電氣設備選型中的海拔修正問題

張鐵軍

（山東華魯恒升化工股份有限公司，山東德州 253000）

0 引言

在工程項目中電氣工程師對設備選型往往查電氣手冊，規范或設備說明書等。但對于某種電氣設備往往給定的參數是在一定的海拔條件得出的，如果在選型中不對數據進行修正往往會造成設備選型錯誤，甚至造成設備故障，嚴重的造成人身設備安全事故。本文對幾種電氣設備的海拔修正進行具體闡述。

1 海拔對高壓電器的修正

高壓電器的一般使用條件為海拔高度不超過1000 m。海拔超過1000 m 的地區稱為高原地區。在高原地區，當海拔增加時，空氣密度降低，散熱條件變壞，使高壓電器在運行中的溫升增加，但空氣溫度則隨海拔的增加而相應遞減，其值足以補償由于海拔增加對高壓電器溫升的影響。因而在海拔高度不超過4000 m 的地區使用時，高壓電器的定電流可以保持不變。

2 海拔對導體載流量的修正

隨著海拔的升高，對導體的載流量影響很大，一般來說裸導體需要對海拔和溫度進行綜合修正，為了便于工程師進行查找特編制了修正系數表以方便工程施工（表1）。

案例：某變電所海拔高度為3000 m，導體最高允許溫升為80 ℃，該導體在25 ℃時的載流量為1000 A，計算在考慮日照條件下該導體在變電所內的允許載流量。先查表該導體溫度海拔綜合修正系數為：K=0.9，則導體允許載流量為：I＇=IK=1000×0.9=900 A。

表1 裸導體載流量在不同海拔高度及環境溫度下的綜合校正系數

3 海拔對外絕緣的修正

外絕緣即空氣間隙及設備固體絕緣外漏在大氣中的表面，它承受外部電壓并受外邊條件的影響。海拔增加，由于空氣稀薄，氣壓降低，空氣絕緣強度變弱，使電氣外絕緣降低而內絕緣不受影響。

對安裝在海拔超過1000 m 的外絕緣一般應加強，可選用高原型產品或選用外絕緣提高一級的產品。在3000 m 以下的高海拔地區，220 kV 及以下的配電裝置可以選用性能優良的避雷器來保護一般電器的外絕緣。由于歷史原因現有的110 kV 及以下大多數電器的外絕緣有一定的裕度，故可使用在海拔2000 m 以下的地區。

對于新建項目，對于大多數設備海拔高于1000 m 時，設備耐受電壓范圍可能不滿足外絕緣的耐受電壓要求。此時在進行設備外絕緣耐受電壓試驗時，實際施加到設備外絕緣的耐受電壓應根據式（1）對額定絕緣水平進行海拔修正。

式中H——設備安裝地點的海拔高度

式（1）雖然能精確地算出電氣修正試驗電壓，但較繁瑣，故在工程中還常用式（2）進行修正。

式中H——同上

式（2）對于1000 m 以上需要修正電氣設備外絕緣適用，但是該修正系數必須在4000 m 以下。

4 海拔對電氣安全凈距的修正

20 kV 以下室內外配電裝置的最小電氣安全凈距見表2。7.2 kV 及以上以單純空氣作為絕緣介質時，根據表3 選擇開關柜內各相導體的相間與對地凈距。

5 海拔對絕緣子的修正

懸式絕緣子不同電壓下數量見表4，耐張絕緣子串數量見表5。

海拔對絕緣子修正如下。

（1）對全高超過40 m 有地線的桿塔，高度每增加10 m，應增加一片絕緣子。

表2 20 kV 以下室內外配電裝置的最小電氣安全凈距 mm

表3 開關柜內各相導體的相間與對地凈距

表4 懸式絕緣子不同電壓下數量

表5 耐張絕緣子串數量

（2）以上表格為海拔1000 m 及以下空氣潔凈地區，如果經過污染地區或海拔超過1000 m，應增加絕緣子數量或爬電距離。修正后的絕緣子片數NH=N［1+0.1（H-1）］，其中，N 為海拔1000 m 及以下地區絕緣子片數，H 為海拔高度（km）。

例：某35 kV 變電所海拔高度為3000 m，架空線引入，求架空線路耐張絕緣子數量。查表5，35 kV 耐張絕緣子片數為4 片，海拔修正NH=N［1+0.1（H-1）］=4×［1+0.1×2］=4×1.2=4.8 片。取絕緣子片數為5 片。

6 結論

經過分析，可見海拔對電氣設備的影響無處不在，作為工程師進行設備選型時一定要經過科學的修正，否則有可能造成設備故障，甚至造成人身安全事故，因此在工程選型中務必科學選擇。