèi)部氣壓下降，導(dǎo)致局部放電

3、起始電壓降低； c 、高海拔低氣壓使避雷器內(nèi)腔電壓降低，導(dǎo)致工頻放電電壓降低。 4 ）對開關(guān)電器滅弧性能的影響 空氣壓力或空氣密度的降低使空氣介質(zhì)滅弧的開關(guān)電器滅弧性能降低， 通斷能力下降和 電壽命縮短。 a ）、直流電弧的燃弧時間隨海拔升高或氣壓降低而延長； b ）、直流與交流電 弧的飛弧距離隨海拔升高或氣壓降低而增加。 5 ）對介質(zhì)冷卻效應(yīng)，即產(chǎn)品溫升的影響 空氣壓力或空氣密度的降低引起空氣介質(zhì)冷卻效應(yīng)的降低。 對于以自然對流、 強(qiáng)迫通風(fēng)或空 氣散熱器為主要散熱方式的電工產(chǎn)品，由于散熱能力的下降，溫升增加。

4、在海拔至 5000m 范圍內(nèi)，每升高 1000m ，即平均氣壓每降低 7.7~10.5kPa, 溫升增加 3%~10%. a 、 靜止電器的溫升隨海拔升高的增高率，每 100m 一般在 0.4K 以內(nèi) , 但對高發(fā)熱電器 , 如電爐、電阻器、電焊機(jī)等電器，溫升隨海拔升高的增高率，每 100m 達(dá)到 2K 以上。 b 、 電力變壓器溫升隨海拔的增高與冷卻方式有關(guān)，其增加率每 100m 為：油浸自冷，額 定溫升的 0.4% ；干式自冷 , 額定溫升的 0.5% ；油浸強(qiáng)迫風(fēng)冷，額定溫升的 0.6% ；干式 強(qiáng)迫風(fēng)冷 ,額定溫升的 1.0

5、% ； c、 電機(jī)的溫升隨海拔升高的增高率每100m 為額定溫升的 1% 。 6 ）對產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)和密封的影響 a 、引起低密度、低濃度、多孔性材料（例如：電工絕緣材料、隔熱材料等）的物理和化學(xué)性質(zhì)的變化； b 、潤滑劑的蒸發(fā)及塑料制品中增塑劑的揮發(fā)加速； 精品文檔 精品文檔 c 、由于內(nèi)外壓力差的增大，氣體或液體易從密封容器中泄漏或泄露率增大，有密封要求的電工產(chǎn)品，間接影響到電氣性能； d 、引起受壓容器所承受壓力的變化，導(dǎo)致受壓容器容易破裂。 2 、空氣溫度降低及溫度變化（包

6、括日溫差）增大的影響 1 ）高原環(huán)境空氣溫度對產(chǎn)品溫升的補(bǔ)償 平均空氣溫度和最高空氣溫度均隨海拔升高而降低， 電工絕緣材料的熱老化壽命決定于平均空氣溫度。 高原環(huán)境空氣溫度的降低可以部分或全部補(bǔ)償因氣壓降低而引起電工產(chǎn)品運(yùn) 行中溫升的增加。環(huán)境空氣溫度的補(bǔ)償值為 0.5K/hm 。 2 ）日溫差或溫度變化對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響 高原空氣溫度的日溫差大。 較大的溫度變化使產(chǎn)品外殼容易變形、 龜裂， 密封結(jié)構(gòu)容易 破裂。 3 、空氣絕對濕度減小的影響 1 ）、絕對濕度對外絕緣強(qiáng)度的影響 平均絕對濕度隨海拔升高而降低。 絕對濕度降低時， 電工產(chǎn)品的外絕

7、緣強(qiáng)度降低， 因此要考慮工頻放電電壓與沖擊閃絡(luò)電壓的濕度修正。 濕度修正以零海拔時的平均絕對濕度： 11g/m3 為基準(zhǔn)，具體修正按 GB311.2 中有關(guān)規(guī)定。 2 ）、絕對濕度對電機(jī)換向及炭刷磨損的影響 絕對濕度的降低使換向器電機(jī)的換向火花增大，同時使電機(jī)炭刷的磨損率增加。 4 、太陽輻射照度，包括紫外線輻射照度增加的影響 1 ）高原熱輻射增加的影響 海拔 5000m 時最大太陽輻射度為低海拔時相應(yīng)值的 1.25 倍，熱輻射對物體起加熱作 用。對于戶外用電工產(chǎn)品， 太陽熱輻射的增加引起較大的表面附加溫升， 降低有機(jī)絕緣材料 的材質(zhì)性能

8、，使材料變形，產(chǎn)生機(jī)械熱應(yīng)力等影響。 2 ）高原紫外線輻射增加的影響 紫外線輻射照度隨海拔升高的增加率比太陽總輻射照度的增加率大得多， 海拔 3000m 時已達(dá)低海拔時相應(yīng)值的 2 倍。紫外線引起有機(jī)絕緣材料的加速老化，使空氣容易電離而 導(dǎo)致外絕緣強(qiáng)度和電暈起始電壓降低。 從上述四大影響看出， 高、低壓成套開關(guān)設(shè)備使用在高原環(huán)境上的設(shè)計應(yīng)該減低這些影 響，提高絕緣配合， 同時增大電氣間隙， 在選擇材料上和器件上綜合考慮， 從結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇高原型器件入手，解決相關(guān)技術(shù)問題，其主要實現(xiàn)手段就是要從產(chǎn)品設(shè)計層面考慮。高海拔對電氣設(shè)備主要的影響是絕緣和溫升兩方面。

9、可以從兩個方面思考： 1 、海拔高了后，容易放電，因此絕緣等級要升高。 由于空氣稀薄， 對于空氣冷卻的部件散熱降低， 因此要降低功率使用， 這個要根據(jù)具體的海 拔和散熱條件進(jìn)行計算。 對不同的電氣設(shè)備影響的側(cè)重點不同，因此設(shè)計時側(cè)重點不同。 一、高壓開關(guān)設(shè)備 海拔升高， 氣壓降低，空氣的絕緣強(qiáng)度減弱， 使電器外絕緣降低而對內(nèi)絕緣影響很小。 由于 設(shè)備的出廠試驗是在正常海拔地點進(jìn)行的，因此，根據(jù) IEC 出版物 694 對于開關(guān)設(shè)備以其 額定工頻耐壓值和額定脈沖耐壓值來鑒定絕緣能力， 對于使用地點

10、超過 1000M 以上時， 應(yīng) 作適當(dāng)?shù)男Ｕ?。對? 10KV 開關(guān)柜來說，其額定電壓為 12KV ；額定工頻耐壓值（有效值） 為 32KV （對隔離距離）和 28KV （各相之間及對地） ；額定脈沖耐壓值（峰值）為 85KV （對隔離距離）和 75KV （各相之間及對地） 。而隨著海拔的升高，空氣密度降低，散熱條 件變差， 會使高壓電器在運(yùn)行中溫升增加， 但空氣溫度隨海拔高度的增加而逐漸降低， 基本 精品文檔 精品文檔 可以補(bǔ)償由海拔升高對電器溫升的影響。 但對于閥式避雷器來說，情況就較為復(fù)雜。由于

11、避雷器自身并不密封， 其閥片的間距不可調(diào)， 因此其火花間隙的放電電壓易受空氣密度的影 響，所以應(yīng)向設(shè)備廠商注明海拔高度，或使用高壓型閥式避雷器。 二、干式變壓器 環(huán)氧樹脂干式變壓器， 國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于以上兩個因素有著明確的校正方法。 根據(jù) GB6450 ）《干 式變壓器》中第 3.2.3 條和 4.2 條的規(guī)定，對于在超過 1000M 海拔處運(yùn)行，并在正常海 拔進(jìn)行試驗的變壓器，其溫升限值應(yīng)相應(yīng)遞減，超過 1000M 海拔部分以第 500M 為一級， 溫升限值接自冷變壓器 2.5% 、風(fēng)冷變壓器 5% 減??；

12、額定短時工頻耐受電壓值同時增加 6.25% 。 三、低壓電氣設(shè)備 對于低壓電氣設(shè)備， 情況要稍好一些。 根據(jù) JB/Z0103-11 標(biāo)準(zhǔn)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

13、100M ，氣溫降低足夠補(bǔ)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 米時仍有 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(yùn)行。 3 、動作特性：海拔升高時，雙金屬片熱繼電器和熔斷器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) RTO 等國產(chǎn)常用熔斷器的 熔化特性最大偏差均在容許

14、偏差的 50% 以內(nèi)。而國產(chǎn)常用熱繼電器的動作穩(wěn)定性較好，其 動作時間隨海拔升高有顯著縮短，根據(jù)不同的型號，分別為正常動作時間和 40%-73% 。 也可在現(xiàn)場調(diào)節(jié)電流整定值， 使其動作特性滿足要求。 通過對低壓熔斷器非線性的環(huán)境溫度 對時間 - 電流特性曲線研究表明，熔體的載流能力在同樣的較小的過載電流倍數(shù)情況下（即 輕過載）熔斷時間隨環(huán)境溫度減小而增加，在 20 度以下時，變化的程度則更大；而在同樣 的較大的過載電流倍數(shù)情況下（即短路保護(hù)時） ，熔斷時間隨環(huán)境溫度的變化可不作考慮。 因此，在高原地區(qū)的使用熔斷器開關(guān)作為配電線路的過載與短路保護(hù)時， 其上下級之間的選 擇性應(yīng)特別加以考慮。在采用低壓斷路器時， 應(yīng)留有一定的斷路與工作余量。由此可見，熔 斷器在高原的使用環(huán)境下可靠性和保護(hù)特性更為理想。 精品文檔