高原气候条件对电工产品性能和电气设备的影响规律

　　高原具有较恶劣的自然气候条件，其特征为：a、空气压力或空气密度较低；b、空气温度较低，温度变化较大；c、空气绝对湿度较小；d、大阳辐射照度较 高；e、降水量较少；f、年大风日多；g、土壤温度较低，且冻结期长。这些特征对电工产品性能有下面四大影响规律，列出如下：

　　1、空气压力或空气密度降低的影响

　　1）对绝缘介质强度的影响

　　空气压力或空气密度的降低，引起外绝缘强度的降低。在海拔至5000m范围内，每升高1000m，即平均气压每降低7.7~10.5kPa,外绝缘强度降低8%~13%.　　2)对电气间隙击穿电压的影响　　对于设计定型的产品,由于其电气间隙已经固定,随空气压力的降低,其击穿电压也下降.为了保证产品在高原环境使用时有足够的耐击穿能力,必须增大电气间隙.高原用电工产品的电气间隙可按下表进行修正.

　　3)对电晕及放电电压的影响

a、高海拔低气压使高压电机的局部放电起始电压降低，电晕起始电压降低，电晕腐蚀严重；

b、高海拔低气压使电力电容器内部气压下降，导致局部放电起始电压降低；

　　c、高海拔低气压使避雷器内腔电压降低，导致工频放电电压降低。

4）对开关电器灭弧性能的影响　　空气压力或空气密度的降低使空气介质灭弧的开关电器灭弧性能降低，通断能力下降和电寿命缩短。a）、直流电弧的燃弧时间随海拔升高或气压降低而延长；b）、直流与交流电弧的飞弧距离随海拔升高或气压降低而增加。

5）对介质冷却效应，即产品温升的影响

空气压力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，由于散热能力的下降，温升增加。在海拔至5000m范围内，每升高1000m，即平均气压每降低7.7~10.5kPa,温升增加3%~10%.

a、 静止电器的温升随海拔升高的增高率，每100m一般在0.4K以内,但对高发热电器,如电炉、电阻器、电焊机等电器，温升随海拔升高的增高率，每100m达到2K以上。

b、 电力变压器温升随海拔的增高与冷却方式有关，其增加率每100m为：油浸自冷，额定温升的0.4%；干式自冷,额定温升的0.5%；油浸强迫风冷，额定温升的0.6%；干式强迫风冷,额定温升的1.0%；

c、 电机的温升随海拔升高的增高率每100m为额定温升的1%。

6）对产品机械结构和密封的影响

a、引起低密度、低浓度、多孔性材料（例如：电工绝缘材料、隔热材料等）的物理和化学性质的变化；

　　b、润滑剂的蒸发及塑料制品中增塑剂的挥发加速；

　　c、由于内外压力差的增大，气体或液体易从密封容器中泄漏或泄露率增大，有密封要求的电工产品，间接影响到电气性能；

　　d、引起受压容器所承受压力的变化，导致受压容器容易破裂。

2、空气温度降低及温度变化（包括日温差）增大的影响

　　1）高原环境空气温度对产品温升的补偿

　　平均空气温度和最高空气温度均随海拔升高而降低，电工绝缘材料的热老化寿命决定于平均空气温度。高原环境空气温度的降低可以部分或全部补偿因气压降低而引起电工产品运行中温升的增加。环境空气温度的补偿值为0.5K/hm。

　　2）日温差或温度变化对产品结构的影响

　　高原空气温度的日温差大。较大的温度变化使产品外壳容易变形、龟裂，密封结构容易破裂。

　　3、空气绝对湿度减小的影响

　　1）、绝对湿度对外绝缘强度的影响

　　平均绝对湿度随海拔升高而降低。绝对湿度降低时，电工产品的外绝缘强度降低，因此要考虑工频放电电压与冲击闪络电压的湿度修正。

　　湿度修正以零海拔时的平均绝对湿度：11g/m3为基准，具体修正按GB311.2中有关规定。

　　2）、绝对湿度对电机换向及炭刷磨损的影响

　　绝对湿度的降低使换向器电机的换向火花增大，同时使电机炭刷的磨损率增加。

　　4、太阳辐射照度，包括紫外线辐射照度增加的影响

　　1）高原热辐射增加的影响

　　海拔5000m时最大太阳辐射度为低海拔时相应值的1.25倍，热辐射对物体起加热作用。对于户外用电工产品，太阳热辐射的增加引起较大的表面附加温升，降低有机绝缘材料的材质性能，使材料变形，产生机械热应力等影响。

　　2）高原紫外线辐射增加的影响

　　紫外线辐射照度随海拔升高的增加率比太阳总辐射照度的增加率大得多，海拔3000m时已达低海拔时相应值的2倍。紫外线引起有机绝缘材料的加速老化，使空气容易电离而导致外绝缘强度和电晕起始电压降低。

　　从上述四大影响看出，高、低压成套开关设备使用在高原环境上的设计应该减低这些影响，提高绝缘配合，同时增大电气间隙，在选择材料上和器件上综合考虑，从结构设计和选择高原型器件入手，解决相关技术问题，其主要实现手段就是要从产品设计层面考虑。