高海拔地区电气设备选型

高海拔地区户内设备器件选型和构造设计要求高海拔地区的特征一般来说，对于低压配电系统海拔在2023m以上，高压配电系统海拔在1000m以上的地区统称为高海拔地区。据测算，我国高海拔地区面积占全国总面积65%。高海拔地区具有的自然气候条件较恶劣，其特征为：空气密度及气压较低。空气温度较低，温度变化较大。空气确定湿度小。太阳辐射强度较高。降水量较少。大风日多。土壤温度较低，且冻结期长。高海拔地区户内中压开关柜的设计要求气压及空气密度的降低，引起了外绝缘强度的降低对绝缘介质强度的影响空气的介质绝缘强度是随着气压的上升而增加，在空气淡薄或真空状态下又随着真空度的提高而增加。试验说明，海拔每上升1000m，平均气压则降低7.7～10.5kPa，外绝缘强度降低8%～13%。对电气间隙击穿电压的影响对于设计定型的产品，由于电气间隙已固定，随着空气压力的降低，击穿电压也下降。为了保证产品在高海拔地区使用时有足够的耐击穿力量，必需增大电气间隙和爬电距离。在不同海拔海拔高度，不同电压等级以空气作为绝缘介质柜内各相导体间及对地净距3.67.212.024.040.5100075100125200300202383110138220330250086115144230345300090120150240360350094125156250375400098130163260390当海拔在2023～4000m之间时，通常状况下中压开关柜外形均应增加以满足空气间隙的要求。通常断路器和隔离开关的相间距打算了柜中铜排的相间距，所以断路器和隔离开关的相间距应当依据海拔高度选用。12kV210，230，250，275mm210230250275501601802002256015017019021580130150170195100110130150175从表中可以看出，对于3.6kV和7.2kV210mm，铜排宽度不80mm100mm时，海拔超过1000m230506080100100021021021023020232102102302502500210210230250300021023025027535002102302502754000230230250275各生产厂家的断路器和隔离开关相间距不全都，在选型时请参照说明书以不小于上表选用。留意，KYN28-12275mm的断路器，柜宽应选用1000mm。在具体的工程中，当开关柜的外形尺寸受实际条件的限制无法增加时，应当承受复合mm)/mV1000202325003000350040007.2～1230333536383940.5606669727578对于小型化中压开关柜，用以环氧树脂等固体绝缘材料整体浇注的电器设备，由于将外绝缘变为内绝缘，也可以用于高海拔地区，但一般固封工艺要求高，本钱显著增加。空气温度降低及温度变化增大的影响对产品性能的影响。必要时还要经过低温试验验证产品的性能对产品温升的影响。气压或空气密度的降低引起空气介质冷却效应的降低。对于以自然对流、强迫通风或空气散热器为主要散热方式的电工产品，由于散热力量降低，而增加温升。环境平均温度和最高温度均随海拔的上升而降低。高海拔环境气温的降低可以局部或全部补偿因气压降一般进展产品设计时可不考虑高海拔对温升的影响。器件说明书对海拔高度有降容说明的依据器件说明书降容选用。对于电抗器和变压器，在设计时注明海拔高度，由供方进展相应的设计。高压固态软起动器中的可控硅和液体电阻等发热器件依据相关产品选型标准选型。日夜温差或温度变化对产品构造的影响。较大的温度变化使环氧树脂浇注的产品，如电流电压裂〔4〕低温环境要求在环境温度较低的高海拔地区，开关柜内的一、二次元器件除了满足海拔的要求外，传动组件的润滑方式必需满足低温环境的要求环境污秽水平对爬电距离的影响高污秽环境对电气设备的影响重点表现在以下三方面：整个电气回路〔一次、二次〕和铜排连接的腐蚀影响高、低压成套开关柜使用在一些使用环境消灭高污秽腐蚀性气体或盐雾或粉尘等的电气室时，必定这些气体或粉尘等在接触潮湿性环境后，即可会转化成很强的腐蚀性〔转化为酸，如SOH，氯气、盐雾等气体，而电气回路中常见处理工艺如镀银等或裸铜连2 2接对这些强酸格外敏感，粉尘或气体一旦转化为强酸，就会腐蚀开关柜的电路局部，转变导线的化学性质和物理性质，触点的传导性等，数月后可消灭的明显后果为：/铜的一些部位变黑/脱落(粉化效应)；银须效应)；、本地母线的过热，母线接合点的传导性降低，从而导致过热；、可抽取式镀银触点(电插头&关心滑动/插入式触点)开头氧化，它们变黑，并开头消灭过热；、开关开头消灭过热、或停顿运行；。这些缺陷通常快速消灭于制造商的保质期内，直接影响开关柜的电气性能。假设是一次线路消灭问题，将消灭温升过热，接地故障等事故；假设是二次线路消灭问题，却消灭误分，误合或拒动作或误报等等缺陷，直接影响产品的运行功能，事故后果格外严峻，将会造成大面积的停电以及破坏供电系统的稳定性。这些现象通常消灭在以下领域通用工业流程中：石油和自然气，化工，冶金、造纸或纸浆厂、水泥，污水处理工厂、海岛或港口工程，船舶或海上石油钻井平台等等使用领域。构造零件在高污秽环境下的腐蚀影响据于上述使用环境中，构造零件按常规的处理，也将消灭腐蚀状况。构造零件的外表处理工艺是直接影响这些状况的缘由，漆膜工艺和厚度，镀锌层工艺、附着力和厚度等等指标都应依据使用环境严酷程度不同，按等级进展标准，有目的选择对应的防护漆或镀锌层厚度，减轻腐蚀的作用，加强电化腐蚀和化学腐蚀的防护措施。构造零件的腐蚀也会直接或间接影响产品的性能，尤其一些担当动热稳定性的应力的构造零件，如母线横梁等，导致构造强度不够，最终影响成套开关设备的性能，如耐受短路强度等等；柜体构造的紧固件的腐蚀也是常见现象，紧固件的腐蚀将直接影响到构造的强度。这些状况都是构造零件在高污秽环境下的腐蚀影响。元器件在高污秽环境下的腐蚀影响元器件在高污秽环境下的腐蚀也是存在的，其腐蚀后造成的影响是显而易见的，其后果也很严峻。主要在于局部选型人员未能关注环境因素下来选型，在这些特别使用环境下，元器件的设计和制造工艺是经过特别处理过的，包括其电路的工艺设计、塑料的材料构成、接头端子等。这些措施可以使开关器件等有耐盐雾、耐腐蚀、耐潮湿等特性，国外的3C1或3C2器件作为成套设备的主要构成，其牢靠性和安全性是格外关系到成套设备产品的质量优劣，器件的选择格外关键，所以在高污秽的环境下元器件选型肯定要选择适合的型号，来保证三防功能的实现。从上述三方面的状况可以得知，在高污秽环境下，高、低压成套开关设备的设计和制造，必需从器件的设计选型开头，就应留意环境因素的选型；并在产品制造工艺设计入手，解决电路耐腐蚀的问题和构造零件的外表涂敷防护问题，尽量减轻腐蚀性气体或粉尘等造成的腐蚀问题。其主要实现手段就是要从产品制造工艺设计层面考虑。对于高污秽环境下的电路腐蚀的防护，即导体的防护一般常用的防护工艺方法有导体全长镀锡，或包热缩套，或硫化绝缘，或刷黑漆〔三防漆种，或全长镀镍，或镀镍加铬等等方法。对于高污秽环境下的构造设计，一方面要保证更高防护等级的封闭开关柜的设计实现，在构造设计要考虑保证防护等级的实现，改善设计不合理的地方；另一方面，比照相关使用耐腐蚀力量强的进口敷铝锌钢板或在金属板材的外表处理工艺规定进展标准，如在工艺流程中加钝化处理，或二道涂漆工艺〔先防锈底漆涂敷后再面漆〕等，同时考虑漆种的选择，涂层厚度、涂层附着力及质量检测标准等，内部构造件如用镀锌件，也要标准相应的镀锌工艺要求，如镀锌工艺流程、镀锌层厚度和锌层附着力等。《GBT16434-1996污秽等级污秽等级盐密，mg/cm2污湿特征线路0Ⅰ大气清洁地区及离海岸盐场50km以上无明显污染地区大气轻度污染地区，工业区和人口低密集区，离海岸盐场10km～50km较多时大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场3km～10km较少时≤0.03＞0.03～0.06发电厂、变电所—≤0.06Ⅱ＞0.06～＞0.06～0.10 0.10ⅢⅢⅣ大气污染较严峻地区，重雾和重盐碱地区，近海岸盐场1km～3km地区，工业与人口密度较大地区，离化学污源和炉烟300m～1500m大气特别严峻污染地区，离海岸盐场1km以内，离化学污源300m＞0.10～0.25＞0.10～0.25＞0.25～0.35＞0.25～0.35国际电工委员会将其划分为四级污秽水平。轻：主要是没有工业，装供热设备的房屋密度较小的地区；工业或房屋密度较小，但常常有风和〔或〕10～20km，不直接患病海风的作用。中等：不产生特别污染烟灰的工业区和〔或〕装供热设备的房屋密度中等的地区；房屋和〔或〕工业密度较大，但常常有风和〔或〕雨的地区；会患病海风作用但离海岸不太近〔至少相隔几千米〕的地区。重：工业密度较大地区和产生污染的供热设备密度较大城市地区；靠近海岸的地区或是任何状况下都会患病相当强的海风作用的地区。很重：能患病到导电粉尘和能产生特别厚的导电沉积物的工业烟灰的地区，范围适度；很接近海岸和会受到海水雾气喷溅或会受到很强的污染性海风作用的地区，范围适度；长期无雨受到夹有沙和盐的强风作用且常有凝露的地区和沙漠地区。依据污染与凝露的严峻状况，爬电距离取值如下：——014mm/kV；——Ⅰ级污秽地区的对地爬电比距不得小于16mm/kV；——Ⅱ级污秽地区的对地爬电比距不得小于20mm/kV；——Ⅲ级污秽地区的对地爬电比距不得小于25mm/kV；——Ⅳ级污秽地区的对地爬电比距不得小于31mm/kV。额定电压/kV额定电压/kV1000202325003000350040007.2100.8113.9121129137.1145.212168189.8201.6215228.5241.940.5567640.7680.4725.8771.1816.5在高污秽环境中选择电流互感器、电压互感器、带电传感器、断路器时、隔离开关、支柱绝缘子等与高压相连的器件时，要注明污秽级别，以便供方做出相应的设。由于高海拔地区特别的气象条件，在简洁产生凝露的地区，除了承受加大元器件的外爬距外，开关柜设计中率改进母排及导电体的外形，均匀电场分布，防止尖端放电一般来说，电极的曲率半径越大，周边的电场分布越均匀，空气间隙的击穿电压就越高。因此，在设计和制造中，铜排尽量选用圆角母排或D型母排，同时尽可能地消退电极上的锐缘、棱角、焊缝及毛刺等，降低电极的外表粗糟度值，改善电场分布。试验电压额定电压额定电压kV额定短时工频耐压kV〔有效值〕海拔高度m额定雷电冲击耐压kV〔峰值〕海拔高度m1000202325003000350040001000202325003000350040007.2232627.629.431.333.16067.87276.881.686.4124247.550.453.857.160.57584.8909697.510840.595107.3114121.6129.2136.8185209.1222236.8251.6266.43高海拔地区户内低压电气设备的设计要求、高海拔降容现有一般低压电器产品，使用于高原地区时，其动、静触头和导电体以及线圈等局部的温度随海拔高度的增加而递增。其温升递增率为海拔每上升100m，温升增加0.1-0.5K，但大多数产品均小于0.4K。而高原地区气温随海拔高度的增加而降低，其递减率为100m对于使用说明书没有高海拔降容说明的低压电器的额定电流值可以保持不变，对于连续工作的大发热量电器，可适当降低电源等级使用。对于在使用说明书中有明确说明的，按说明书降容选用。正泰的NA1-1000说明书中无降容说明，而NA1-2023~6300正泰的NA8常熟CW1、CW2、CW3海拔高度〔m〕<=2023海拔高度〔m〕<=2023300040005000额定工作电压〔V〕690600500440额定电流〔In〕In0.98In0.93In0.9In海拔高度/m <=2023 3000 4000 5000额定电流/A100-800-100-800-100-800-100-800-6301250630125063012506301250额定工作电压/V690690550590480520420460电流降低系数K110.960.990.930.960.90.94创AC60系列变频器降容说明如下：海拔高度〔m〕 <=1000 2023 3000 4000输出电流〔%In〕In0.94In0.88In0.82InSchneider公司生产的塑壳断路器NS100---NS630型降容说明如下：伟ABB公司ACS800、ACS550、ACS510系列变频器降容说明如下：ABB公司的PST、PSTB1000-4000m0.007%/m施耐德的ATS221000-2023100m，额定电流降低22023m施耐德的ATV1000m100m1%，400V3000m，500V/690V2400m。、绝缘耐压一般型低压电器在海拔2500时仍