淺談變電一次設備外絕緣耐受電壓海拔修正方法并舉例說明

(國網青海省電力公司檢修公司 青海 西寧 810000)

一、前言

海拔是指所在地相對于海平面的高度，海拔超過1000米的地區稱為高海拔地區，隨著海拔的升高，電氣設備外絕緣擊穿電壓會有所降低，高海拔地區所使用的電氣設備應選用高原型電氣產品，此類設備的外絕緣均經過海拔修正，青海電網一次設備主要由于中東部地區廠家供應，在設備出廠試驗階段需要進行出廠試驗見證，出廠耐壓試驗電壓值須經過海拔修正，比規程規定試驗值高，才能保證設備在使用地經受的住耐壓試驗的考核。

二、高海拔地區氣象條件對外絕緣影響

(一)高海拔地區主要氣象特征

隨著海拔的升高大氣壓逐漸減小，在青藏高原地區，當海拔高度為5500m時，大氣壓僅為海平面的一半，空氣濕度亦隨之降低，日照輻射強度曾大，晝夜溫差也較大。

(二)氣體放電理論

給氣體間隙兩端的電極加電壓到臨界電壓值時(兩端電壓超過氣體的飽和電流階段)，即進入電子碰撞游離階段，空氣中帶電質子(主要是游離的電子)在電場中獲得巨大能量而高速運動，與氣體分子碰撞后產生正離子和更多的電子，新形成的電子又在電場的作用下與其它氣體分子碰撞，使其游離，如此連鎖反應便形成電子崩，電子崩向陽極發展，最后形成一個具有高電導的通道，最終導致氣隙擊穿。

(三)高海拔條件對氣體間隙擊穿的影響

空氣中的水分子能夠俘獲自由電子而形成離子，對氣體的放電起到抑制作用，大氣的濕度增高，氣隙擊穿電壓也會增高，高海拔地區空氣濕度低，因而其氣隙擊穿電壓低。

當電極距離固定時，如果氣壓增大，電子的平均自由行程減小，電子在電場方向積聚能量不夠，即使發生碰撞也不會游離，因而擊穿電壓提高。反之，氣壓降低時外絕緣擊穿電壓隨之降低。

綜上所述，同一電氣設備的外絕緣擊穿電壓在高海拔地區較低海拔地區有較明顯的降低。有研究表明，在海拔5000米以下的范圍內，海拔高度每升高1000米，平均氣壓降低7.77-10.5kPa，電氣設備外絕緣強度降低8%-13%。對于設計定型的產品，由于其電氣間隙已經固定，隨氣壓的降低，其外絕緣擊穿電壓也下降，為了保證產品在高海拔地區使用時有足夠的耐擊穿能力，必須加強外絕緣強度，同時在進行出廠交接試驗時，其試驗電壓也應進行修正。

三、實際應用舉例

目前，青海地區按照國家電網公司物資采購標準《Q/GDW 13001-2014 高海拔外絕緣配置技術規范》中相關要求執行，本文針對此規程中規定的修正方法進行舉例說明。

(一)案例

750kV GIS設備、斷路器、隔離開關、支柱絕緣子等設備使用地海拔為1000-3000米，在海拔不超過1000m地區進行外絕緣耐受電壓試驗時，應分別對工頻耐受電壓、雷電沖擊耐受電壓、操作沖擊耐受電壓進行修正，以上設備額定工頻耐受電壓為960kV，額定雷電沖擊耐受電壓為2100kV，額定操作沖擊耐受電壓為1550kV。

使用地海拔為1000-2000米時，根據規程規定，其電氣設備外絕緣參數應按照海拔2000m進行選取,試驗電壓修正如下：

使用地海拔為2000-2500米時，根據規程規定，其電氣設備外絕緣參數應按照海拔2500m進行選取,試驗電壓修正如下：

使用地海拔為2500-3000米時，根據規程規定，其電氣設備外絕緣參數應按照海拔3000m進行選取,試驗電壓修正如下：

四、結論

1.同一電氣設備的外絕緣擊穿電壓在高海拔地區較低海拔地區有較大程度的降低。

2.對于設計定型的產品，由于其電氣間隙已經固定，隨氣壓的降低，其外絕緣擊穿電壓也下降，為了保證產品在高海拔地區使用時有足夠的耐擊穿能力，必須加強外絕緣強度，同時在進行出廠交接試驗時，其試驗電壓也應進行修正。

3.按照國家電網公司物資采購標準《Q/GDW 13001-2014 高海拔外絕緣配置技術規范》中相關要求執行，在設備出廠試驗見證過程中，應注意耐壓試驗電壓值是否已進行修正。