高原電氣設(shè)備選型手冊(cè)
電氣被高原反應(yīng)的主要原因是因?yàn)榭諝饷芏鹊臏p少而引起電氣設(shè)備熱量散發(fā)使設(shè)備“體溫”升高而導(dǎo)致絕緣損壞,所以在海拔高度較大的地區(qū)使用的電氣設(shè)備,一般都要降容使用,簡單說就是用較大容量的電器充當(dāng)小容量的電器設(shè)備使用,下面是學(xué)習(xí)啦小編精心為你們整理的高原電氣設(shè)備選型手冊(cè)的相關(guān)內(nèi)容,希望你們會(huì)喜歡!
高原電氣設(shè)備選型手冊(cè)
電氣設(shè)備在選型中, 因海拔高而考慮降容, 要選擇比低海拔容量更大的設(shè)備, 比如空氣開關(guān), 低海拔能通過50A 電流,在2000米以上要除以80%,每上升100米減低1%,不理解是為什 么!
我想可能是這樣,海拔高,通常是一種溫度比較低,而通常的絕緣材料在低溫下會(huì)發(fā)生一系 列的物性變化。另外溫度的變化也會(huì)引起濕度的變化,還有空氣的稀薄,也會(huì)降低絕緣。因 此要考慮。
答案補(bǔ)充 海拔高100米,溫度降低0.6度。溫度的降低直接導(dǎo)致了絕緣材料的絕緣性能下降,如脆化, 強(qiáng)度貶低等。另外,海拔高的地方溫差教大,容易產(chǎn)生凝結(jié)霧氣,降低絕緣。還有溫度下降, 海拔高導(dǎo)致空氣稀薄,相當(dāng)于絕緣空氣層薄了,同時(shí)濕度會(huì)相應(yīng)變大。因?yàn)檫@些原因,防止 過流擊穿,要降低容量。海拔高度超過1000m 的地區(qū)稱為高原地區(qū)。高原地區(qū)氣候的主要特 征是:氣壓、溫度、濕度隨海拔的增高而減小,太陽幅射隨海拔增高而增高。于是給電器元件 的運(yùn)行帶來了許多不利的影響。而我國的一般電器元件則是按海拔≤1000m 的環(huán)境條件設(shè)計(jì) 的。因此研究高原環(huán)境對(duì)采金船電氣產(chǎn)品及設(shè)備的影響及其所采取的措施,對(duì)今后指導(dǎo)采金船電氣設(shè)計(jì)和低壓電器元件的選型是有著一定的意義。
不同海拔高度的大氣壓、空氣密度和濕度
海拔高度(m) 0 1000 1500 2000 2500 3000 3500 相對(duì)大氣壓 1 0.888 0.835 0.786 0.741 0.695 0.655 相對(duì)空氣密度 1 0.9085 0.865 0.824 0.784 0.745 0.708 絕對(duì)濕度(g/m3) 11 7.64 6.37 5.33 4.42 3.68 3.08
從上表可以看出,在3500m 處的大氣壓僅為海平面大氣壓的65.5%。 日溫差大、風(fēng)沙大,引起熱脹冷縮變化劇烈,使設(shè)備密封不易保持,密封材料老化快,產(chǎn)生 滲漏。
由于低溫、晝夜溫差大,使儀表中的線性元件特性發(fā)生線性變化,測試儀表(包括壓力 表、液壓表、流量計(jì)等)普遍存在精度降低、重復(fù)性差,零點(diǎn)漂移嚴(yán)重。
橡膠密封件經(jīng)低溫試驗(yàn)表明,隨著溫度的下降,其硬度、扯斷強(qiáng)度及伸漲率三項(xiàng)機(jī)械性能均表現(xiàn)出不同程度的下降趨勢(shì)。
由于晝夜溫差大,溫度變化快,設(shè)備外絕緣表面容易產(chǎn)生凝露,在低氣壓、污穢等綜合作用下,絕緣強(qiáng)度急劇下降,極易產(chǎn)生運(yùn)行電壓的絕緣閃絡(luò)事故。 太陽輻射的影響
高原地區(qū)日照強(qiáng)烈,紫外線強(qiáng)度大,會(huì)促使絕緣材料老化加快,特別是有機(jī)絕緣材料, 會(huì)加速油漆涂層的老化和龜裂。
低壓電器在高海拔地區(qū)的使用
根據(jù) JB/Z0103-11標(biāo)準(zhǔn)及科研部門的調(diào)查研究,現(xiàn)有普通型低壓電器在高原地區(qū)的使用 如下:
1、溫度:現(xiàn)有一般低壓電器產(chǎn)品,使用于高原地區(qū)時(shí),其動(dòng)、靜觸頭和導(dǎo)電體以及線圈 等部分的溫度隨海拔高度的增加而遞增。其溫升遞增率為海拔每升高100M,溫升增加 0.1-0.5K,但大多數(shù)產(chǎn)品均小于0.4K。而高原地區(qū)氣溫隨海拔高度的增加而降低,其遞減率 為海拔每升高100M,氣溫降低足夠補(bǔ)償由海拔升高對(duì)電器溫升的影響。因此,低壓電器的額 定電流值可以保持不變,對(duì)于連續(xù)工作的大發(fā)熱量電器,可適當(dāng)降低電源等級(jí)使用。
2、絕緣耐壓:普通型低壓電器在海拔2500時(shí)仍有60%的耐壓裕度,且通過對(duì)國產(chǎn)常用繼 電器與轉(zhuǎn)換開關(guān)等的試驗(yàn)表明,在海拔4000m 及以下地區(qū),均可在其額定電壓下正常運(yùn)行。
3、動(dòng)作特性:海拔升高時(shí),雙金屬片的動(dòng)作特性有少許變化,但在海拔4000m 下時(shí),均 在其技術(shù)條件規(guī)定的特性曲線"帶"范圍內(nèi)。在采用低壓斷路器時(shí),應(yīng)留有一定的短路與工作 余量。
附加說明: 1.經(jīng)查相關(guān)資料:甘孜、阿壩、涼山等地區(qū)的平均海拔約3500m;成都地區(qū)的平均海拔約 為500m。
2.為確保斷路器可靠工作,額定工作電流建議按80~90%In 降容使用,選擇 M 型分?jǐn)嗄?力的斷路器。
海拔越高,空氣越稀薄,電器的散熱條件以及觸點(diǎn)的滅弧電壓就會(huì)改變;因
為海拔高度,空氣稀薄,即使電 器的散熱條件變差,又給電弧的熄滅帶來了困難。 據(jù)試驗(yàn),海拔每升高100m,溫升要增大0.1~0.5℃,而氣溫則降低0.5℃,所以海拔高度對(duì)溫升的影響很小, 可以不考慮。至于絕緣強(qiáng)度和分?jǐn)嗄芰t不然,一般海拔每升高100m,電氣間隙和漏電距離的擊穿強(qiáng)度將 降0.5~1%。因此,將電器用于海拔高度超過2000m 的地區(qū)時(shí),應(yīng)增強(qiáng)電器的絕緣強(qiáng)度,并降低對(duì)分?jǐn)嗄芰Φ囊?。Quantum 最高能工作在5000米的地方.但要保證其正常工作,當(dāng)海拔高于2000米,海拔 每增加1000米,系統(tǒng)能工作的最大環(huán)境溫度要減少6℃.在海拔為2000米時(shí),系統(tǒng)允許的最大環(huán) 境溫度為60℃,如要工作在海拔為3000米的地方, 系統(tǒng)允許的最大環(huán)境溫度為60℃-6℃=54℃.
海拔高度對(duì)電機(jī)溫升,電機(jī)電暈(高壓電機(jī))及直流電機(jī)的換向均有不利影響。應(yīng)注意以下 三方面:
(1) 海拔高,電機(jī)溫升越大,輸出功率越小。但當(dāng)氣溫隨海拔的升高而降低足以補(bǔ)償海 拔對(duì)溫升的影響時(shí),電機(jī)的額定輸出功率可以不變;
(2) 高壓電機(jī)在高原使用時(shí)要采取防電暈措施;
(3) 海拔高度對(duì)直流電機(jī)換向不利,要注意碳刷材料的選用。
但實(shí)際應(yīng)當(dāng)多留些余量,因?yàn)楹0胃咛幍沫h(huán)境溫度也不總是那么低。首先在高海時(shí)如何修正 溫升限值, GB755中給了一個(gè)修正表(表8), 見附件. 表中第3條指出不需要修正。 因?yàn)闇y試地點(diǎn)都在1000米以下,所以 GB755中又給出了在測試地點(diǎn)溫升限值的修正表10。 如果我們要求 F 級(jí)115K,海拔3000m,根據(jù)表10 公式計(jì)算得出在測試地點(diǎn)的溫升= 115X(1(3000-1000)/10000)= 92K 就是說我們?cè)跍y試區(qū)里測試時(shí),溫升限制只有92K。
『 KYN28A-12型開關(guān)柜用于高海拔地區(qū)絕緣設(shè)計(jì)與驗(yàn)證『 更新時(shí)間:2008-2-27 』 字體:變 小 變大 』 作者:佚名 | 來源:工業(yè)電器網(wǎng) 』 我國雖然大部分人口都在沿海地區(qū),但我 『 國卻是一個(gè)高原地區(qū)眾多的國家,國土面積在海拔1000m 及以上的面積卻占全國總面積的 65%,水電資源3/4在西南、西北高原地區(qū),煤炭資源大部分在新疆、山西、內(nèi)蒙、寧夏等 地區(qū)。隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施。這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展明顯加快,開發(fā)西部水電資源、 建設(shè)大型坑口發(fā)電廠, 加上與東南亞及非洲高原地區(qū)的國際合作項(xiàng)目和貿(mào)
易往來不斷地增多, 這些地區(qū)所需要的適合高海拔地區(qū)使用的開關(guān)設(shè)備也相應(yīng)的增多,我公 司結(jié)合一項(xiàng)出口工程的需要研制了適合海拔2500m 使用的 KYN28A-12/(G)型開關(guān)柜,今將 解決絕緣部分的主要項(xiàng)目總結(jié)歸納如下:
設(shè)備的絕緣水平,是開關(guān)設(shè)備絕緣設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。中壓開關(guān)設(shè)備的絕緣水平通常是以 其額定短時(shí)(1min)工頻耐受電壓(PF-WV)和額定雷電沖擊耐受電壓(BIL)來表征的,對(duì)高海拔 地區(qū)使用的開關(guān)設(shè)備而言, 主要是考核外絕緣, 因此對(duì)這種開關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)首先要確定 PFWV 和 BIL 在海拔1000m 以下的生產(chǎn)廠所在地的出廠耐壓值,隨著海拔的增高空氣絕緣強(qiáng)度相應(yīng) 降低,因此開關(guān)設(shè)備內(nèi)部帶電體之間和對(duì)地的空氣絕緣距離要加大,絕緣體表面沿面爬電距 離要相應(yīng)加大。
1 外絕緣試驗(yàn)電壓的確定
1.1根據(jù) GB311.1—1997規(guī)定:“當(dāng)高壓電器用于海拔1000m 以上,但不超過4000m 時(shí),其外絕緣試驗(yàn)電壓應(yīng)為耐受電壓乘上系數(shù) Ka,其公式為 Ka=1/(1.1-H×10-4),式中 H 為使用地點(diǎn)的海拔(已知 H=2500m),Ka—海拔校正因數(shù)。現(xiàn)將已知數(shù)據(jù)代人公式進(jìn)行驗(yàn)算:
已知開關(guān)設(shè)備按 DL/T404—1997規(guī)定額定電壓12kV 的規(guī)定耐壓值
u1:PFWV=42kv/ 1min,u1’:BIL=75kV;將已知數(shù)據(jù)帶人公式計(jì)算出開關(guān)設(shè)備在海拔2500m 運(yùn)行條件下,在 地處海拔1000m 以下地區(qū)出廠試驗(yàn)電壓值如下:
1.2根據(jù) GB/T11022—1999規(guī)定高海拔修正系數(shù) Ka,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)于安裝在海拔高于 1000m 處的設(shè)備,外絕緣在標(biāo)準(zhǔn)參考大氣條件下的絕緣水平應(yīng)該將使用場所要求的絕緣耐受 電壓乘以系數(shù) Ka 來校正,系數(shù) Ka 按標(biāo)準(zhǔn)中圖1的曲線選取,或按公式
1.3接 GB311.1—1997規(guī)定的計(jì)算方法和 GB 胛11022—1999規(guī)定的計(jì)算方法相比.后者 計(jì)算結(jié)果高于前者,現(xiàn)對(duì) PFWV 取51kV.對(duì) BIL 取91kV 作為型式試驗(yàn)依據(jù)。
2 空氣絕緣距離的確定與驗(yàn)算
2.1 按照八十年代原兩部(原能源部和機(jī)電部)聯(lián)合攻關(guān)組通過試驗(yàn)驗(yàn)證所確定的空氣絕 緣距離,當(dāng)額定電壓為12kV.海拔高度為2500m 時(shí)相對(duì)地和相間帶電體之間空氣絕緣距離為 144mm。
2.2 空氣絕緣距離的驗(yàn)算 2.2.1 對(duì)工頻放電電壓的驗(yàn)算
2.3 對(duì)絕緣件沿面爬電距離的確定和驗(yàn)算:
2.3.1 爬電距離的確
按80年代原部攻關(guān)組試驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)來看,對(duì)絕緣件(指以 DMC、SMC:及環(huán)氧 樹脂為原料制成的部件)只要選用加強(qiáng)絕緣型(亦稱全工況)產(chǎn)品基本上能滿足海拔2500m 及以 下地區(qū)要求。
2.3.2 爬電距離的驗(yàn)算
已知加強(qiáng)絕緣型的有機(jī)絕緣材料制成絕緣件沿面爬電距離12kV 時(shí)為24cm,將已知數(shù)據(jù) 代人經(jīng)驗(yàn)公式驗(yàn)算如下:
3 現(xiàn)有 KYN28A—12型標(biāo)準(zhǔn)型開關(guān)柜應(yīng)用到海拔2500m 的地方運(yùn)行,在開關(guān)柜外形尺 寸(W800×D1500×H2300mm)不變的條件下,對(duì)一次導(dǎo)電回路有關(guān)元器件和母線等采取相應(yīng)技 術(shù)措施,基本辦法是對(duì)帶電體之間和帶電體對(duì)地之間的空氣絕緣距離不足144mm 地方采用復(fù) 合絕緣或改變導(dǎo)體幾何形狀等措施。
3.1 主母線、支母線采用加強(qiáng)絕緣型工藝措施(套絕緣護(hù)套或硫化,搭接頭加絕緣包盒), 這樣柜與柜間的母線絕緣套管和觸頭盒的絕緣均得到加強(qiáng)獲得解決;另外支母線寬度選用圓角60寬及端頭倒圓角表面加工光滑無飛邊毛刺等措施,這樣可加大相間和相對(duì)地的絕緣距離 和避免尖端放電機(jī)會(huì)。
3.2 ZN63A—12/1250—31.5型真空斷路器為了保證足夠的空氣絕緣距離需在每相靠近絕 緣筒頂部的鋁支架周邊平面15mm 寬及側(cè)面10mm 位置硫化處理, 每相的絕緣拉桿選用大爬距 (≥240mm)的產(chǎn)品;以彌補(bǔ)絕緣距離不足之缺欠,真空滅弧室采用北京京東方真空電器有限責(zé) 任公司生產(chǎn)的適用高海拔地區(qū)使用的特制產(chǎn)品,因該滅弧室生產(chǎn)廠已有文章介紹故本文略。 大連第一互感器廠和大連北方互感器廠等
3.3 電流互感器(CT)選用 LZZBJ9—10GY 型, 多家生產(chǎn)廠均有適用高原地區(qū)的定型產(chǎn)品。
3.4 接地開關(guān)(ES)選用在 JNl5A—12/31.5—80型基礎(chǔ)上加以改進(jìn),使斷口由125mm 改 為≥144mm,其內(nèi)配傳感器高度145mm,沿面爬電距離>240mm,均能滿足海 拔2500米的技術(shù)要求。
3.5 靜觸頭對(duì)活門原為125mm
注:硫化層的厚度包括3.2項(xiàng),3.5項(xiàng)均按承受9kV 耐壓值計(jì)算并考慮一定裕度,經(jīng)核算選 用≥0.8mm。 我公司 KYN28A—12型開關(guān)柜經(jīng)過上述改進(jìn)后,經(jīng)過中國機(jī)械工業(yè)(沈陽)檢測中心順利 通過 PFWV=51kV.BIL=91kV 絕緣耐壓試驗(yàn)。