高海拔地區(qū)電氣設(shè)備選型

1、高海拔地戶內(nèi)設(shè)備器選型和結(jié)構(gòu)設(shè)要求 1 高海地區(qū)的特征一般來說，對于低壓配電系統(tǒng)海拔2000m 上高壓配電系統(tǒng)海拔在000m以的地 區(qū)統(tǒng)稱為高海拔地區(qū)。據(jù)測算，我國高海拔地區(qū)面積占全國總面65%.高海拔地區(qū)具有的 自然氣候條件較惡劣，其特征:(1) 空密度及氣壓較低。（2） 空溫度較低，溫度變化大。（3) 空氣對濕度小。(4） 太陽射強(qiáng)度較高。（5) 降水較.（6） 大日多。（7) 土壤度較低，且凍結(jié)期長。2 高海地區(qū)戶內(nèi)中開關(guān)柜設(shè)計要求2.1 氣及空氣密度的降低，引起了外絕緣強(qiáng)度的降低2 對絕介質(zhì)強(qiáng)度的影響空氣的介質(zhì)絕緣強(qiáng)度是隨著氣壓的升高而增加，在空氣稀薄或真空狀態(tài)下又隨著真空 度的提高而

2、增加.試驗(yàn)表明，海每升1000 m,平均氣壓則降7。710.5 ，外絕緣 強(qiáng)度降低13.2 對電間隙擊穿電壓的響對于設(shè)計定型的產(chǎn)品由電氣間隙已固定，隨著空氣壓力的降低，擊穿電壓也下降。 為保產(chǎn)在海地使時足的擊能，須大電間和電離在不同海拔海拔高度，不同電壓等級以空氣作為絕緣介質(zhì)柜內(nèi)各相導(dǎo)體間及對地凈距 如下表 （單：mm)海拔高度m1000200025003000350040003.6758386909498額定電壓/kV 7。2 12.0 24.0100 125 200110 138 220115 144 230120 150 240125 156 250130 163 26040。53003

3、30345360375390當(dāng)海拔在20004000m之時通情況下中壓開關(guān)柜外形均應(yīng)增加以滿足空氣間隙的 要求。通常斷路器和隔離開關(guān)的相間距決定了柜中銅排的相間,所以斷路器和隔離開關(guān)的 相間距應(yīng)該根據(jù)海拔高度選用。12kV的斷路器和隔離開關(guān)相間距210，230，250，275mm種，通常采用的銅排寬度 有0，60，80,100mm三種,在不同的斷路器、隔離開關(guān)相間距和銅排寬度下，銅排相間距如 下：銅排寬度/mm506080100斷路器和隔離開關(guān)相間距/mm 210 230 250 275160 180 200 225150 170 190 215130 150 170 195110 130 1

4、50 175從表中可以看出，對3。6kV和。2kV斷路器和隔離開關(guān)相間距210mm,銅寬度 不大于0mm時，電氣間隙能夠滿要求；銅排寬度1時海拔超過000m就應(yīng)該選用 230mm相距的斷路器和隔離開。對12kV不同海拔高度和銅排寬度，斷路器和隔離開 關(guān)相間距選擇如下表海拔高度/m10002000250050210210210銅排寬度/mm 60 80210 210210 230210 230100230250250300035004000210210230230230230250250250275275275各生產(chǎn)廠家的斷路器和隔離開關(guān)相間距不一致，在選型時請參照說明書以不小于上表 選用.注意

5、,12柜型如果選擇了間距275mm斷路器，柜寬應(yīng)選1000mm。 在具體的工程中當(dāng)關(guān)柜的外形尺寸受實(shí)際條件的限制無法增加時，應(yīng)該采用復(fù)合絕緣，復(fù)合絕緣的空氣距離建議按下表選（單位）額定電壓海拔/m/kV7。21240.510003060200033662500 300035 3669 723500387540003978對于小型化中壓開關(guān)柜，用以環(huán)氧樹脂等固體絕緣材料整體澆注的電器設(shè),由于將外 絕緣變?yōu)閮?nèi)絕緣,也可以用于高拔地區(qū)，但一般固封工藝要求高，成本顯著增加。 2.2 空溫度降低及溫度變化增大的影響(1） 對產(chǎn)性能的影響。在海拔較高且環(huán)境溫度較低的地區(qū)，環(huán)境溫度對開關(guān)柜中一、二次元器(如

6、斷路器 等）的可靠性有一定的影,所必要還經(jīng)低試驗(yàn)產(chǎn)的能(2) 對品溫升的影響。氣壓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，由于散熱能力降低，而增加溫升。環(huán)境平均溫度 和最高溫度均隨海拔的升高而降低。高海拔環(huán)境氣溫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)行中的溫升增加。因,于開關(guān)和銅排等導(dǎo)一進(jìn)產(chǎn)設(shè)時 不慮海對升影。件明對拔度降說的按器說書容 用對于電抗器和變壓器，在設(shè)計時注明海拔高,由供方進(jìn)行相應(yīng)的設(shè).高壓固態(tài)軟起 動器中的可控硅和液體電阻等發(fā)熱器件按照相關(guān)產(chǎn)品選型規(guī)范選型。(3) 日溫差或溫度變化對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響。

7、高海拔空氣溫度的日夜溫差大較大的溫變使氧脂注產(chǎn)，電電 互器絕件容變、裂密結(jié)容破。（4）低溫環(huán)境要求在環(huán)境溫度較低的高海拔地區(qū),關(guān)柜內(nèi)的一、二次元器件除了滿足海拔的要求外，還 必須滿足低溫環(huán)境的要求傳動件潤方必滿低環(huán)的求2。3 環(huán)境穢水平對爬電距離的影響高污穢環(huán)境對電氣設(shè)備的影響重點(diǎn)表現(xiàn)在以下三方面：（1）整個電氣回路（一次、二和銅排連接的腐蝕影響高、低壓成套開關(guān)柜使用在一些使用環(huán)境出現(xiàn)高污穢腐蝕性氣體或鹽霧或粉塵等的電 氣室時，必然這些氣體或粉塵等在接觸潮濕性環(huán)境后，即可會轉(zhuǎn)化成很強(qiáng)的腐蝕(轉(zhuǎn)化為 酸,如 SO ，H S,氯氣、鹽霧等體，而電氣回路中常見處理工藝如鍍銀等或裸銅連接對這 些強(qiáng)酸非

8、常敏感，粉塵或氣體一旦轉(zhuǎn)化為強(qiáng)酸，就會腐蝕開關(guān)柜的電路部分，改變導(dǎo)線的 化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，觸點(diǎn)的傳導(dǎo)性等，數(shù)月后可出現(xiàn)的明顯后果:a）、裸銅母線的顏色變化：銅一些部位變?yōu)闇\藍(lán)銅的一些部位變/脫落粉 效應(yīng))；b）、腐蝕鍍銀母線和鍍銀開關(guān)頭（開關(guān)器件連接端頭或內(nèi)部觸)，致銀線突出 (銀須效應(yīng)；c）、本地母線的過熱，母線接點(diǎn)的傳導(dǎo)性降低，從而導(dǎo)致過熱；d）、可抽取式鍍銀觸點(diǎn)（電插輔助滑/入式觸開始氧化,它們變黑，并開 始出現(xiàn)過熱；e)、開關(guān)開始出現(xiàn)過熱、或停止行；f）、腐蝕帶有裸露表面的電(力線或輔助電，導(dǎo)致出現(xiàn)爆裂、高電阻等情況。 這些缺陷通常迅速出現(xiàn)于制造商的保質(zhì)期內(nèi)，直接影響開關(guān)柜的電氣性能

9、。如果是一次線路出現(xiàn)問題，將出現(xiàn)溫升過接地故障等事;如果是二次線路出現(xiàn)問題,卻出現(xiàn)誤分，誤合或拒動作或誤報等等缺陷，直接影響產(chǎn)品的運(yùn)行功能，事故后果非常嚴(yán),將會造 成大面積的停電以及破壞供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這些現(xiàn)象通常出現(xiàn)在以下領(lǐng)域通用工業(yè)流程中：石油和天然氣，化工，冶金、造紙或 紙漿廠、水,污水處理工廠、海島或港口工,舶或海上石油鉆井平臺等等使用領(lǐng)域。（2）結(jié)構(gòu)零件在高污穢環(huán)境下腐蝕影響據(jù)于上述使用環(huán)境中，結(jié)構(gòu)零件按常規(guī)的處理，也將出現(xiàn)腐蝕情況。結(jié)構(gòu)零件的表面 處理工藝是直接影響這些情況的原因，漆膜工藝和厚度，鍍鋅層工藝、附著力和厚度等等 指標(biāo)都應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境嚴(yán)酷程度不同，按等級進(jìn)行規(guī)范，有目

10、的選擇對應(yīng)的防護(hù)漆或鍍鋅 層厚度減腐蝕的作用，加強(qiáng)電化腐蝕和化學(xué)腐蝕的防護(hù)措.結(jié)構(gòu)零件的腐蝕也會直接 或間接影響產(chǎn)品的性能，尤其一些承擔(dān)動熱穩(wěn)定性的應(yīng)力的結(jié)構(gòu)零,如母線橫梁等，導(dǎo)致 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，最后影響成套開關(guān)設(shè)備的性能，如耐受短路強(qiáng)度等等；柜體結(jié)構(gòu)的緊固件 的腐蝕也是常見現(xiàn)象緊件的腐蝕將直接影響到結(jié)構(gòu)的強(qiáng).些情況都是結(jié)構(gòu)零件在高 污穢環(huán)境下的腐蝕影.（3）元器件在高污穢環(huán)境下的蝕影響元器件在高污穢環(huán)境下的腐蝕也是存在的，其腐蝕后造成的影響是顯而易見的，其后 果也很嚴(yán)重主在于部分選型人員未能關(guān)注環(huán)境因素下來選型，在這些特殊使用環(huán)境下， 元器件的設(shè)計和制造工藝是經(jīng)過特殊處理過的，包括其電路的工

11、藝設(shè)計、塑料的材料構(gòu) 成、接頭端子等。這些措施可以使開關(guān)器件等有耐鹽霧、耐腐蝕、耐潮濕等特性，國外的 器件在這些方面做得比較規(guī)范，如施耐德電氣公司的大部分低壓器件就有專門使用在 C1 或 3C2 等級的特性選型時可以詢相關(guān)的技術(shù)支持部門。器件作為成套設(shè)備的主要構(gòu)成,可靠性和安全性是非常關(guān)系到成套設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu) 劣器的選擇非常關(guān)鍵，所以在高污穢的環(huán)境下元器件選型一定要選擇適合的型號，來保 證三防功能的實(shí)現(xiàn)。從上述三方面的情況可以得知,高污穢環(huán)境下，高、低壓成套開關(guān)設(shè)備的設(shè)計和制 造，必須從器件的設(shè)計選型開,就應(yīng)注重環(huán)境因素的選型；并在產(chǎn)品制造工藝設(shè)計入, 解決電路耐腐蝕的問題和結(jié)構(gòu)零件的表面涂

12、敷防護(hù)問題，盡量減輕腐蝕性氣體或粉塵等造 成的腐蝕問題。其主要實(shí)現(xiàn)手段就是要從產(chǎn)品制造工藝設(shè)計層面考慮。對于高污穢環(huán)境下的電路腐蝕的防護(hù)，即導(dǎo)體的防護(hù)一般常用的防護(hù)工藝方法:導(dǎo) 全鍍，包縮管或硫化絕緣，或刷黑漆（三防漆種,或全長鍍鎳，或鍍鎳加鉻 等等方法。對于高污穢環(huán)境下的結(jié)構(gòu)設(shè)計，一方面要保證更高防護(hù)等級的封閉開關(guān)柜的設(shè)計實(shí) 現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮保證防護(hù)等級的實(shí)現(xiàn)，改善設(shè)計不合理的地方；另一方,對照相關(guān) 國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，選擇合適的金屬材料，使用腐能強(qiáng)的口鋁鋼或 不鋼。金屬板材的表面處理工藝規(guī)定進(jìn)行規(guī)范，如在工藝流中加鈍化處理，或二 道涂漆工藝（先防銹底漆涂敷后再面漆）等，同時考慮漆種的

13、選,涂層厚度、涂層附著力 及質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)等，內(nèi)部結(jié)構(gòu)件如用鍍鋅件，也要規(guī)范相應(yīng)的鍍鋅工藝要求，如鍍鋅工藝 流程、鍍鋅層厚度和鋅層附著力等。GBT 164341996 高壓空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標(biāo) 準(zhǔn)中環(huán)境污區(qū)分級標(biāo)準(zhǔn)如下:污鹽密,mg/cm2穢等級污濕特征線路發(fā)電廠、變電所0大氣清潔地區(qū)及離海岸鹽場 50km 以上無明顯污染地區(qū) 0。03 大氣輕度污染地區(qū)，工業(yè)區(qū)和人口低密集區(qū)，離海岸鹽場 10km50km 地。在污季節(jié)中干燥少(含毛)或雨量較多時0。030.060大氣中等污染地區(qū)，輕鹽堿和爐煙污穢地區(qū)，離海岸鹽場 3km10km 地區(qū)，在污閃節(jié)中潮濕多(含毛毛雨）但雨

14、量較少時0 0。 0。10 060。10大氣污染較嚴(yán)重地區(qū)，重霧和重鹽堿地區(qū)，近海岸鹽場 0.10 1km3km 地，工業(yè)與人口密度較大地區(qū)，離化學(xué)污源和爐 0.100.25 0。25煙污穢 300m1500m 的較嚴(yán)重污地區(qū)大氣特別嚴(yán)重污染地區(qū)，離海岸鹽場 1km 內(nèi)，離化學(xué)污 源和爐煙污穢 300m 以內(nèi)的地區(qū)0.250.350。250。35國際電工委員會將其劃分為四級污穢水.（1）輕：主要是沒有工業(yè)，裝熱設(shè)備的房屋密度較小的地區(qū)；工業(yè)或房屋密度較 小，但經(jīng)常有風(fēng)(或）雨的地區(qū)；農(nóng)業(yè)地山區(qū).所有這些地區(qū)至都離海邊 1020km，直接遭受海風(fēng)的作.（2）中等：不產(chǎn)生特別污染煙的工業(yè)區(qū)和（或）

15、裝供熱設(shè)備的房屋密度中等的地 區(qū)；房屋和（或）工業(yè)密度較大，但經(jīng)常有風(fēng)和（或）雨的地;會遭受海風(fēng)作用但離海岸 不太近（至少相隔幾千米）的地.(3）重：工業(yè)密度較大地區(qū)和產(chǎn)污染的供熱設(shè)備密度較大城市地;靠近海岸的地區(qū) 或是任何情況下都會遭受相當(dāng)強(qiáng)的海風(fēng)作用的地.（4）很重：能遭受到導(dǎo)電粉塵能產(chǎn)生特別厚的導(dǎo)電沉積物的工業(yè)煙灰的地,范圍 適度；很接近海岸和會受到海水霧氣噴濺或會受到很強(qiáng)的污染性海風(fēng)作用的地區(qū)，范圍適 度；長期無雨受到夾有沙和鹽的強(qiáng)風(fēng)作用且常有凝露的地區(qū)和沙漠地區(qū)。根據(jù)污染與凝露的嚴(yán)重情,爬距離取值如下：0 級污穢地區(qū)的對地爬電比不得小于 14mm/kV;-級污穢地區(qū)的對地爬電比不得小

16、1；-級污穢地區(qū)的對地爬電比不得小2；-級污穢地區(qū)的對地爬電比不得小25mm/kV;級污穢地區(qū)的對地爬電比距不得小31mm/kV各電壓等級的成套開關(guān)設(shè)備在不同海拔0級污穢地區(qū)時爬電距離如下表mm)額定電壓海拔高度/m/kV7。21240。51000 2000100 。8 113.9168 189 567 640.72500121201 。6680.43000129215725 。83500137.1228 。5771 。14000145.2241 816.5由于很多器件說明書中沒有標(biāo)注爬電距,所以在高穢境選電互器電 壓感、電感、路時隔開、柱緣等高壓連器時要 明穢別以供做相的計由于高海拔地區(qū)特殊

17、的氣象條件，在容易產(chǎn)生凝露的地除了采用加大元器件的外爬 距外，開關(guān)柜設(shè)計中采用濕控器加器結(jié)的法降凝的率2。4 改進(jìn)排及導(dǎo)電體的形狀，均勻電場分,防止尖端放電一般來說,電極的曲率半徑越大周邊的電場分布越均勻，空氣間隙的擊穿電壓就越 高。因此，在設(shè)計和制造中，銅排盡量選用圓角母排D 型排，同時盡可能地消除電極 上的銳緣、棱角、焊縫及毛刺等，降低電極的表面粗糟度值，改善電場分布。2。5 試驗(yàn)壓一般氣候條件下的工頻及沖擊耐電壓試驗(yàn)值如表所示。額定額定短時工頻耐壓kV （有效值）額定雷電沖擊耐壓kV( 峰值）電壓kV海拔高度m 1000 20002500 3000 3500 4000海拔高度m1000

18、2000 2500 3000 3500 40007.21240.523429526 27.6 29.4 31.3 33.1 60 47。5 50.4 53.8 57.1 60。5 75 107.3 114 121.6 129.2 136 。 18567。8 7284。8 90209 。 22276。8 81.6 86.496 97。5 108236.8 251.6 266.483 海拔地區(qū)戶內(nèi)低電氣設(shè)的設(shè)計要求 3.1、高海拔降容1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.其溫升遞增率為海拔每升高 100m,溫增加 0.1-0， 但

19、大多數(shù)產(chǎn)品均小于 0。4K。而原地區(qū)氣溫隨海拔高度的增加而降低，其遞減率為海拔 每升高 100m，溫降低足夠補(bǔ)償由海拔升高對電器溫升的影響。因,對使說書有海降說的壓器額電值以持變對連續(xù)作大熱電 , 可當(dāng)?shù)驮醇売脤υ谟妹髦忻髡f的按說書容用正泰的 NA11000 說書中無降容說明，而 20006300 中有降容要求如下：正的 NA8 系列降說如:常 CW1 系列容明下ABB 公司所產(chǎn)空氣斷路器降容說明如下：海拔高度（） =2000 3000 4000 5000 額定工作電壓（） 690 600 500 440 額定電流（） In 0。98In 0.93In 0.9InSchneider 公司生產(chǎn)的

20、塑殼斷路器 -NS630 型容說明如下： 海拔高度/m =2000 3000 4000 5000 額定電流/A 100- 800- 100- 800 100 800 100-630 1250 630 6301250 630 1250額定工作電/ 690 690 550 590 480 520 420 電流降低系數(shù) K 1 1 0.96 0。 0.93 0.96 0。999偉創(chuàng) AC60 系列變頻器降容說明:海拔高度（） =1000 2000 3000 4000 輸出電流（%In） In 0.94In 0.88In 0。82InABB 公司 ACS800、ACS510 系列變頻器降容說明如:800-12504600.94ABB 公司的 PST、PSTB 軟起起容說明：10004000m 降容系數(shù)為 0.007%/m施耐德的 ATS22 降容明：10002000 之間海拔高度，每升高 100m,額定電流降低 2，沒有 2000m 以的說明。施耐德的 ATV 系列變頻器降容說明1000m 上每升高 100m，功率降低 1%,400V 的 高海拔 3000m，500V/690V 的高海拔 2400m。3.2、絕緣耐壓普通型低壓電器在海拔 2500 時有 60%耐壓裕度，且通過對國產(chǎn)常用繼