Hvordan høyde påvirker isolasjonen og temperaturøkningen for høyspenningsutstyr

Når høyden øker, minker lufttæthet, temperatur og atmosfærisk trykk tilsvarende, noe som fører til redusert dielektrisk styrke i luftgapper og ytre isolasjonsytelse av porseleendeler. Dette resulterer i forringet ytre isolasjonsegenskaper for høyspenningsutstyr. Ettersom det meste av høyspenningsutstyr er designet for installasjon under 1 000 meter over havet, kan bruk av slikt utstyr over 1 000 meters høyde true den pålitelige isolasjonsytelsen. Derfor må den ytre isolasjonen av høyspenningsbrytere som brukes i høyfjellsområder, forsterkes.

For høyfjellsområder over 1 000 meter (opp til 4 000 meter), kreves det generelt at for hver ekstra 100 meter høyde, økes testspenningen for ytre isolasjon med 1% under utstyrsvalg og testing.

For høyspenningsutstyr som opererer ved høyder mellom 2 000 og 3 000 meter med spenninger opp til 110 kV, forsterkes typisk den ytre isolasjonen ved å velge utstyr med et høyere isolasjonsnivå—dette øker impulshåndtering og nettfrekvenshåndtering av spenning med omtrent 30%.

For korreksjonsmetoder og beregninger angående ytre isolasjon i høyfjell, se IEC 62271-1, GB 11022, og Q/GDW 13001-2014 Teknisk spesifikasjon for konfigurering av ytre isolasjon i høyfjell.

I tillegg til høydens innvirkning på ytre isolasjon, ifølge IEC-standarder, hvis temperaturstigningstesten av høyspenningsutstyr utføres under 2 000 meters høyde, må temperaturstigningsegenskapene vurderes på nytt når utstyret settes i drift ved høyder mellom 2 000 og 4 000 meter. Dette skyldes at tynnere luft reduserer effektiviteten av naturlig konveksjonsoverflating.

Under normale testforhold må den målte temperaturstigningen ikke overstige verdiene angitt i tabell 3 i IEC 62271-1. Når utstyr installeres over 2 000 meters høyde, bør den tillatte maksimale temperaturgrensen reduseres med 1% for hver ekstra 100 meter høyde. Imidlertid er det vanligvis unødvendig å legge til spesielle temperaturstigningsgrenser bare på grunn av økt høyde. Dette skyldes at høyere høyder er assosiert med lavere miljøtemperaturer i transformer. Selv om temperaturstigningen er høyere, blir den endelige driftstemperaturen av utstyret innen akseptable grenser (det er den endelige temperaturen, ikke temperaturstigningen, som påvirker utstyrsytelsen). Forskjellige høyder tilsvarer forskjellige maksimale miljølufttemperaturer, som vist i tabellen nedenfor.

Tabell 1: Maksimal miljølufttemperatur tilsvarer ulike høyder

I tillegg til å påvirke ytre isolasjonen av primære (høyspennings) deler av høyspenningsutstyr, påvirker høy høyde også kontrollenheter. Kontrollkabinet kan inneholde sekundære komponenter som motorer, strømbrytere, kontaktorer og reléer, de fleste av disse er avhengige av luftisolasjon. Deres isolasjonsegenskaper forringes derfor også ved høy høyde. Dette faktum må tas i betraktning under utstyrsvalg.