关于高海拔对电力绝缘的分析
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摘要：本文作者结合实际工作经验，对高海拔对绝缘的影响进行了分析，供同行参考借鉴。
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：
我国地域辽阔，各地地势、气温、环境等均不相同，由于海拔高的地区均为高原地带，交通极为不方便，且在电力工程施工中工期较短，所以，在电气设计时，要根据高原地区的环境条件选择适合的电气设备、接线方式、运行方式等等。在电气设备选用方面，要积极与供货厂商沟通，选择高原型电气产品，对电气设备海拔高度的适用等级作明确说明，提高电气设备的使用性能，以此保证电气设备安全、稳定、经济运行。
海拔超过1000m的地区称为高海拔地区。由于高海拔地势的影响，空气也随之变得稀薄，电气设备在这种条件下的散热效率便会降低；同时由于气压降低和大气密度的减少，电气设备的绝缘强度也会降低。因此，在海拔高的高原地区选择电气设备与平原地带的电气设备选择有许多不同之处。在电气设备的选择中，大部分都是以正常海拔的使用环境为准，但在高海波地区，使用以此为参照的电气参数及设备数据均不正常的，因为这样会影响电气设备的性能。高海拔地区气压低、气温低、空气稀薄、日夜温差大等特点对于电气设备的温升及绝缘两方面均有显著影响。所以，在海拔高的地方选择电气设备选择要将这些情况考虑进去，尤其在在设计中更要将这些问题加以考虑进去。以确保电气设备在高海拔地区安全、稳定、可靠地运行。结合多年工作经验，对此问题浅析如下：
1 高海拔地区的定义及其气象条件的主要特征
一般来说，凡海拔高度在1000m以上的地区统称为高海拔地区。高海拔地区气象条件的主要特征是：随着海拔高度的增加，气压将逐渐减小，空气密度随之减小；空气湿度将下降；太阳日照辐射强度大，昼夜温差也较大。电气设备的应用在不断的扩大，海拔地区的使用越来越广泛，但在设计、制造、安装和使用上与平原型地区产品有着较大的区别。由于高海拔地区空气较之低海拔地区的气压小，同等电压下，空气容易产生电离现象，所以需要提高绝缘等级和增加高压电气的间隙。青海为高海拔地区，大部分地区海拔在2000m以上，近年来随着经济的不断发展，青海电网也在不断发展、扩大，以西宁地区为主的电网架正在逐步向西部、西南部延伸。而这些地区的海拔多在3000m以上。众所周知，由于空气稀薄，气压低，造成设备的外绝缘放电电压较平原地区(H成1000m)要低。因此，如何保证电力建设时设计的正确性、准确性，高海拔地区设备的安全运行便成为青海地区经济能否健康发展的突出问题。
2 高海拔地区对电气设备性能的影响
正常情况下，电气设备的可靠运行的主要表现在工况条件下，其带电部分与大地之间的绝缘间隙（空气或复合绝缘间隙）不能被击穿。大量的实验室数据表明，电气设备的间隙击穿电压随着空气压力、密度、湿度的降低而降低。由于在高海拨地区，太阳日间辐射强度较大，电气设备的外绝缘老化也快；高海拨地区昼夜温差通常比较大，电气设备的外绝缘绝缘密度也随之降低；在高海拔地区，如果遇见骤热骤冷，在电气设备表面附着许多小水珠，形成凝露，最容易发生沿面闪络放电的现象。所谓绝缘配合，就是正确处理系统中出现的各种过电压与限压措施，各种过电压与各种绝缘抗电性能之间的固有矛盾，运用技术理论和判断，选定保护措施，确定设备的绝缘水平，以便把作用于设备上的各种过电压所引起的设备损坏和影响连续运行的概率，降低到经济和技术上能接受的水平。
3 高海拔地区对电气设备的技术要求
3.1 增大电气设备的空气间隙。由于间隙击穿除与空气的相对密度有关外，根据对流注理论的分析，在高海拔地区使用的电气设备，增大电气设备的空气间隙。
3.2 加大电气设备的爬电距离。通过很多的试验表明，电气设备的绝缘介质湿闪或污闪电压与电气设备的绝缘爬电距离之间有着线性的关系。在一般情况下，当海拔高度满足1000m≤H≤2000m时，开关柜柜内的一次元件可以按照II级污秽条件来设计其外绝缘爬电比距，即瓷质为18mm/kV；有机绝缘为20mm/kV。（个别污秽较重地区可按有机绝缘25mm/kV考虑）。一次元件通过采用全工况，加强型绝缘产品后因其外绝缘尺寸相对来说有一定的裕度，故应能完全满足此种海拔高度条件下的运行要求。
3.3 改进母线接线，增大电极的曲率半径，防止尖端放电。一般说来，母排电极的曲率半径越大，周边的电场分布越均匀，气隙的击穿电压也就越高。因此，在设计和制造中，母排应选用为边缘带圆角的R型排，全部采用经过硫化处理后的管形母线。同时还须尽可能地消除电极上的锐缘、棱角、焊缝、毛刺等，提高电极表面的光洁度，消除局部场强。
3.4 电气设备的绝缘采用复合绝缘。当海拔高度超过2000m时，通常情况电气设备的外形应加宽、加高、加深相应尺寸，以确保满足加大空气绝缘的要求。在具体的设计过程中，往往会遇到比较特殊的情况，例如在开关柜时，如果安装基础按平原地区的柜形尺寸设计，在安装时由于开关柜内存在空气绝缘距离无法满足的高海拔的要求，不能达到高海拔要求的电气间隙，会造成无法安装的局面。因此在设计时，应按高海拔地区的予以考虑，采用复合绝缘，这样会能达到很好的绝缘效果。
3.5 对电气设备外壳结构的要求。在高海拔地区安装时，要将相对地、相间距离等等因素考虑进去，按照电气设备的实际情况，将电气设备的外壳尺寸加大或缩小，否则会导致电气设备无法按照。所以在设计阶段或用户在订购电气设备时应向制造厂家作具体咨询。
3.6 对电气设备辅助防护应采取的措施。由于高海拔地带特殊地势、气温等自然因素的存在，非常容易产生凝露，在电气设备安装使用时，需要加大元电气设备辅助器件的外绝缘、保护等措施，最方便、可行的辅助防护措施是采用凝露控制器与加热元件相结合的办法，这样可以降低凝露发生的几率。凝露控制器具有专用的传感器，其体积小，重量轻，极其便于安装，一般在一个电气设备上安装1～2个凝露控制器就可以。凝露控制器可以随时监测搞海拔地区的湿度变化，被测电气设备的湿度达到一定程度，有产生凝露的可能时，凝露控制器立即动作，其对应的加热元件随即开始加热升温，对电气设备进行除湿、驱潮等处理。当产生凝露的条件消失后，加热元件便自动断开，凝露控制器又恢复到监测状态。如此循环，由此来降低凝露发生的几率。
4 高压电气设备主要从以下几个方面来满足绝缘性能
4.1 高压电气设备外表应带有防护边，并对动静端进行包封处理，使外爬距大于固定要求尺寸。
4.2 增大高压电气设备绝缘套筒的高度通过以上两大改进措施后，高原型真空断路器完全能够满足海拔4000m条件下的使用要求。
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