كيف يؤثر الارتفاع على عزل معدات التيار العالي وارتفاع درجة الحرارة؟

مع زيادة الارتفاع، تنخفض كثافة الهواء والحرارة والضغط الجوي بشكل متناسب، مما يؤدي إلى انخفاض قوة العزل الكهربائي للفراغات الهوائية والأداء العازل الخارجي للمكونات الخزفية. هذا يؤدي إلى تدهور أداء العزل الخارجي للمعدات الكهربائية ذات الجهد العالي. بما أن معظم المعدات ذات الجهد العالي مصممة لتثبيت عند ارتفاعات أقل من 1,000 متر، فإن استخدام هذه المعدات عند ارتفاعات تتجاوز 1,000 متر قد يعرض الأداء العازل الموثوق له للخطر. لذا يجب تعزيز قوة العزل الخارجي للمفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي المستخدمة في المناطق ذات الارتفاع العالي.

بالنسبة للمناطق ذات الارتفاع العالي فوق 1,000 متر (حتى 4,000 متر)، يُطلب عادةً أن يتم زيادة جهد اختبار العزل الخارجي بنسبة 1% لكل 100 متر إضافي من الارتفاع عند اختيار وتقييم المعدات.

بالنسبة للمعدات ذات الجهد العالي التي تعمل عند ارتفاعات بين 2,000 و3,000 متر مع جهد يصل إلى 110 كيلوفولت، يتم عادةً تعزيز قوة العزل الخارجي عن طريق اختيار معدات بمستوى عزل أعلى بمقدار واحد—وهذا يزيد الجهد المقاوم للصدمات والجهد المقاوم لتردد الطاقة بنسبة حوالي 30%.

لمزيد من الطرق التصحيحية والحسابات المتعلقة بالعزل الخارجي في المناطق ذات الارتفاع العالي، الرجاء الرجوع إلى IEC 62271-1، GB 11022، وQ/GDW 13001-2014 المواصفة الفنية لتكوين العزل الخارجي في المناطق ذات الارتفاع العالي.

بالإضافة إلى تأثير الارتفاع على العزل الخارجي، وفقًا للمعايير الدولية للكهرباء، إذا تم إجراء اختبار ارتفاع الحرارة للمعدات ذات الجهد العالي عند ارتفاع أقل من 2,000 متر، يجب إعادة تقييم أداء ارتفاع الحرارة عند نشر المعدات عند ارتفاعات بين 2,000 و4,000 متر. هذا لأن الهواء الأقل كثافة يقلل من فعالية التبريد الطبيعي بالتجميع.

تحت ظروف الاختبار العادية، يجب ألا يتجاوز ارتفاع الحرارة المقاس القيم المحددة في الجدول 3 من IEC 62271-1. عندما يتم تثبيت المعدات عند ارتفاعات تزيد عن 2,000 متر، يجب خفض الحد الأقصى المسموح به لدرجة الحرارة بنسبة 1% لكل 100 متر إضافي من الارتفاع. ومع ذلك، عملياً، لا يكون من الضروري فرض حدود خاصة لارتفاع الحرارة بناءً فقط على زيادة الارتفاع. وهذا لأن الارتفاعات الأعلى مرتبطة بدرجات حرارة بيئية أقل في محطات التحويل. حتى لو كان ارتفاع الحرارة أعلى، تظل درجة الحرارة النهائية للمعدات ضمن الحدود المقبولة (فالذي يؤثر على أداء المعدات هو درجة الحرارة النهائية وليس ارتفاع الحرارة). تتوافق الارتفاعات المختلفة مع درجات حرارة هواء بيئية مختلفة كما هو موضح في الجدول أدناه.

الجدول 1: درجة الحرارة القصوى للهواء البيئي المقابلة للارتفاعات المختلفة

بالإضافة إلى تأثير الارتفاع على العزل الخارجي للأجزاء الرئيسية (ذات الجهد العالي) للمعدات الكهربائية ذات الجهد العالي، يؤثر الارتفاع العالي أيضًا على أجهزة التحكم. قد تحتوي خزانات التحكم على مكونات ثانوية مثل المحركات والمفاتيح الكهربائية والموصلات وأجهزة القياس، والتي تعتمد معظمها على العزل الهوائي. لذا، ينخفض أداء العزل لها أيضًا عند الارتفاعات العالية. يجب النظر في هذا العامل أثناء اختيار المعدات.