技術天地
海拔高度對電氣設備會有什么影響
發布日期：2020-06-23 點擊：1517次
隨著海拔高度的增加，大氣的壓力下降，空氣密度和濕度相應地減少，其特征為：
a、空氣壓力或空氣密度較低；
b、空氣溫度較低，溫度變化較大；
c、空氣濕度較小；
d、大陽輻射照度較高；
e、降水量較少；
f、年大風日多；
g、土壤溫度較低，且凍結期長。
這些特征對電工設備性能有下面四大影響規律，列出如下：
一、空氣壓力或空氣密度降低的影響
1、對絕緣介質強度的影響
空氣壓力或空氣密度的降低，引起外絕緣強度的降低。在海拔至5000m范圍內，每升高1000m，即平均氣壓每降低7.7~10.5kPa,外絕緣強度降低8%~13%.
2、對電氣間隙擊穿電壓的影響對于設計定型的產品,由于其電氣間隙已經固定,隨空氣壓力的降低,其擊穿電壓也下降.為了保證產品在高原環境使用時有足夠的耐擊穿能力,必須增大電氣間隙.
3、對電暈及放電電壓的影響
a、高海拔低氣壓使高壓電機的局部放電起始電壓降低，電暈起始電壓降低，電暈腐蝕嚴重；
b、高海拔低氣壓使電力電容器內部氣壓下降，導致局部放電起始電壓降低；
c、高海拔低氣壓使避雷器內腔電壓降低，導致工頻放電電壓降低。
4、對開關電器滅弧性能的影響
空氣壓力或空氣密度的降低使空氣介質滅弧的開關電器滅弧性能降低，通斷能力下降和電壽命縮短。
a）、直流電弧的燃弧時間隨海拔升高或氣壓降低而延長；
b）、直流與交流電弧的飛弧距離隨海拔升高或氣壓降低而增加。http://www.jiaximan.com.cn/
5、對介質冷卻效應，即產品溫升的影響
空氣壓力或空氣密度的降低引起空氣介質冷卻效應的降低。對于以自然對流、強迫通風或空氣散熱器為主要散熱方式的電工產品，由于散熱能力的下降，溫升增加。在海拔至5000m范圍內，每升高1000m，即平均氣壓每降低7.7~10.5kPa,溫升增加3%~10%.
a、 靜止電器的溫升隨海拔升高的增高率，每100m一般在0.4K以內,但對高發熱電器,如電爐、電阻器、電焊機等電器，溫升隨海拔升高的增高率，每100m達到2K以上。
b、 電力變壓器溫升隨海拔的增高與冷卻方式有關，其增加率每100m為：油浸自冷，額定溫升的0.4%；干式自冷,額定溫升的0.5%；油浸強迫風冷，額定溫升的0.6%；干式強迫風冷,額定溫升的1.0%；
c、 電機的溫升隨海拔升高的增高率每100m為額定溫升的1%。
6、對產品機械結構和密封的影響
a、引起低密度、低濃度、多孔性材料（例如：電工絕緣材料、隔熱材料等）的物理和化學性質的變化；
b、潤滑劑的蒸發及塑料制品中增塑劑的揮發加速；
c、由于內外壓力差的增大，氣體或液體易從密封容器中泄漏或泄露率增大，有密封要求的電工產品，間接影響到電氣性能；
d、引起受壓容器所承受壓力的變化，導致受壓容器容易破裂。
二、空氣溫度降低及溫度變化（包括日溫差）增大的影響
1、高原環境空氣溫度對產品溫升的補償
平均空氣溫度和gao空氣溫度均隨海拔升高而降低，電工絕緣材料的熱老化壽命決定于平均空氣溫度。高原環境空氣溫度的降低可以部分或全部補償因氣壓降低而引起電工產品運行中溫升的增加。環境空氣溫度的補償值為0.5K/hm。
2、日溫差或溫度變化對產品結構的影響
高原空氣溫度的日溫差大。較大的溫度變化使產品外殼容易變形、龜裂，密封結構容易破裂。
三、空氣濕度減小的影響
1、濕度對外絕緣強度的影響
平均濕度隨海拔升高而降低。濕度降低時，電工產品的外絕緣強度降低，因此要考慮工頻放電電壓與沖擊閃絡電壓的濕度修正。
濕度修正以零海拔時的平均濕度：11g/m3為基準，具體修正按GB311.2中有關規定。
2、濕度對電機換向及炭刷磨損的影響
濕度的降低使換向器電機的換向火花增大，同時使電機炭刷的磨損率增加。
四、太陽輻射照度，包括紫外線輻射照度增加的影響
1、高原熱輻射增加的影響
海拔5000m時大太陽輻射度為低海拔時相應值的1.25倍，熱輻射對物體起加熱作用。對于戶外用電工產品，太陽熱輻射的增加引起較大的表面附加溫升，降低有機絕緣材料的材質性能，使材料變形，產生機械熱應力等影響。
2、高原紫外線輻射增加的影響
紫外線輻射照度隨海拔升高的增加率比太陽總輻射照度的增加率大得多，海拔3000m時已達低海拔時相應值的2倍。紫外線引起有機絕緣材料的加速老化，使空氣容易電離而導致外絕緣強度和電暈起始電壓降低。
從上述四大影響看出，高、低壓成套開關設備使用在高原環境上的設計應該減低這些影響，提高絕緣配合，同時增大電氣間隙，在選擇材料上和器件上綜合考慮，從結構設計和選擇高原型器件入手，解決相關技術問題，其主要實現手段就是要從產品設計層面考慮。
