Kako visina utiče na izolaciju i porast temperature opreme za visoko napon?

Kako se visina povećava, gustina zraka, temperatura i atmosferski pritisak odgovarajuće opadaju, što dovodi do smanjenja dielektrične čvrstoće vazdušnih razmaka i vanjske izolacije porcelanskih komponenti. To rezultira smanjenom performansom vanjske izolacije za opremu visokog napona. Budući da je većina opreme visokog napona dizajnirana za instalaciju na visinama ispod 1.000 metara, korišćenje takve opreme na visinama preko 1.000 metara može kompromitovati pouzdanu izolacionu performansu. Stoga mora biti jačana vanjska izolacija aparatne opreme visokog napona koja se koristi u područjima visokih visina.

Za područja visokih visina preko 1.000 metara (do 4.000 metara), obično se zahteva da se za svaki dodatni 100 metara visine tokom selekcije i testiranja opreme, probna naponska razlika vanjske izolacije poveća za 1%.

Za opremu visokog napona koja operiše na visinama između 2.000 i 3.000 metara sa naponom do 110kV, vanjska izolacijska čvrstoća se obično jača biranjem opreme jedne više klase izolacije – to povećava impulsnosnu i mrežnosnu otpornost na naponsku razliku približno za 30%.

Metode i izračuni za korekciju vanjske izolacije na visokim visinama mogu se vidjeti u IEC 62271-1, GB 11022 i Q/GDW 13001-2014 Tehnički standard za konfiguraciju vanjske izolacije u područjima visokih visina.

Pored uticaja visine na vanjsku izolaciju, prema IEC standardima, ako se test temperature opreme visokog napona vrši na visini ispod 2.000 metara, performanse temperature moraju biti ponovo procenjene kada se oprema instalira na visinama između 2.000 i 4.000 metara. To je zato što tanji zrak smanjuje efikasnost hlađenja prirodnom konvekcijom.

Pod normalnim uslovima testiranja, merena temperatura ne sme prevaziti vrednosti navedene u Tabeli 3 IEC 62271-1. Kada se oprema instalira na visinama preko 2.000 metara, dozvoljeni maksimalni granicni limit temperature treba smanjiti za 1% za svaki dodatni 100 metara visine. Međutim, u praksi, obično nije potrebno postavljati posebne ograničenja temperature samo zbog povećanja visine. To je zato što su visine povezane sa nižim temperaturama okoline u podstanci. Čak i ako je temperatura veća, konačna radna temperatura opreme ostaje unutar prihvatljivih granica (to je konačna temperatura, a ne temperatura, koja utiče na performanse opreme). Različite visine odgovaraju različitim maksimalnim temperaturama okružujućeg zraka, kao što je prikazano u tabeli ispod.

Tabela 1: Maksimalne temperature okružujućeg zraka u zavisnosti od visine

Osim uticaja na vanjsku izolaciju primarnih (visokonaponskih) delova opreme visokog napona, visoka visina utiče i na kontrolne uređaje. Kontrolne škafice mogu sadržati sekundarne komponente poput motora, prekidača, kontaktora i releja, većina kojih se oslanja na vazdušnu izolaciju. Stoga, njihova izolaciona performansa takođe pada na visokim visinama. Ovaj faktor mora biti uzet u obzir prilikom selekcije opreme.