Kako višina vpliva na izolacijo in temperaturno povečanje visokonapetostne opreme?

S kočnim naraščanjem višine se zmanjšuje gostota zraka, temperatura in atmosferski tlak, kar vodi do zmanjšane dielektrične trdosti zračnih prehodov in zunanjih izolacijskih lastnosti porcelanskih komponent. To povzroča zmanjšanje zunanjih izolacijskih lastnosti visokonapetostne električne opreme. Ker je večina visokonapetostne opreme zasnovana za namestitev pod višino 1000 metrov, uporaba take opreme na višinah, ki presegajo 1000 metrov, lahko ogrozi zanesljivo izolacijsko delovanje. Zato mora biti zunanjega izolacijska trdnost visokonapetostne preklopnike, uporabljenih v visokogorskih območjih, okrepita.

Za visokogorska območja nad 1000 metri (do 4000 metrov) je na splošno zahtevano, da pri izbiri in preskušanju opreme za vsako dodatnih 100 metrov višine povečate napetost preskusne zunanjega izolacije za 1%.

Za visokonapetostno opremo, ki deluje na višinah med 2000 in 3000 metri s napetostmi do 110 kV, je običajno zunanjega izolacijska trdnost okrepita z izbiro opreme s eno stopnjo višjo izolacijo – to poveča impulzivno in mrežno frekvenčno vzdržnost napetosti približno za 30%.

Za popravke in izračune v zvezi z zunanjimi izolacijami na visokih višinah se sklicujte na IEC 62271-1, GB 11022 in Q/GDW 13001-2014 Tehnična specifikacija za konfiguracijo zunanje izolacije v visokogorskih območjih.

Osim vpliva višine na zunanjo izolacijo, po standardih IEC, če je preskus temperaturnega naraščanja visokonapetostne opreme izveden na višini pod 2000 metri, mora biti temperaturno naraščanje ponovno ocenjeno, ko je oprema nameščena na višinah med 2000 in 4000 metri. To je zato, ker tanji zrak zmanjša učinkovitost naravne konvektivne hladilne tehnologije.

Pod normalnimi preskusnimi pogoji ne sme merjeno temperaturno naraščanje presegati vrednosti, določene v Tabeli 3 IEC 62271-1. Ko je oprema nameščena na višinah nad 2000 metri, naj bi najvišja dovoljena temperaturna meja bila zmanjšana za 1% za vsake dodatne 100 metrov višine. V praksi pa je običajno nepotrebno uveljavljanje posebnih omejitev temperaturnega naraščanja le zaradi povečane višine. To je zato, ker so višje višine povezane z nižjimi okoljskimi temperaturami v postaji. Čeprav je temperaturno naraščanje višje, ostane končna delovna temperatura opreme znotraj sprejemljivih mej (to je končna temperatura, ne temperaturno naraščanje, ki vpliva na delovanje opreme). Različne višine so povezane z različnimi najvišjimi okoljskimi temperaturami zraka, kot je prikazano v spodnji tabeli.

Tabela 1: Najvišja okoljska temperatura zraka glede na različne višine

Osim vpliva na zunanjo izolacijo glavnih (visokonapetostnih) delov visokonapetostne električne opreme, visoka višina vpliva tudi na kontrolo naprave. Kontrolne škatle lahko vsebujejo sekundarne komponente, kot so motorji, preklopniki, stikala in releji, ki večina od njih uporabljajo zračno izolacijo. Zato se njihova izolacijska zmogljivost tudi zmanjša na visokih višinah. Ta dejavnik mora biti upoštevan pri izbiri opreme.