淺談高低壓成套開關設備在高海拔環境的應用

王迪敏

（浙江開關廠有限公司，浙江 衢州324000）

0 引言

我國有很多高海拔地區，其海拔往往在1 000 m以上，四川、云南、西藏等地區的海拔甚至在2 000 m以上。如果電網要覆蓋這些地區，就要求高低壓成套開關設備能夠適應當地環境的要求。結合這些地區的氣候特點，高低壓開關設備要具有很高的強度。在考慮環境適應性時，需將海拔因素考慮進去。目前國家出臺了一系列的相關要求、標準，正適用于高原地區電氣設備的應用。

1 高原氣候條件對高低壓電氣設備的影響

高原地區的氣候特點主要表現為：空氣壓力和密度很小，溫度很低，早晚溫度變化很大，絕對濕度相對較小；太陽輻射很強，降水量很小；很多地區土壤溫度很低，土壤本身凍結時間很長。這些特征對電工產品的性能有以下影響：

1.1 對絕緣強度的影響

良好的絕緣是高低壓電氣設備安全運行的重要保障，而空氣壓力的增大和密度的減小會造成高低壓開關設備的絕緣強度降低。在海拔5 000 m時，每升高1 000 m壓力就降低7.7～10.5 kPa，而絕緣強度則降低8%～13%。當空氣密度變小時，元件的散熱性能會變差，運行溫度會升高，其額定電壓卻保持不變，就會使電氣設備的開關元件性能逐漸降低，很容易發生破壞性的放電事故。

1.2 對擊穿電壓的影響

對于設計定型的產品，由于其電氣間隙已經固定，故隨著空氣壓力的降低，其擊穿電壓也會下降。為了保證產品在高原環境中具有很強的適應性，需按照表1的內容對高低壓成套開關設備的電氣間隙進行修正（海拔每上升1 000 m增加10%）。

表1 高低壓成套開關設備修正參考表

1.3 對開關電器滅弧性能的影響

直流電弧的燃弧時間會隨海拔升高或氣壓降低而延長，同時直流與交流電弧的飛弧距離會隨海拔升高或氣壓降低而增加。

1.4 對介質冷卻效應及溫升的影響

空氣壓力或密度的降低會引起影響空氣介質的冷卻效應。因此，隨著海拔的增高，必須為高低壓電氣設備選擇合適的冷卻方式。

1.5 絕對濕度對外絕緣強度的影響

平均絕對濕度隨海拔升高而降低。絕對濕度降低時，電工產品的外絕緣強度也會降低，因此要修正工頻放電電壓與沖擊閃絡電壓。

2 高原環境下成套開關設備的應用分析

考慮到海拔因素，不同型號的設備元件對整套設備的性能都會產生不同程度的影響。因此，要注意以下幾個應用關鍵點：（1）開關和控制器件的選型要按照一定的要求進行。（2）在不同的海拔條件下，設備需采用不同的結構。

高壓成套開關設備開關和控制器件的選型要滿足高原條件的要求，以便能夠應用于高原型變壓器、高原型真空斷路器等。關于柜內導體間、導體對地間的空氣間隙，需要按照高海拔的特點進行處理。電壓、電流互感器和絕緣子套管等要滿足相關的修正系數。對控制元件和控制設備也應嚴格要求，以便提高設備的可靠性。

低壓成套開關設備的選型一般要求電壓大一些，正常電網額定電壓需400 V才能應用在海拔4 000 m的地區。需要注意低壓元件等的選擇，要選用經過特殊處理加大爬距和電氣間隙的產品，以保證滿足二次側的工頻耐壓等指標，其他二次側的弱電器件基本上可以按普通型的器件進行選擇。

另外，高低壓成套開關設備的外絕緣強度要足夠大。空氣壓力的降低會影響空氣介質的冷卻效應，造成設備溫度升高，因此在高海拔地區，對于高低壓成套開關設備應考慮降容使用，降容系數則需根據不同的海拔高度來確定，具體要參看生產廠家的技術說明。

3 高低壓成套開關設備在高海拔地區應用的防護措施

3.1 導體表面的防護

導體表面的防護很重要，高低壓成套開關設備內部一般都是銅材，裸銅的腐蝕大多為電化學腐蝕和化學腐蝕，這種材質受到空氣環境的影響會被氧化、腐蝕。所以，在導體的表面需要加一層防護膜，使其與空氣隔絕，同時減少與酸性物質的接觸。

3.2 電線電纜的防護

應采用全面鍍鋅的銅電纜，不要使用裸銅電纜，因為那樣會影響電纜作用的正常發揮。需要注意的是，電纜本身具備的PVC材料要和裝配電源連接在一起，應使用橡膠套管遮蓋電纜的非絕緣部件和壓接區域。另外，對接地銅帶要進行鍍錫處理，以保證系統具有很強的穩定性。

4 結語

總之，高低壓成套開關設備在高海拔環境中的應用，需要十分重視環境的影響，從而有效地提升整體設備的運行效率。

［1］張吉利.淺談高低壓成套開關設備在高海拔環境的應用［J］.城市建設理論研究：電子版，2013（22）

［2］張衛東.低壓成套開關設備的現狀與發展［J］.低壓電器，2002（1）

［3］蔡昕.高海拔低氣壓條件對細水霧滅火性能影響的實驗研究［D］.合肥：中國科學技術大學，2009