淺談變電一次設(shè)備外絕緣耐受電壓海拔修正方法并舉例說明

(國(guó)網(wǎng)青海省電力公司檢修公司 青海 西寧 810000)

一、前言

海拔是指所在地相對(duì)于海平面的高度，海拔超過1000米的地區(qū)稱為高海拔地區(qū)，隨著海拔的升高，電氣設(shè)備外絕緣擊穿電壓會(huì)有所降低，高海拔地區(qū)所使用的電氣設(shè)備應(yīng)選用高原型電氣產(chǎn)品，此類設(shè)備的外絕緣均經(jīng)過海拔修正，青海電網(wǎng)一次設(shè)備主要由于中東部地區(qū)廠家供應(yīng)，在設(shè)備出廠試驗(yàn)階段需要進(jìn)行出廠試驗(yàn)見證，出廠耐壓試驗(yàn)電壓值須經(jīng)過海拔修正，比規(guī)程規(guī)定試驗(yàn)值高，才能保證設(shè)備在使用地經(jīng)受的住耐壓試驗(yàn)的考核。

二、高海拔地區(qū)氣象條件對(duì)外絕緣影響

(一)高海拔地區(qū)主要?dú)庀筇卣?/p>

隨著海拔的升高大氣壓逐漸減小，在青藏高原地區(qū)，當(dāng)海拔高度為5500m時(shí)，大氣壓僅為海平面的一半，空氣濕度亦隨之降低，日照輻射強(qiáng)度曾大，晝夜溫差也較大。

(二)氣體放電理論

給氣體間隙兩端的電極加電壓到臨界電壓值時(shí)(兩端電壓超過氣體的飽和電流階段)，即進(jìn)入電子碰撞游離階段，空氣中帶電質(zhì)子(主要是游離的電子)在電場(chǎng)中獲得巨大能量而高速運(yùn)動(dòng)，與氣體分子碰撞后產(chǎn)生正離子和更多的電子，新形成的電子又在電場(chǎng)的作用下與其它氣體分子碰撞，使其游離，如此連鎖反應(yīng)便形成電子崩，電子崩向陽(yáng)極發(fā)展，最后形成一個(gè)具有高電導(dǎo)的通道，最終導(dǎo)致氣隙擊穿。

(三)高海拔條件對(duì)氣體間隙擊穿的影響

空氣中的水分子能夠俘獲自由電子而形成離子，對(duì)氣體的放電起到抑制作用，大氣的濕度增高，氣隙擊穿電壓也會(huì)增高，高海拔地區(qū)空氣濕度低，因而其氣隙擊穿電壓低。

當(dāng)電極距離固定時(shí)，如果氣壓增大，電子的平均自由行程減小，電子在電場(chǎng)方向積聚能量不夠，即使發(fā)生碰撞也不會(huì)游離，因而擊穿電壓提高。反之，氣壓降低時(shí)外絕緣擊穿電壓隨之降低。

綜上所述，同一電氣設(shè)備的外絕緣擊穿電壓在高海拔地區(qū)較低海拔地區(qū)有較明顯的降低。有研究表明，在海拔5000米以下的范圍內(nèi)，海拔高度每升高1000米，平均氣壓降低7.77-10.5kPa，電氣設(shè)備外絕緣強(qiáng)度降低8%-13%。對(duì)于設(shè)計(jì)定型的產(chǎn)品，由于其電氣間隙已經(jīng)固定，隨氣壓的降低，其外絕緣擊穿電壓也下降，為了保證產(chǎn)品在高海拔地區(qū)使用時(shí)有足夠的耐擊穿能力，必須加強(qiáng)外絕緣強(qiáng)度，同時(shí)在進(jìn)行出廠交接試驗(yàn)時(shí)，其試驗(yàn)電壓也應(yīng)進(jìn)行修正。

三、實(shí)際應(yīng)用舉例

目前，青海地區(qū)按照國(guó)家電網(wǎng)公司物資采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)《Q/GDW 13001-2014 高海拔外絕緣配置技術(shù)規(guī)范》中相關(guān)要求執(zhí)行，本文針對(duì)此規(guī)程中規(guī)定的修正方法進(jìn)行舉例說明。

(一)案例

750kV GIS設(shè)備、斷路器、隔離開關(guān)、支柱絕緣子等設(shè)備使用地海拔為1000-3000米，在海拔不超過1000m地區(qū)進(jìn)行外絕緣耐受電壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)分別對(duì)工頻耐受電壓、雷電沖擊耐受電壓、操作沖擊耐受電壓進(jìn)行修正，以上設(shè)備額定工頻耐受電壓為960kV，額定雷電沖擊耐受電壓為2100kV，額定操作沖擊耐受電壓為1550kV。

使用地海拔為1000-2000米時(shí)，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，其電氣設(shè)備外絕緣參數(shù)應(yīng)按照海拔2000m進(jìn)行選取,試驗(yàn)電壓修正如下：

使用地海拔為2000-2500米時(shí)，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，其電氣設(shè)備外絕緣參數(shù)應(yīng)按照海拔2500m進(jìn)行選取,試驗(yàn)電壓修正如下：

使用地海拔為2500-3000米時(shí)，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，其電氣設(shè)備外絕緣參數(shù)應(yīng)按照海拔3000m進(jìn)行選取,試驗(yàn)電壓修正如下：

四、結(jié)論

1.同一電氣設(shè)備的外絕緣擊穿電壓在高海拔地區(qū)較低海拔地區(qū)有較大程度的降低。

2.對(duì)于設(shè)計(jì)定型的產(chǎn)品，由于其電氣間隙已經(jīng)固定，隨氣壓的降低，其外絕緣擊穿電壓也下降，為了保證產(chǎn)品在高海拔地區(qū)使用時(shí)有足夠的耐擊穿能力，必須加強(qiáng)外絕緣強(qiáng)度，同時(shí)在進(jìn)行出廠交接試驗(yàn)時(shí)，其試驗(yàn)電壓也應(yīng)進(jìn)行修正。

3.按照國(guó)家電網(wǎng)公司物資采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)《Q/GDW 13001-2014 高海拔外絕緣配置技術(shù)規(guī)范》中相關(guān)要求執(zhí)行，在設(shè)備出廠試驗(yàn)見證過程中，應(yīng)注意耐壓試驗(yàn)電壓值是否已進(jìn)行修正。