淺析高原環(huán)境對(duì)絕緣子閃絡(luò)電壓的影響

段姝綺 劉文娟 白雪 沈宗丞

摘要：本文以絕緣子為研究對(duì)象，分別進(jìn)行高原模擬環(huán)境條件下絕緣子閃絡(luò)電壓試驗(yàn)。收集不同模擬環(huán)境條件下絕緣子閃絡(luò)電壓數(shù)據(jù)，分析絕緣子閃絡(luò)電壓與海拔之間的關(guān)系，為高原地區(qū)絕緣子的選型使用提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高原環(huán)境、絕緣子、閃絡(luò)電壓

引言

我國(guó)地勢(shì)西高東低，呈階梯狀分布。山地、高原面積廣大。中國(guó)有四大高原，其中海拔最高的城市平均海拔在4000米左右。近年來(lái)高原地區(qū)輸電工程不斷地增加，西電東送工程不斷完善，輸電線路橫跨不同海拔地區(qū)。高原地區(qū)海拔高、氣壓低、相對(duì)空氣密度小，同時(shí)環(huán)境溫差大，架空輸電線路運(yùn)行環(huán)境惡劣，而絕緣子在架空輸電線路中起到重要作用，它是一種特殊的絕緣控件，安裝在不同電位的導(dǎo)體之間或?qū)w與地電位構(gòu)件之間，能夠耐受電壓和機(jī)械應(yīng)力作用。若絕緣子因受到外部環(huán)境而損壞就會(huì)損害整條線路的使用和運(yùn)行壽命。因此對(duì)于不同高原環(huán)境條件下電工電子產(chǎn)品的研究分析十分重要，本文僅針對(duì)絕緣子不同海拔（不同氣壓）進(jìn)行試驗(yàn)分析。

1試驗(yàn)內(nèi)容及要求

1.1試驗(yàn)對(duì)象

1.2試驗(yàn)要求

模擬海拔1500m～2000m自然環(huán)境、3000m～3500m的自然環(huán)境及4000m的自然環(huán)境下，各選一個(gè)海拔點(diǎn)，共計(jì)三個(gè)海拔點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。依據(jù)GB/T 16927.1-2011《高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第1部分：一般定義及試驗(yàn)要求》附錄A.1.3連續(xù)放電試驗(yàn)，試驗(yàn)次數(shù)n≥10的要求，考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分散性，本次絕緣子的試驗(yàn)次數(shù)為15次。在選定的不同海拔下分別對(duì)樣品進(jìn)行15次試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，考慮誤差因素取每組數(shù)據(jù)的平均值作為該海拔下的閃絡(luò)電壓值。

樣品為新樣品，試驗(yàn)前需對(duì)樣品進(jìn)行檢查，樣品外觀應(yīng)完好，無(wú)裂紋等缺陷。同時(shí)樣品應(yīng)保持干燥，表面無(wú)污穢等雜質(zhì)，排除樣品自身缺陷對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)造成的影響，保證后續(xù)試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。

1.3試驗(yàn)設(shè)備

模擬海拔試驗(yàn)是在高原模擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室可以模擬海拔高度：（0～7000）m，溫度：-45℃～+50℃，濕度：30%～99%，且實(shí)驗(yàn)室溫度濕度均可調(diào)控。耐壓設(shè)備為工頻電壓測(cè)試系統(tǒng)，輸出電壓范圍（0～300）kV，試驗(yàn)設(shè)備均運(yùn)行正常，都經(jīng)第三方校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)且在有效期范圍內(nèi)。

2試驗(yàn)數(shù)據(jù)

分別在海拔2000m、3500m、4000m模擬環(huán)境條件下對(duì)針式瓷絕緣子和盤(pán)形懸式瓷絕緣子進(jìn)行試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再根據(jù)閃絡(luò)電壓值計(jì)算出海拔升高后閃絡(luò)電壓降低百分比。

3結(jié)果分析

依據(jù)針式絕緣子和盤(pán)形懸式絕緣子不同海拔下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表2分別繪制曲線，如圖1、圖2所示：

由圖1、圖2可知同一型號(hào)絕緣子海拔高度升高閃絡(luò)電壓值降低，由表2中閃絡(luò)電壓降低百分比試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知同一型號(hào)絕緣子海拔升高500m與海拔升高1500m的閃絡(luò)電壓降低百分比呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明海拔升高的高度越高，閃絡(luò)電壓值降低的越低。同時(shí)由表2中閃絡(luò)電壓降低百分比試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知不同型號(hào)絕緣子之間的降低百分比也有所差異，且只有兩組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，每次試驗(yàn)海拔上升高度無(wú)不一致，所以無(wú)法確定是否為線性相關(guān)。但由整體的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知海拔對(duì)絕緣子閃絡(luò)電壓有一定的影響即為海拔高度升高閃絡(luò)電壓值降低。

從不同產(chǎn)品型號(hào)的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)分析，在濕度，溫度、氣壓基本一致的干燥環(huán)境中，同時(shí)保證試驗(yàn)用絕緣子是干凈無(wú)污穢的，所以不考慮污穢對(duì)絕緣子閃絡(luò)電壓影響的情況，且試驗(yàn)在戶內(nèi)進(jìn)行排除雷電天氣現(xiàn)象影響。從不同型號(hào)來(lái)看針式絕緣子和盤(pán)形懸式絕緣子的閃絡(luò)電壓有一定的差異，但從所得數(shù)據(jù)整體來(lái)看海拔對(duì)絕緣子閃絡(luò)電壓的影響是可以肯定的。

因此高壓絕緣子在高原地區(qū)使用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)海拔的高原環(huán)境模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)品是否滿足安裝海拔環(huán)境條件的需求，同時(shí)設(shè)備投入使用后的安全可靠運(yùn)行和設(shè)備的使用壽命也才能的到保障。

4結(jié)束語(yǔ)

由本次的研究試驗(yàn)可知海拔對(duì)絕緣子閃絡(luò)電壓有一定的影響，但試驗(yàn)對(duì)象僅是盤(pán)形和針式瓷絕緣子，試驗(yàn)對(duì)象不夠全面，試驗(yàn)手段也不夠完善。同時(shí)影響絕緣子在高原環(huán)境下的因素僅考慮海拔（氣壓）因素，研究不夠全面。本次的研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以為絕緣子在高原地區(qū)的使用提供參考依據(jù)。通過(guò)本次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比可知在高原產(chǎn)品投入運(yùn)行前的環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證十分有必要，同時(shí)高原環(huán)境模擬試驗(yàn)也是為高原地區(qū)電器產(chǎn)品的安全可靠運(yùn)行提供一定的保障。

參考文獻(xiàn)：

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[4]GB/T 14597-2010《電工產(chǎn)品不同海拔的氣候環(huán)境條件》