Как высота влияет на изоляцию и повышение температуры ВО оборудования？

С увеличением высоты плотность воздуха, температура и атмосферное давление уменьшаются, что приводит к снижению диэлектрической прочности воздушных промежутков и внешней изоляционной способности фарфоровых компонентов. Это вызывает ухудшение внешней изоляции высоковольтного электрооборудования. Поскольку большинство высоковольтного оборудования разработано для установки на высотах ниже 1000 метров, использование такого оборудования на высотах, превышающих 1000 метров, может снизить надежность изоляционных характеристик. Поэтому необходимо усиливать внешнюю изоляцию высоковольтных выключателей, используемых в высокогорных районах.

Для высокогорных районов выше 1000 метров (до 4000 метров) обычно требуется, чтобы при каждом дополнительном 100 метрах высоты испытательное напряжение внешней изоляции увеличивалось на 1% при выборе и испытании оборудования.

Для высоковольтного оборудования, работающего на высотах от 2000 до 3000 метров с напряжением до 110 кВ, внешняя изоляция обычно усиливается путем выбора оборудования с более высоким уровнем изоляции, что увеличивает импульсную и частотную перенапряженность примерно на 30%.

Для методов корректировки и расчетов внешней изоляции в высокогорных районах обратитесь к стандартам IEC 62271-1, GB 11022 и Q/GDW 13001-2014 Техническое условие для конфигурации внешней изоляции в высокогорных районах.

Помимо влияния высоты на внешнюю изоляцию, согласно стандартам IEC, если испытание на нагрев высоковольтного оборудования проводится на высоте ниже 2000 метров, характеристики нагрева должны быть переоценены при установке оборудования на высотах от 2000 до 4000 метров. Это связано с тем, что более разреженный воздух снижает эффективность естественного конвективного охлаждения.

При нормальных условиях испытания измеренные значения нагрева не должны превышать значения, указанные в таблице 3 стандарта IEC 62271-1. При установке оборудования на высотах выше 2000 метров допустимый максимальный температурный предел должен уменьшаться на 1% за каждые дополнительные 100 метров высоты. Однако на практике обычно нет необходимости накладывать специальные ограничения на нагрев только из-за увеличения высоты. Это связано с тем, что более высокие высоты характеризуются более низкими температурами окружающей среды подстанций. Даже если нагрев выше, конечная рабочая температура оборудования остается в допустимых пределах (на работу оборудования влияет именно конечная температура, а не нагрев). Различные высоты соответствуют различным максимальным температурам окружающего воздуха, как показано в таблице ниже.

Таблица 1: Максимальная температура окружающего воздуха, соответствующая различным высотам

Кроме влияния на внешнюю изоляцию основных (высоковольтных) частей высоковольтного электрооборудования, высокая высота также влияет на устройства управления. Шкафы управления могут содержать вторичные компоненты, такие как двигатели, выключатели, контакторы и реле, большинство из которых полагаются на воздушную изоляцию. Следовательно, их изоляционные характеристики также ухудшаются на больших высотах. Этот фактор необходимо учитывать при выборе оборудования.