고도가 고압 설비의 절연 및 온도 상승에 미치는 영향은 무엇인가?

고도가 증가함에 따라 공기 밀도, 온도, 대기압이 감소하여 공기 간극의 절연 강도와 도자기 구성 요소의 외부 절연 성능이 저하됩니다. 이로 인해 고전압 전기 장비의 외부 절연 성능이 저하됩니다. 대부분의 고전압 장비는 1,000미터 이하의 고도에서 설치를 목표로 설계되어 있으므로, 1,000미터를 초과하는 고도에서 이러한 장비를 사용하면 신뢰할 수 있는 절연 성능이 손상될 수 있습니다. 따라서 고지대에서 사용되는 고전압 개폐장치의 외부 절연 강도를 강화해야 합니다.

1,000미터(최대 4,000미터)를 초과하는 고지대에서는 일반적으로 고도가 100미터마다 1%씩 외부 절연 시험 전압을 증가시켜 장비 선택 및 시험을 수행해야 합니다.

2,000미터에서 3,000미터 사이의 고도에서 110kV 이하의 전압으로 작동하는 고전압 장비의 경우, 외부 절연 강도는 일반적으로 한 단계 높은 절연 등급의 장비를 선택하여 강화되며, 이는 임펄스 및 전원 주파수 내전압을 약 30% 증가시킵니다.

고지대에서의 외부 절연에 대한 수정 방법 및 계산에 대해서는 IEC 62271-1, GB 11022, Q/GDW 13001-2014 고지대 지역의 외부 절연 구성을 위한 기술 사양을 참조하십시오.

고도가 외부 절연에 미치는 영향 외에도, IEC 표준에 따르면 고전압 장비의 온도 상승 시험이 2,000미터 이하의 고도에서 수행되는 경우, 장비가 2,000미터에서 4,000미터 사이의 고도에서 배치될 때 온도 상승 성능을 재평가해야 합니다. 이는 더 얇은 공기가 자연 대류 냉각 효과를 감소시키기 때문입니다.

일반 시험 조건 하에서 측정된 온도 상승은 IEC 62271-1의 표 3에 지정된 값보다 초과해서는 안 됩니다. 장비가 2,000미터 이상의 고도에서 설치되는 경우, 허용 가능한 최대 온도 제한은 고도가 100미터마다 1%씩 감소해야 합니다. 그러나 실제로는 고도가 증가한다고 해서 특별한 온도 상승 제한을 부과할 필요는 없습니다. 이는 고지대에서는 변전소 주변 온도가 낮기 때문입니다. 온도 상승이 높아져도 장비의 최종 운전 온도는 허용 범위 내에 남아 있기 때문입니다(장비 성능에 영향을 미치는 것은 최종 온도, 온도 상승이 아닙니다). 다른 고도는 다음과 같이 다른 최대 주변 공기 온도에 해당합니다.

표 1: 서로 다른 고도에 따른 최대 주변 공기 온도

고도가 고전압 전기 장비의 일차(고전압) 부분의 외부 절연에 영향을 미치는 것뿐만 아니라, 제어 장치에도 영향을 미칩니다. 제어 패널에는 모터, 차단기, 접촉기, 릴레이 등의 2차 구성 요소가 포함될 수 있으며, 대부분 공기 절연에 의존합니다. 따라서 고지대에서도 그들의 절연 성능은 저하됩니다. 장비 선택 시 이 요소를 고려해야 합니다.