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            關于高海拔對電力絕緣的分析
            作者:網絡
            來源:
            發表時間:2019-07-08
            論文正文

            中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:

              我國地域遼闊,各地地勢、氣溫、環境等均不相同,由于海拔高的地區均為高原地帶,交通極為不方便,且在電力工程施工中工期較短,所以,在電氣設計時,要根據高原地區的環境條件選擇適合的電氣設備、接線方式、運行方式等等。在電氣設備選用方面,要積極與供貨廠商溝通,選擇高原型電氣產品,對電氣設備海拔高度的適用等級作明確說明,提高電氣設備的使用性能,以此保證電氣設備安全、穩定、經濟運行。

              海拔超過1000m的地區稱為高海拔地區。由于高海拔地勢的影響,空氣也隨之變得稀薄,電氣設備在這種條件下的散熱效率便會降低;同時由于氣壓降低和大氣密度的減少,電氣設備的絕緣強度也會降低。因此,在海拔高的高原地區選擇電氣設備與平原地帶的電氣設備選擇有許多不同之處。在電氣設備的選擇中,大部分都是以正常海拔的使用環境為準,但在高海波地區,使用以此為參照的電氣參數及設備數據均不正常的,因為這樣會影響電氣設備的性能。高海拔地區氣壓低、氣溫低、空氣稀薄、日夜溫差大等特點對于電氣設備的溫升及絕緣兩方面均有顯著影響。所以,在海拔高的地方選擇電氣設備選擇要將這些情況考慮進去,尤其在在設計中更要將這些問題加以考慮進去。以確保電氣設備在高海拔地區安全、穩定、可靠地運行。結合多年工作經驗,對此問題淺析如下:

              1 高海拔地區的定義及其氣象條件的主要特征

              一般來說,凡海拔高度在1000m以上的地區統稱為高海拔地區。高海拔地區氣象條件的主要特征是:隨著海拔高度的增加,氣壓將逐漸減小,空氣密度隨之減??;空氣濕度將下降;太陽日照輻射強度大,晝夜溫差也較大。電氣設備的應用在不斷的擴大,海拔地區的使用越來越廣泛,但在設計、制造、安裝和使用上與平原型地區產品有著較大的區別。由于高海拔地區空氣較之低海拔地區的氣壓小,同等電壓下,空氣容易產生電離現象,所以需要提高絕緣等級和增加高壓電氣的間隙。青海為高海拔地區,大部分地區海拔在2000m以上,近年來隨著經濟的不斷發展,青海電網也在不斷發展、擴大,以西寧地區為主的電網架正在逐步向西部、西南部延伸。而這些地區的海拔多在3000m以上。眾所周知,由于空氣稀薄,氣壓低,造成設備的外絕緣放電電壓較平原地區(H成1000m)要低。因此,如何保證電力建設時設計的正確性、準確性,高海拔地區設備的安全運行便成為青海地區經濟能否健康發展的突出問題。

              2 高海拔地區對電氣設備性能的影響

              正常情況下,電氣設備的可靠運行的主要表現在工況條件下,其帶電部分與大地之間的絕緣間隙(空氣或復合絕緣間隙)不能被擊穿。大量的實驗室數據表明,電氣設備的間隙擊穿電壓隨著空氣壓力、密度、濕度的降低而降低。由于在高海撥地區,太陽日間輻射強度較大,電氣設備的外絕緣老化也快;高海撥地區晝夜溫差通常比較大,電氣設備的外絕緣絕緣密度也隨之降低;在高海拔地區,如果遇見驟熱驟冷,在電氣設備表面附著許多小水珠,形成凝露,最容易發生沿面閃絡放電的現象。所謂絕緣配合,就是正確處理系統中出現的各種過電壓與限壓措施,各種過電壓與各種絕緣抗電性能之間的固有矛盾,運用技術理論和判斷,選定保護措施,確定設備的絕緣水平,以便把作用于設備上的各種過電壓所引起的設備損壞和影響連續運行的概率,降低到經濟和技術上能接受的水平。

              3 高海拔地區對電氣設備的技術要求

              3.1 增大電氣設備的空氣間隙。由于間隙擊穿除與空氣的相對密度有關外,根據對流注理論的分析,在高海拔地區使用的電氣設備,增大電氣設備的空氣間隙。

              3.2 加大電氣設備的爬電距離。通過很多的試驗表明,電氣設備的絕緣介質濕閃或污閃電壓與電氣設備的絕緣爬電距離之間有著線性的關系。在一般情況下,當海拔高度滿足1000m≤H≤2000m時,開關柜柜內的一次元件可以按照II級污穢條件來設計其外絕緣爬電比距,即瓷質為18mm/kV;有機絕緣為20mm/kV。(個別污穢較重地區可按有機絕緣25mm/kV考慮)。一次元件通過采用全工況,加強型絕緣產品后因其外絕緣尺寸相對來說有一定的裕度,故應能完全滿足此種海拔高度條件下的運行要求。

              3.3 改進母線接線,增大電極的曲率半徑,防止尖端放電。一般說來,母排電極的曲率半徑越大,周邊的電場分布越均勻,氣隙的擊穿電壓也就越高。因此,在設計和制造中,母排應選用為邊緣帶圓角的R型排,全部采用經過硫化處理后的管形母線。同時還須盡可能地消除電極上的銳緣、棱角、焊縫、毛刺等,提高電極表面的光潔度,消除局部場強。

              3.4 電氣設備的絕緣采用復合絕緣。當海拔高度超過2000m時,通常情況電氣設備的外形應加寬、加高、加深相應尺寸,以確保滿足加大空氣絕緣的要求。在具體的設計過程中,往往會遇到比較特殊的情況,例如在開關柜時,如果安裝基礎按平原地區的柜形尺寸設計,在安裝時由于開關柜內存在空氣絕緣距離無法滿足的高海拔的要求,不能達到高海拔要求的電氣間隙,會造成無法安裝的局面。因此在設計時,應按高海拔地區的予以考慮,采用復合絕緣,這樣會能達到很好的絕緣效果。

              3.5 對電氣設備外殼結構的要求。在高海拔地區安裝時,要將相對地、相間距離等等因素考慮進去,按照電氣設備的實際情況,將電氣設備的外殼尺寸加大或縮小,否則會導致電氣設備無法按照。所以在設計階段或用戶在訂購電氣設備時應向制造廠家作具體咨詢。

              3.6 對電氣設備輔助防護應采取的措施。由于高海拔地帶特殊地勢、氣溫等自然因素的存在,非常容易產生凝露,在電氣設備安裝使用時,需要加大元電氣設備輔助器件的外絕緣、保護等措施,最方便、可行的輔助防護措施是采用凝露控制器與加熱元件相結合的辦法,這樣可以降低凝露發生的幾率。凝露控制器具有專用的傳感器,其體積小,重量輕,極其便于安裝,一般在一個電氣設備上安裝1~2個凝露控制器就可以。凝露控制器可以隨時監測搞海拔地區的濕度變化,被測電氣設備的濕度達到一定程度,有產生凝露的可能時,凝露控制器立即動作,其對應的加熱元件隨即開始加熱升溫,對電氣設備進行除濕、驅潮等處理。當產生凝露的條件消失后,加熱元件便自動斷開,凝露控制器又恢復到監測狀態。如此循環,由此來降低凝露發生的幾率。

              4 高壓電氣設備主要從以下幾個方面來滿足絕緣性能

              4.1 高壓電氣設備外表應帶有防護邊,并對動靜端進行包封處理,使外爬距大于固定要求尺寸。

              4.2 增大高壓電氣設備絕緣套筒的高度通過以上兩大改進措施后,高原型真空斷路器完全能夠滿足海拔4000m條件下的使用要求。

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