Com afecta l'altitud a l'aïllament i el creixement de la temperatura dels equips HV?

A mesura que augmenta l'altitud, la densitat de l'aire, la temperatura i la pressió atmosfèrica disminueixen en conseqüència, el que provoca una reducció de la resistència dielèctrica dels espais d'aire i del rendiment d'aïllament extern dels components de porcellana. Això resulta en un deteriorament del rendiment d'aïllament extern dels equips elèctrics d'alta tensió. Com que la majoria dels equips d'alta tensió estan dissenyats per instal·lar-se a altituds inferiors als 1.000 metres, utilitzar aquests equips a elevacions superiors als 1.000 metres pot comprometre el rendiment d'aïllament fiable. Per tant, s'ha de reforçar la resistència d'aïllament extern dels commutadors d'alta tensió utilitzats en zones d'alta muntanya.

Per a regions d'alta muntanya superiors als 1.000 metres (fins als 4.000 metres), generalment es requereix que, per cada 100 metres addicionals d'elevació, la tensió d' prova d'aïllament extern augmenti en un 1% durant la selecció i la prova dels equips.

Per a equips d'alta tensió que operen a altituds entre 2.000 i 3.000 metres amb tensions fins a 110kV, la resistència d'aïllament extern normalment es reforça seleccionant equips amb un nivell d'aïllament superior—això augmenta les tensions de suport d'impuls i de freqüència de xarxa aproximadament en un 30%.

Per a mètodes de correcció i càlculs relacionats amb l'aïllament extern en zones d'alta muntanya, es pot consultar l'IEC 62271-1, GB 11022, i Q/GDW 13001-2014 Especificació tècnica per a la configuració d'aïllament extern en zones d'alta muntanya.

A més de l'impacte de l'altitud en l'aïllament extern, segons els estàndards IEC, si la prova de pujada de temperatura dels equips d'alta tensió es realitza a una altitud inferior als 2.000 metres, el rendiment de pujada de temperatura ha de ser reavaluat quan l'equip es desplegui a altituds entre 2.000 i 4.000 metres. Això és degut al fet que l'aire més fina redueix l'eficàcia de l'enrefredament per convecció natural.

En condicions de prova normals, la pujada de temperatura mesurada no ha de superar els valors especificats a la Taula 3 de l'IEC 62271-1. Quan l'equip es instal·la a altituds superiors als 2.000 metres, el límit màxim de temperatura admissible hauria de reduir-se en un 1% per cada 100 metres addicionals d'elevació. No obstant això, en la pràctica, generalment no és necessari imposar límits especials de pujada de temperatura basats només en l'augment de l'altitud. Això és degut al fet que les altituds més altes estan associades a temperatures ambientals més baixes a les subestacions. Encara que la pujada de temperatura sigui més alta, la temperatura final d'operació de l'equip roman dins dels límits acceptables (és la temperatura final, no la pujada de temperatura, la que afecta el rendiment de l'equip). Diferents altituds corresponen a diferents temperatures màximes de l'aire ambiental, com es mostra a la taula següent.

Taula 1: Temperatura màxima de l'aire ambiental corresponent a diferents altituds

A més de l'impacte de l'altitud en l'aïllament extern de les parts primàries (d'alta tensió) dels equips elèctrics d'alta tensió, l'alta muntanya també afecta els dispositius de control. Les cabines de control poden contenir components secundaris com motors, interruptors, contactors i relés, la majoria dels quals depenen de l'aïllament de l'aire. Per tant, el seu rendiment d'aïllament també es degrada a altituds altes. Aquest factor s'ha de tenir en compte durant la selecció dels equips.