高海拔地區(qū)的中低壓開關柜研制細則5_16

1、高海拔地區(qū)的中低壓開關柜研制導則隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高海拔地區(qū)的屮低用開關柜的用彊與II俱增。按國家標準，普 通開關柜安裝位置的海拔高度，低斥不應超過2000m,而中床不應超過1000m。如何使中低斥 開關柜突破上述海拔高度的限制，這是擺在各電氣成套廠家及元件制造商家需要解決的問題。目前尚無屮低斥開關柜高海拔板型的“3C”認證，也無高海拔地區(qū)開關柜強制要求的有關 規(guī)定。目前解決的辦法一般有兩種：一種是對原有的普通柜子在海拔不超過上述高度地區(qū)的出廠試驗參數(shù)進行修匸，這樣為滿 足試驗耍求，柜內(nèi)元件及安裝布置要為之相適應，如爬電距離、空氣間隙，導體截面及有關保 護胳定也耍隨之調(diào)整，并作與之相應的

2、出廠試驗。另一種辦法是在國家指定的電氣科學研究所進行高海拔類型開關柜型式試驗取得相應的 合格證及許可證后方可進行生產(chǎn)。一、中壓開關柜的電氣元件及安裝位置:（1）載流導體散熱有三種方式，即傳導對流與輻射。高海拔地區(qū)用的開關柜，栢內(nèi)載流導體的散熱，電 廠空氣稀薄，對流作用差，散熱條件惡化，這樣在同樣允許溫升的條件下，載流最減少，海拔 超過1000m時，導體溫升每超過100m增加0. 5。C,由此可知，由環(huán)境溫度的降低能夠足以補 償因海拔高度的增加，而空氣稀薄影響導體散熱而造成的溫升的增加。I：述兩種因素的綜合考 慮，導體的載流能力不受安裝所在地海拔高度的影響。（2）電器元件海拔高度越高，空氣越稀薄

3、，按照帕邢定律，均勻電場中，空氣中電氣間隙的擊穿電床用 比間隙長度與所在大氣斥的乘積，這樣，在同一電氣間隙下，氣斥越低，擊穿電床就越小。由J：高海拔地區(qū)，因空氣稀薄造成空氣絕緣強度降低，從而使電氣的外絕緣水平降低。對 于中斥電床元器件，如：斷路器，隔離開關，互感器等，外絕緣強度留有一定的裕度。對 1000-2000m海拔高度，可采用普通元件。但電氣間隙、爬電典離、絕緣強度應進行校驗。對 亍海拔2000m以上的高度，應選取高原型的專用元器件，或?qū)︻~定電壓的元器件進行降壓使用. 例如：額定電壓為12Kw的中斥柜，采用24Kw的支持絕緣子及導管?；ジ衅鞑捎眉訌娊^緣型的, 避雷器選用無空氣間隙的氧化鋅

4、低殘斥避靂器。（3）絕緣水平的耍求根據(jù)國家規(guī)范GB311. 1-1997離床輸變設備的絕緣配合第3. 4條要求，對于海拔高于 1000m,但不超過4000m處的設備外絕緣及干式變尿器的絕緣，海拔高度每升高TOOOm,絕緣 強度約降低1%，在海拔高度不超過1000m的地點試驗時，其試驗電斥應按本標準規(guī)定的試驗 電壓乘以海拔校正系數(shù)Ka,K a =1.1-h/ioooo （i）式中H設備安裝地點的海拔高度，單位為m不難計算:當海拔高度分別為1000m, 2000m, 2500m, 3000m, 3500m, 4000m時，相對應 的 Ka 分別為 1.000, 1. Ill, 1. 176, 1.

5、333, 1.408, 1.639。這樣額定電為 7. 2KV、12 KV 及 40.5 KV的中壓柜在海拔高度1000 m以F地方做耐壓試驗時,其值不應低于表1所示（電力 系統(tǒng)為中性點，不宜接接地系統(tǒng)）。表1：不同海拔高度下中床柜外絕緣強度額定電壓KV（有效值）額定短時匚頻耐壓KV （有效值）額定需電沖擊耐壓KV （峰值）海拔鳥度m1000200025003000350040001000200025003000350040007.22325.627.12& 830.732.96066.770.6758085.7121228949. 452.55660758& 28& 293.8100107.

6、 140. 595105.6111.7118.8126.7135.7185205.6217.6231.2216. 7264. 2另據(jù)國家規(guī)范GB/T11022-1999高壓開關設備和控制設備標準的共同技術耍求第2. 2.1 條，對安裝在海拔高度1000m以上的電氣設備，其絕緣水平更乘以系數(shù)Ka, Ka由圖1中的曲 線査得。Ka圖1：匸頻,雷電沖擊和相間操作沖擊電壓海拔修正因數(shù)曲線式中:H海拔，用m衣示:11曲線査得海拔島皮為2000m, 2500 m, 3000 m, 3500 m及4000 m時Ka的值，Ka分別 為 1.13, 1.20, 1.28, 1.36, 1.44表2：不同海拔高度

7、下，中壓柜外絕緣水平（系統(tǒng)中性點不接地）額定電壓 KV （ 效 值）額定短時工頻耐壓KV （仃效值）額定雷電沖擊耐壓KV （峰值）海拔高度m1000200025003000350040001000200025003000350040007.2232627.629.431.333. 16067.87276.881.686.4124247.550. -153.857. 160.57584.8909697.510840.595107.3114121.6129.2136.8185209. 1222236.8251.6266.4用公式（1）計算與査曲線表，兩冇誤差不超過5%,數(shù)據(jù)皆可使用，若從嚴耍求，按

8、曲線 所得數(shù)據(jù)為準。(4) 絕緣電氣間隙及爬電距離由丁沖擊耐斥與電氣間隙成F比，不難得出不同海拔高度下的電氣間隙距離，如表3所示。 表3：中壓柜相間及相對地電氣間隙(mm)額定電斥(KV)海拔高度m1000200025003000350040007.210011312012813614412125141.315016017018040.5300339360384408432爬電距離與環(huán)境條件有關，也就是與污染及凝露有關，根據(jù)污染與凝露的嚴重情況，把使 用環(huán)境條件分為0級，1級，2級，與此相應的金屈封閉式開關設備分為0類設計，1類設計 及2類設計。對額定電壓為12KV的開關柜，爬電比距如表4所示

9、表4： 12KV金屬封閉式開關柜爬電比距(mm/KV)設計類別瓷絕緣有機絕緣0類設計12141類設計14162類設計1620盡管高海拔地區(qū)晝夜溫差大，易結凝露，但只耍柜內(nèi)放置門控加熱通風裝置，室內(nèi)安裝環(huán) 境可視為0級，而與此相應的科采用0類設計，山丁目前成套開關設柜所用絕緣器件中，瓷絕 緣基本上已絕跡，考慮海拔高度對外絕緣減弱的影響，爬電距離也應隨疝度的増加而增加，這 樣12KV開關柜在不同海拔高度下爬電距離表5所示表5：中壓金屬成套開關設備爬電距離(mm)額定電壓(KV)有效值海拔疝度m1000200025003000350010007.2100.8113.9121129137. 1145.

10、212168189.8201.6215228.5241.940.5567640.7680.4725.8771.1816.5說明：7.2KV及40. 5 KV的爬電比距,目前尚無國家標準。本表所采用的爬電比距,是按12 KV, 0類設計的爬電比距為14 mm / KVo二. 額定電壓12KV的柜體，用于6KV系統(tǒng)中最大海拔高度在6KV電力系統(tǒng)中，開關柜額定電壓為7. 2KVo目前很多電氣成套廠家把7. 2KV與12KV 開關柜合用柜體,用于海拔高度1000m及以下的額度電壓為12KV的柜體。當用于6KV電網(wǎng), 額定電斥選7. 2KV時，最大海拔高度為多少呢，為解決此問題，首先要考慮其外絕緣能力，

11、即： 耐沖擊電壓及耐匸頻短時電床的能力。由表1可以看出,額定電BE12KV中壓柜,在海拔高度 不超過1000m時，短時工頻電壓為42KV,雷電沖擊耐壓為75KV,很容易看出,當作為7. 2KV 柜子用于高海拔地區(qū)時，雖然短時匸頻耐冷能力用于海拔4000米都有充足余量，但按雷電沖 擊咐床水平，最高是達到3000米，結合兩種因素，用于3000米是可行的。三. 其他注意問題1、中壓柜二次回路要求,與低壓柜要求相同;2、SF6及真空開關設備、控制設備，由于是密封結構，其內(nèi)絕緣、開斷能力等不受環(huán)境條件 的影響，也就是說與所在T作位置的海拔高度無關。因此，對開關的斷口匚頻耐床及雷電沖擊 耐壓參數(shù)沒有列出。

12、四. 高海拔中壓柜加工成套要點如果采用全充氣式金屬密封開關柜，就不受環(huán)境及海拔高度的影響，因為高海拔對內(nèi)絕緣 無任何影響，但價格太高，而高海拔地區(qū)在我國乂是多為貧閑地區(qū)，無法接受此種設備。我國雖有百分之七十左右的面積為山地與高原，但超過2000m的地區(qū)并不算多，主耍集中 于青藏高原及云貴高原的西部，這吐地區(qū)又是人口稀少的欠發(fā)達地區(qū)。以往這些地區(qū)高海拔地 區(qū)電氣設備用量不大，無專門用于高海拔地區(qū)電氣成套開關柜的技術標準，只對柜體內(nèi)的電氣 間隙及爬電距離進行修匸而已，由小，對移動式金屬鎧裝封閉開關柜也難以再另開新的 柜型，只是對原柜型進行針對性改造。為適應高海拔地區(qū)的應用，如何對普通開關柜進行改造

13、, 現(xiàn)簡述要點如下鳥海拔地區(qū)意味著低氣床，低氣用意味著空氣耐壓強度的下降，這樣造成開關柜外絕緣強 度降低。而對外絕緣來說，電氣間隙的大小決定了耐沖擊電斥的能力，爬電距離的長短乂影響 1頻耐斥的大小。這樣為適應高海拔地區(qū)，開關柜的核心改造要點是在原柜型棊礎上如何增加 電氣間隙及爬電距離，為此可采用以下措施：1：加長靜觸頭盒的長度，從而增大觸頭盒爬電距離及電氣間隙。2：縮小定觸頭長度，11相應增加動觸臂的長度，這樣増加了對金屬安裝隔板及金加活門 的電氣間隙，但活門傳動機構應做相應調(diào)胳。3：金屬活門改成絕緣材料的，這樣電氣間隙指帶電體對金屬安裝隔板的最短空氣距離， 此距離耍大于距活門的距離。4：不論

14、靜觸頭盒，還是穿墻導管或支持絕緣子，一律采用增強絕緣的，亦稱大爬距絕緣 件。加大爬距的簡單方法是絕緣子裙邊采用特殊處理。5：由于母線式電流互感器爬距小，盡量不用，如果使用，主冋路導體穿絕緣套管，以便 增加爬距。6：由于電氣間隙的耍求，支柱式絕緣的高度不得小于對電氣間隙的要求。7：手車隔間要加絕緣隔板，對于40.5KV手乍柜，在1000m以下應用時，相間及相對外 殼都加有絕緣隔板，若原柜體用高海拔地區(qū)，更應加絕緣隔板了，隔板的絕緣強度及厚度要 滿足所在海拔高度耐床要求。8：斷路器動觸臂間加絕緣隔板，或動觸臂絕緣套管釆用加強絕緣型的。9：由于柜內(nèi)空間狹小，電氣間隙無法滿足耍求，因此主冋路導體要套絕

15、緣套管，其絕緣 套管的絕緣強度、耐老化性能應與柜內(nèi)環(huán)氧樹脂絕緣件相一致。10：減少導電排的寬度，可采用二根寬度窄的并起來使用，以便增加相間及電對地電氣間 隙。11：在必要情況下，某些隔板或蓋板換成絕緣板。12：貞空斷路器的其空滅弧室采用固封絕緣，使之不受海拔烏度影響。五. 低壓開關柜如何滿足高海拔地區(qū)適用要求(1) 加大電氣間隙及爬電距離由丁-高海拔地區(qū)空氣稀薄，擊穿電斥隨之變小，根據(jù)國家規(guī)范GB/T16935. 1-一1997低 斥系統(tǒng)內(nèi)設備絕緣配合中表A2的海拔修止：系數(shù)表，對所在海拔高度的低斥柜內(nèi)電氣間隙進 行驗證。相應的電氣間隙與爬電距離見表6表6：電氣間隙及爬電距離海拔高度(ID)電

16、氣間隙倍增系數(shù)電氣間隙mm)爬電距離(mm)20001.00101230001. 1411.413.740001.2912.915.550001.4814.817.8注：本表適用系統(tǒng)電壓660V及以下等級由表中看出，低壓系統(tǒng)中普通開關柜只耍不超過3000m海拔疝度，不必作改造，電氣間隙 與爬電距離皆可適用。(2) 電線與電纜由丁電線電纜靠固體絕緣，導電體不與大氣接觸，不受海拔高度的影響。(3) 高海拔對溫升的要求應隨環(huán)境溫度設定值而定無論是低壓還是高壓，由丁海拔高度越高，環(huán)境溫度越低，因此有人認為允許的溫升應當 相應地增加，例如：低壓柜的某部件允許的溫升是55K ,是在環(huán)境溫度為40 C時而言

17、，也 就是該部件最高溫度為40+55=95 ( C)當海拔3000m時，比標準海拔高度2000m A岀1000m。按1000m以上每高100m溫度降0. 5 C 計，環(huán)境溫度比海拔2000 m低5 C,有人認為當該部件同樣允許運行在95 C時，溫升應為 60Ko筆者認為這種認識不對的，溫升是在指某設定標準環(huán)境下升尚的度數(shù)。允許的實際溫度 是標準環(huán)境溫度加溫升值。不論當?shù)丨h(huán)境溫度如何低，只要取設定的基準值不變(如取40。C 作基準)，溫升值亦不變。這樣各部件允許承受的最高溫度也不變，即在海拔1000m處承受 95 C,在海拔5000m處也是能承受95 Co當然環(huán)境溫度的設定應與實際情況相等，如果

18、海拔4000m處最高持續(xù)環(huán)境溫度為25 C, 則上述元件允許溫升為70K,總之，溫升離開環(huán)境溫度的設定值無意義。(4) 導體及低斥電器元件1：導電冋路，雖然海拔高、空氣稀薄，造成散熱不良而影響載流能力。與中斥電器同樣 道理，高海拔環(huán)境溫度低，由此對載流能力乂進行補償，綜合兩種I大I素后，可認為海拔高度對 載流沒有影響。對于斷路器及其它控制電器，其內(nèi)部帶電主冋路是有空氣絕緣部分，因此附受電斥的能力 是受海拔高度影響的。至J：對載流就的影響，不同的廠家給出不同的參數(shù)，不能一概而論。ABB 公司所產(chǎn)空氣斷路器，海拔高度對其影響見表7表7：海拔高度對空氣斷路器的影響海拔高度(m)=2000300040

19、005000額定工作電斥(V)690600500440額定電流(In)In0. 98 In0. 93 In0.9 In對J： Schneider公司生產(chǎn)的塑殼斷路器NS100-NS630型受海拔高度影響見表8 表&海拔高度對NS系列塑殼斷路器的影響海拔高度(m)=2000300040005000額定電流(A)1006308001250100630800125010063080012501006308001250額定工作電壓(V)690690550590480520420460電流降低系數(shù)K110. 960. 990. 930. 960.90. 94由丁高海拔空氣稀薄，斷路器的觸頭系統(tǒng)是與大氣相通的，這樣斷流能力肯泄受到影響, 但廠家許諾是斷流能力保持不變，筆者的理解是在和應的工作電壓下這一條件作前提的。例如: 在2000m處，工作電壓為690A能分斷50KA。同一臺這種斷路器在5000m處,在工作電壓降為 420V情況下，也能分斷50KAo2：熔斷器及熱繼電器。在高海拔地區(qū)也會受到影響，但高度在4000m及以下范鬧內(nèi)，受彩 響的范圍還是在它們允許范困之內(nèi)。也就是動作特性曲線允許誤差帶的范圍內(nèi)。對丁密封式熔斷器，若與大氣不聯(lián)系，對特性曲線