Jak nadmořská výška ovlivňuje izolaci a teplotní zvýšení vysokovoltového zařízení

S rostoucí nadmořskou výškou klesají hustota vzduchu, teplota a atmosférický tlak, což vedет ke snížení dielektrické průběžnosti vzduchových mezer a vnější izolační vlastnosti porcelánových komponent. To má za následek zhoršení vnější izolační vlastnosti vysokonapěťové elektrické výzbroje. Protože většina vysokonapěťového vybavení je navržena pro instalaci do výšky 1 000 metрů, použití takového vybavení ve výškách nad 1 000 metrů může ohrozit spolehlivost izolačních vlastností. Proto musí být vnější izolační síla vysokonapěťových vypínačů používaných v oblastech s vysokou nadmořskou výškou posílena.

Pro oblasti s nadmořskou výškou nad 1 000 metrů (až do 4 000 metrů) se obecně požaduje, aby při výběru a testování vybavení bylo napětí pro test vnější izolace zvýшeno o 1 % za každých 100 metrů výškového přírůstku.

Pro vysokonapěťové vybavení provozované v nadmořské výšce 2 000 až 3 000 metrů s napětím až 110 kV se obvykle posiluje vnější izolační síla výběrem vybavení s o stupeň vyšší izolační úrovní - toto zvýшuje impulsní a síťové frekvence odolné napětí přibližně o 30 %.

Pro opravné metody a výpočty týkající se vnější izolace v oblastech s vysokou nadmořskou výškou se obraťte na IEC 62271-1, GB 11022 a Q/GDW 13001-2014 Technická specifikace pro konfiguraci vnější izolace v oblastech s vysokou nadmořskou výškou.

Kromě vlivu nadmořské výšky na vnější izolaci stanovují normy IEC, že pokud je test teplotního stoupání vysokonapěťového vybavení proveden v nadmořské výšce pod 2 000 metry, musí být teplotní stoupání znovu hodnoceno, když je vybavení nasazeno v nadmořské výšce 2 000 až 4 000 metrů. To je způsobeno tím, že tenčí vzduch snižuje efektivitu chladění přirozenou konvekcí.

Při standardních zkoušebních podmínkách nesmí naměřené teplotní stoupání překročit hodnoty uvedené v tabulce 3 IEC 62271-1. Když je vybavení instalováno v nadmořské výšce nad 2 000 metrů, by měl být povolený maximální teplotní limit snížen o 1 % za každých 100 metrů výškového přírůstku. V praxi však není obvykle třeba uplatňovat speciální limity teplotního stoupání pouze na základě rostoucí nadmořské výšky. To je proto, že vyšší nadmořské výšky jsou spojené s niжšími okolními teplotami v rozvodně. I když je teplotní stoupání vyšší, konečná pracovní teplota vybavení zůstává v přijatelných mezích (je to konečná teplota, ne teplotní stoupání, které ovlivňuje výkon vybavení). Různé nadmořské výšky odpovídají různým maximálním okolním teplotám vzduchu, jak je uvedeno v níжejším tabulkе.

Tabulka 1: Maximální okolní teplota vzduchu odpovídající různým nadmořským výškám

Kromě vlivu na vnější izolaci hlavních (vysokonapěťových) částí vysokonapěťového elektrického vybavení má vysoká nadmořská výška dopad i na řídicí zařízení. Řídicí skříně mohou obsahovat sekundární komponenty jako motory, vypínače, stykače a relé, z nichž většina spoléhá na vzdušnou izolaci. Proto se jejich izolační vlastnosti také zhoršují v oblastech s vysokou nadmořskou výškou. Tento faktor musí být zohledněn při výběru vybavení.