高原地区电气设备海拔修正系数的选用

高原地区电气设备海拔修正系数的选用

【摘要】笔者从实际的电气工程出发，对高原地区电气设备海拔修正系数的选用进行分析和探讨，希望对大家有所借鉴和帮助。

【关键词】高原地区；电气设备；海拔修正；系数选用

近些年来，随着党中央产业援藏政策的不断发展和深入，越来越多援藏企业进入西藏。企业发展动力先行。陆续有査龙水电站、羊卓雍湖抽水蓄能电站以及满拉水利枢纽工程等建立在高原上。这些电站都建立在高原地区，海拔高度都在3600米以上。海波高程增加，那么空气的密度以及湿度也会随着降低。因此，空气的间隙以及瓷绝缘放电的特性就会降低。在此情况下，需要进行外绝缘强度的补偿。而针对电气设备的外绝缘补偿计算，由于关于此的研究较少，国内也是刚刚起步，在这方面的经验较少，国外也是一样，因此使用什么方法来进行计算还没有确定。这给工作人员的电气设备订货工作带了较大的阻碍和困难。因此，笔者所在的单位和许多的研究所以及大学开展了有关的研究和探讨，这些单位有四川联合大学、武汉高压研究所以及西安高压研究所等。在沟通之后，我们在上述电站的电器外绝缘补偿计算上达成了一致的意见。我们可以在表1中看到每个电站环境状况。

表1 每个电站环境状况

电站的名称海拔高程年平均气温年平均大气压年平均绝对温度

羊湖电站3600 8.5 66 5.8

査龙电站4360 -1.2 60.7 3.6

那曲变电站4600 -1.9 58.7 3.4

满拉电站4200 3.64 61.1 2.89

1 海拔修正系数计算公式的选择

关于海拔修正系数计算公式很多，那么如何进行筛选是一个问题。我们可以参考国标标《GB311.1-83》，也可以参考《电力工程设计手册》。此外，还可以参考使用比湿概念的计算方法，该方法是武汉高压研究所等研究所推荐的。笔者通过对西藏地区的电气设备运作状况进行考察后发现，这些电气设备的外绝缘在强度方面的下降程度是不同的，造成这种现象的主要原因是海拔高度不同，气象因素也就不同。有的电气设备所处的海拔高度是一样的，而气象条件却不同，因此电气设备在外绝缘水平的下降方面的程度就会有差异。可见，我们需要针对西藏工程外绝缘放电电压实施气象修正。海波修正系数是：

（1）

2 高压设备外绝缘水平的海拔修正方案

关于直流设备安定耐受电压一般使用的是保护水平乘以配合因数的办法。1000米的修正量已经在高压电力设备中包括了。可见当高压电力设备被用在1000米以下的海拔高度中时，就没有必要考虑海拔修正了。而当海拔超过1000米的时候，该地区就需要考虑海拔修正系数了，这样电力设备的外绝缘运行的条件就会得到满足。

有关的研究表明，环境温度以及湿度都会对外绝缘水平产生影响，而这二者的影响是可以互相抵消的。可见，针对高压设备的外绝缘水平，在选择标准时可以选择以海拔为高度为修正电力设备的外绝缘耐受水平。温度和湿度在换流站阀厅中的设备中时，情况就比较的特殊，因此在进行修正的时候还要考虑更多的因素。

2.1 GB311.1规定的方法

GB133.1规定的方法认为当海拔高度增加时，电力设备的外绝缘耐受电压线性也会降低。

2.2 IEC 60694规定的方法

当处于一定的气象条件下时，高海拔地区的电力设备外绝缘耐受水平往往和海拔高度有一定的关系。由于只是对1000米以上的设备进行修正，因此表达式是：

（2）

在进行了大量的实验之后，我们发现电厂分布的均匀状况和空气间隙的距离有着密切的关系，二者往往成正比例的关系。当电厂分布的越不均匀时，冲击放电电压受到空气密度变化的影响就越小，因此海拔修正因数也就变小了。电压的类型不同，修正系数也就不同，为了解决这个问题，在式（2）中，我们将指数m引入，目的是对不同的电压类型进行区分。这样，海拔修正的因数在选择时就比较的合理，设备外绝缘试验耐受电压就会变高，而设备的投资成本就会增加。

IEC 60694笔者是这样规定的：指数m取值如下，针对工频电压、相间操作冲击电压以及雷电冲击电压，m=1。

2.3 GB/T 20635规定的方法

该规定使用的方法依然按照（2）式，但是应用范围却得到了扩大。直流耐受电压海拔修正因数的计算依然可以使用（2）式。由于绝缘试验的类型是不同的，因此可以根据实验类型的不同来对修正因数进行设定。当需要修改时，可以

对指数m进行改变，这样目的就会实现了。此外，GB/T 20635标准给出的公式适用的海拔范围在5000米以下。

该标准是这样规定的：针对雷电冲击、操作冲击干实验以及工频，m=1。而当是直流电压时，m的值为0.9。当遇到操作冲击湿实验以及工频的时候，m的值是0.8。当遇到无线电干扰试验电压的时候，m的值是0.75。

2.4 高压设备外绝缘海拔修正方法的比较

我们可以在表2中看到使用不同方法得到的海拔修正因数。不难看出：这3个修正方法提供的外绝缘海拔修正因数都是基本上一样的，之间的相对差异往往会小于3%。

表2 高压电器设备外绝缘海拔修正方法的比较

海拔高度电压类型修正因数

GB311.1 IEC 60694 GB/T 20635

2000 工频 1.11 1.13 1.13

雷电冲击 1.11 1.13 1.13

操作冲击（相-地） 1.11 1.10 1.13

直流 1.12

2500 工频 1.18 1.28 1.20

雷电冲击 1.18 1.20 1.20

操作冲击（相-地） 1.18 1.15 1.20

直流 1.18

3000 工频 1.25 1.28 1.28

雷电冲击 1.25 1.28 1.28

操作冲击（相-地） 1.25 1.28 1.28

直流 1.25

对于需要对高压电器设备外绝缘海拔修正因数进行简单的估计时，需要使用