高原環(huán)境下的低壓電器如何選擇

1、高原環(huán)境下的低壓電器如何選擇摘要：本文通過高原環(huán)境對低壓電器產(chǎn)品影響因素的分析及適應(yīng)性研究，提出了高原環(huán)境下使用低壓電器產(chǎn)品應(yīng)采取的對應(yīng)措施：關(guān)鍵詞：低壓電器；高原環(huán)境；適應(yīng)研究；影響分析隨著科學(xué)的進(jìn)步，各種施工設(shè)備的自動化程度越來越高，對電器的性能要求也日益提高。高原空氣密度低、含氧量少、晝夜溫差大，以及氣溫、氣壓和空氣密度等大氣參數(shù)隨海拔升高而遞減，對所使用的低壓電器設(shè)備有著不可低估的影響。1 高原環(huán)境對低壓電器產(chǎn)品的主要影響高原環(huán)境對低壓電器產(chǎn)品的影響主要體現(xiàn)在溫升、絕緣性能、接通能力和分?jǐn)嗄芰?、對產(chǎn)品動作性能的影響、電壽命、對plc的干擾。11 溫升海拔升高，空氣密度降低，散熱的對流作

2、用減弱，對于以空氣為冷卻介質(zhì)的電器其溫升就會隨之升高，額定容量下降，影響電器使用壽命。海拔每升高loom，電器溫升增加0105 (一般在04 以下1；而氣溫隨海拔高度的升高而降低，直減率為海拔每升高loom氣溫約降低06 ，可以部分補(bǔ)償由海拔升高對電器溫升的影響。12 絕緣性能海拔升高，空氣密度降低，空氣的介電強(qiáng)度也相應(yīng)下降，使空氣間隔的放電電壓明顯降低，導(dǎo)致電器的外部絕緣強(qiáng)度降低，外絕表面及不同電位的帶電間隙比較容易擊穿，特別是對電氣間隙和爬電距離的影響較大。通常，電器間隙以電器承受所要求的沖擊耐受電壓來確定，而爬電距離以作用在跨接爬電距離兩端的長期電壓有效值來確定。13 接通能力和分?jǐn)嗄芰?/p>

3、空氣壓力和空氣密度的降低，會對空氣介質(zhì)滅弧的開關(guān)電器滅弧性能造成影響。這種影響來自兩個方而，一方面會造成開關(guān)電器滅弧時間延長，觸頭燒損嚴(yán)重，從而使得接通和通斷能力降低；另一方面有利于開關(guān)電器滅弧。14 對產(chǎn)品動作性能的影響由于高原地區(qū)散熱的對流作用減弱，且最低氣溫較低，日溫差較大，會給一些低壓電器產(chǎn)品的動作特性帶來一定影響，如熱磁式低壓斷路器的動作特性、熱繼電器的動作特性均會發(fā)生一定變化。15 電壽命由于受高海拔地區(qū)極端最低氣溫過低及電器產(chǎn)品溫升和滅弧時間的綜合影響，高原環(huán)境會對低壓電器產(chǎn)品的電壽命產(chǎn)生一定影響。16 對plc的影響高海拔地區(qū)灰塵、風(fēng)沙等自然環(huán)境對plc的影響尤為突出，使得磁盤

4、和磁頭上的灰塵過多，輕則出現(xiàn)內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失、邏輯運算結(jié)果錯誤，重則造成劃盤。灰塵對觸點的接觸阻抗有影響，它將造成鍵盤不能進(jìn)行正常的輸入操作，還特別容易破壞磁盤的磁記錄表面。在正常情況下操作的電腦系統(tǒng)，灰塵的沉積會在電子元件與空氣之間形成絕緣層，阻礙元件產(chǎn)生的熱量散發(fā)到空氣中，使得元件的溫度上升到超過額定值燒毀，很多芯片的損壞大都是由這個原因引起的。磁盤驅(qū)動器等電機(jī)機(jī)械設(shè)備比電子電路的設(shè)備更容易發(fā)生故障，原因是磁盤驅(qū)動器含有機(jī)械運動的元件，容易因污染造成溫度過高而損壞，造成磁盤數(shù)據(jù)的存取閑難?？諝庀鄬穸冗^低、干燥的環(huán)境，則會使機(jī)械摩擦部分產(chǎn)生靜電干擾，損壞元器件，影響plc的正常工作。2 高原環(huán)

5、境低壓電器產(chǎn)品的適應(yīng)性研究21 不同海拔高度對產(chǎn)品溫升的影響熔斷器：溫升隨海拔的升高(氣壓降低)而增加，基本上呈線性關(guān)系，在海拔4000m以上趨于平緩，溫升值變化不大，溫升值未超過國家標(biāo)準(zhǔn)極限值。接觸器：海拔升高，溫度不斷上升，開始上升的曲線較陡，3000m以上上升緩慢，4000m以上略有下降，從溫升值來看，最高已接近國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的數(shù)值。低壓斷路器：溫升呈線性上升關(guān)系，從溫升值來看，最高超過國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的數(shù)值。22 低壓電器產(chǎn)品的動作特性對高原環(huán)境的影響主要分為兩種：(1)由熱元件作為主要脫口元件的產(chǎn)品：海拔升高后，對流散熱能力減弱，致使熱元件的動作時問加快，從而使產(chǎn)品的脫扣時間提前。試驗

6、中，不同海拔下熱繼電器的同一倍數(shù)脫扣時間相當(dāng)分散，但其脫扣時間均在國家標(biāo)準(zhǔn)的范闈內(nèi)。由于熱繼電器本身具有溫度補(bǔ)償并可以調(diào)節(jié)，但其自身動作誤差較大，難以掌握海拔對其的影響規(guī)律，加之雙金屬片的質(zhì)量不穩(wěn)定和現(xiàn)場試驗條件的不完善等因素均影響了試驗結(jié)果。(2)帶電子脫口器的產(chǎn)品：高原環(huán)境對帶電子脫口器的產(chǎn)品性能幾乎沒有影響，對電子式低壓斷路器，可以不進(jìn)行調(diào)整。23 接通分?jǐn)嗄芰Φ挠绊懰性嚻吩诓煌０吸c的接通分?jǐn)嗑樌ㄟ^，從記錄的交流接觸器的燃弧時間統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，各點的燃弧時間相差不大，燃弧時間隨海拔升高稍有增加，在4000m以上反而急劇下降(如圖1)。電磨損對比試驗數(shù)據(jù)表明，隨著海拔高度的上升，動觸

7、頭電磨損量呈波動式上升，與燃弧時間的情況不同的是，在4000m以上急劇上升(如圖2)。以上試驗可以認(rèn)為海拔高度對電弧的燃燒時間的長短稍有影響，交流接觸器的滅弧性能可不作修正，但須考慮接觸器產(chǎn)品的溫升影響。24 外絕緣強(qiáng)度的影響對高原型電器外絕緣強(qiáng)度的試驗，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗電壓值，結(jié)合試驗地點的海拔高度進(jìn)行修正。由于電器的外絕緣強(qiáng)度隨海拔升高而降低，會危及電器的安全使用，因此，對電器外絕緣強(qiáng)度進(jìn)行試驗時，應(yīng)以其外絕緣強(qiáng)度為重點，對電器的基準(zhǔn)絕緣水平、放電電壓合格值和保護(hù)水平等，一般不允許降低。對高海拔地區(qū)電器外絕緣的選擇，參考以下參數(shù)。(1)對海拔15002000m、電壓在35kv及以下使用的電

8、力變壓器、開關(guān)及互感器等，尚未發(fā)生由于高海拔影響造成的絕緣事故，說明其絕緣尚有一定的裕度，因此可選用一般產(chǎn)品。(2) 對海拔1500m 以上、電壓在1 lokv以上，或海拔在2000m以上、電壓在35kv以上使用的電器設(shè)備，有必要加強(qiáng)絕緣，可根據(jù)用電設(shè)備的重要程度和實際海拔高度，采用提高1級絕緣的辦法。(3)外絕緣試驗電壓的修正：高海拔地區(qū)電器內(nèi)絕緣試驗電壓應(yīng)與普通型產(chǎn)品相同；外絕緣試驗電壓應(yīng)根據(jù)試驗和使用地點的不同，在普通型產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)試驗電壓的基礎(chǔ)上修正。3 高原環(huán)境下使用低壓電器的對策31 溫升補(bǔ)償問題為減少高原環(huán)境對低壓電器溫升的影響，可采?。弘娖鳟a(chǎn)品若在戶內(nèi)使用，建議按相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定提

9、高溫升等級執(zhí)行；在戶外環(huán)境溫度直減率影響下，對產(chǎn)品的極限溫度有明顯的補(bǔ)償作用，建議戶外使用的低壓電器產(chǎn)品按相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行，但應(yīng)注意，戶外使用低壓電器產(chǎn)品要防止陽光直射，因為高原地區(qū)紫外線強(qiáng)，陽光直射可能會造成設(shè)備本體溫度上升較多，增加電器設(shè)備的溫升。3_2 低壓電器盡量采用動作特性受海拔影響較小的智能電子型產(chǎn)品。33 電壽命電壽命是產(chǎn)品的一個綜合參數(shù)，受產(chǎn)品的通斷性能、短路分?jǐn)嘈阅?、操作頻率和次數(shù)、滅弧性能、溫升性能等因素的影響，高原地區(qū)使用的低壓電器產(chǎn)品作適當(dāng)降容的方法較好，降容的數(shù)值由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)的不同各有所差異。34 盡可能采用較高絕緣等級產(chǎn)品在高海拔地區(qū)使用未加強(qiáng)絕緣的普

10、通型電器，對其外部絕緣進(jìn)行工頻耐壓試驗時，如使用標(biāo)準(zhǔn)試驗電壓值，可能無法滿足試驗值，甚至損壞電器設(shè)備。此種情況下，可用公式 ：u1001(h-io00)x1uu電壓進(jìn)行修正，并作為判斷外部絕緣強(qiáng)度是否合格的依據(jù)。式中 一普通型電器在高海拔地區(qū)使用修正后的試驗電壓有效值(kv)； 一在標(biāo)準(zhǔn)狀況下規(guī)定的試驗電壓標(biāo)準(zhǔn)有效值(kv)；丑一使用處的海拔高度(m)；一安全系數(shù)，用于海拔3000m以上時，取095，用于海拔3000m以下時，取1。3。5 工作電流的陣容系數(shù)k電器產(chǎn)品的負(fù)載能力隨著海拔的升高有著不同程度降低。根據(jù)我國高海拔地區(qū)的環(huán)境及氣象資料，低壓開關(guān)電器在高海拔地區(qū)應(yīng)用之工作電流的陣容系數(shù)=

11、m， 式中日一海拔高度(km)， 一與海拔2000m的高度差。依據(jù)此公式計算出電流的陣容系數(shù)如表1。36 最大額定工作電壓的選用系數(shù)國產(chǎn)低壓開關(guān)最大丁作電壓系數(shù)選用k =1百，按此式計算出高海拔地區(qū)最大工作電壓。因為最大工作電壓不能超過額定絕緣電壓，對常用的380400v額定工作電壓并未產(chǎn)生相應(yīng)額定絕緣電壓，故不必降低使用電壓。37 分?jǐn)嗄芰﹃嚾葸x擇由于高海拔地區(qū)觸頭材料的熔點與沸點降低，在電弧電流高溫的作用下，觸頭材料的升華比低海拔時快，觸頭材料損失嚴(yán)重。因此，在高海拔地區(qū)，電器的分?jǐn)嗄芰?yīng)降低，電器的不同，分?jǐn)嗄芰档偷倪x擇也不同。接觸器的分?jǐn)嗄芰τ墒褂妙悇e和額定工作電流的倍數(shù)來決定。在高

12、海拔地區(qū)，接觸器的工作電流降為 i，p，其分?jǐn)嗄芰σ矐?yīng)降低為nkip (n為相應(yīng)使用類別所要求的倍數(shù))。 斷路器的情況與接觸器不同，其分?jǐn)嗄芰κ怯蓴嗦菲鞯臏缁〗Y(jié)構(gòu)形式來區(qū)別的，對于普通型即零點熄狐式斷路器，其觸頭分?jǐn)嗔碜詢煞矫妫河|頭彈簧反力和短路電流的峰值在觸頭回路中產(chǎn)生的電動斥力。該斷路器的分?jǐn)嗄芰κ苡|頭分?jǐn)嗨俣鹊南拗?，因而分?jǐn)嗄芰Ρ容^低，分?jǐn)鄷r產(chǎn)生的過電壓也不高，一般能經(jīng)受得住分?jǐn)嗪蠼殡姀?qiáng)度的驗證。因為觸頭壓力和回路電動力是由額定電流決定的，故該斷路器的短路分?jǐn)嗄芰﹄S海拔的升高按工作電流的陣容系數(shù)k 而減??；對于限流型斷路器，可理解為把未受影響的沖擊短路電流限制到較小的允通電流。限流的方法很多，由于采取限流措施，觸頭實際分?jǐn)嗟碾娏鬟h(yuǎn)低于預(yù)期電流，故限流斷路器的分?jǐn)嗄芰紤]的主因不是電流本身，而是為了防止弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)不夠，電弧電壓上升太慢，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓對弧隙的重?fù)舸?。因此，限流型斷路器的分?jǐn)嗄芰﹄S海拔的升高按最大額定工作電壓的選用系數(shù)ku而減小。38 正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)良好的接地是保證plc可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的目的有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾，完善的接地系統(tǒng)是plc控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。plc控制器與所控的各個設(shè)備同電位接地叫系統(tǒng)接地