摘要：本文是針對(duì)高海拔地區(qū)空氣密度低、氣壓低、氣溫低的自然條件，依據(jù)我公司在那曲地區(qū)納木措金圓建材有限公司年產(chǎn)60萬噸水泥粉磨生產(chǎn)線項(xiàng)目，所提出的有關(guān)低壓電器在高海拔地區(qū)使用與選型時(shí)的選擇建議。

關(guān)鍵詞：高海拔、生產(chǎn)線、選型、建議

引言：

眾所周知我國國土遼闊，土地資源豐富，而海拔超過2000米的地區(qū)大約占了國土總面積的35%。而高海拔地區(qū)目前有著良好的發(fā)展前景，這便需要大量的電氣設(shè)備。由于海拔升高會(huì)導(dǎo)致氣壓、溫度等一系列問題，使得常規(guī)的低壓電氣設(shè)備無法滿足現(xiàn)場需求，所以低壓電氣設(shè)備如何在高海拔地區(qū)安全運(yùn)行，是特別需要注意的問題。本文依據(jù)我公司在那曲地區(qū)納木措金圓建材有限公司年產(chǎn)60萬噸水泥粉磨生產(chǎn)線項(xiàng)目，經(jīng)過反復(fù)的測試和總結(jié)，針對(duì)高海拔地區(qū)空氣密度低、氣壓低、氣溫低的自然條件，提出了低壓電器在高海拔地區(qū)使用時(shí)的選擇建議。

1 、高海拔地區(qū)的特征：

一般來說，對(duì)于低壓配電系統(tǒng)海拔在2000m以上，高壓配電系統(tǒng)海拔在1000m以上的地區(qū)統(tǒng)稱為高海拔地區(qū)。據(jù)測算，我國高海拔地區(qū)面積約占全球總面積65%。高海拔地區(qū)具有的自然氣候條件較惡劣，其特征為：

(1) 空氣密度及氣壓較低。

(2) 空氣溫度較低，溫度變化較大。

(3) 空氣絕對(duì)濕度小。

(4) 太陽輻射強(qiáng)度較高。

(5) 降水量較少。

(6) 大風(fēng)日多。

(7) 土壤溫度較低，且凍結(jié)期長。

因此高海拔地區(qū)的開關(guān)柜在設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮以上種種環(huán)境因素。

2、高海拔地區(qū)對(duì)開關(guān)柜的設(shè)計(jì)要求：

(1)高海拔對(duì)絕緣耐壓的影響及應(yīng)對(duì)方案

常用斷路器的介質(zhì)為空氣，即我們常說的空氣斷路器，空氣的介質(zhì)絕緣強(qiáng)度是隨著氣壓的升高而增加，在空氣稀薄或真空狀態(tài)下又隨著真空度的提高而增加。試驗(yàn)表明，海拔每升高1000 m，平均氣壓則降低7.7～10.5 kPa，外絕緣強(qiáng)度降低8%～13%，因此在電氣間隙和爬電距離不改變的條件下，產(chǎn)品的額定絕緣電壓和額定工作電壓都要降低。例：正常家用普通微型斷路器的絕緣耐壓等級(jí)為400V，我想在高海拔地區(qū)使用，由于我不可能改變其電氣間隙和爬電距離，所以我只能選用絕緣耐壓等級(jí)較高的微型斷路器。

加大電氣距離及爬電距離，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T 16935.1-1997《低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備絕緣配合》中表A2的海拔修正系數(shù)表，對(duì)所在海拔高度的低壓柜內(nèi)電氣間隙進(jìn)行驗(yàn)證。相應(yīng)的電氣間隙和爬電距離見下表：

因此本項(xiàng)目設(shè)計(jì)、加工時(shí)，電氣間隙按≥16mm；爬電距離按≥20mm設(shè)計(jì)制作，并且所有母排套黃、綠、紅熱縮套管。

（2）高海拔對(duì)分段能力的影響

分?jǐn)嗄芰κ侵笖嗦菲鏖_關(guān)的一種特殊功能。目前有36KA、50KA等規(guī)格，斷路器的分?jǐn)嗄芰κ侵冈摂嗦菲靼踩袛喙收想娏鞯哪芰?，常?guī)的空氣斷路器在選型時(shí)會(huì)有不同的分段能力供我們選擇，例如框架斷路器在選型時(shí)有:N型，S型，H型等。但由于海拔增高，空氣密度的降低，大氣壓力也隨之降低，觸頭材料的熔點(diǎn)與沸點(diǎn)也隨之降低，在電弧電流高溫的作用下，觸頭材料的升華比低海拔時(shí)快，觸頭材料損失嚴(yán)重，因此在高海拔地區(qū)，電器的分?jǐn)嗄芰档汀Ｎ覀冊(cè)谶x型時(shí)則需要選擇高分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲?。?duì)于接觸器而言，其分?jǐn)嗄芰τ墒褂妙悇e和額定工作電流的倍數(shù)來決定，因此在高海拔地區(qū)，接觸器的工作電流降為KiIe,其分?jǐn)嗄芰Φ慕档鸵矐?yīng)為NKiIe（N為相應(yīng)使用類別所要求的倍數(shù)）。

（3）常用元器件的降容

現(xiàn)有一般低壓電器產(chǎn)品，使用于高原地區(qū)時(shí)，其動(dòng)、靜觸頭和導(dǎo)電體以及線圈等部分的溫度隨海拔高度的增加而遞增。其溫升遞增率為海拔每升高100m，溫升增加0.1-0.5K，但大多數(shù)產(chǎn)品均小于0.4K。而高原地區(qū)氣溫隨海拔高度的增加而降低，其遞減率為海拔每升高100m，氣溫降低足夠補(bǔ)償由海拔升高對(duì)電器溫升的影響。因此，對(duì)于使用說明書沒有高海拔降容說明的低壓電器的額定電流值可以保持不變，對(duì)于連續(xù)工作的大發(fā)熱量電器，可適當(dāng)降低電源等級(jí)使用。對(duì)于在使用說明書中有明確說明的，按說明書降容選用。

ABB公司所產(chǎn)空氣斷路器降容說明如下：

對(duì)于變頻器類特殊產(chǎn)品，像ABB等公司在說明書中都有明確指出：如果海拔高度在 1000 ~ 4000 m (3300 ~ 13123 ft) 之間，每升高 100 m (328 ft)，電流額定值減少 1 %。所以說當(dāng)遇到超過海拔4000m的項(xiàng)目時(shí)，在變頻器上要做特殊注意，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備類型與變頻器廠家進(jìn)行溝通，由變頻器廠家提供具體選型資料。注：由于大多數(shù)變頻廠家可能不曾在該高度做過針對(duì)性實(shí)驗(yàn)，故提供不出具體參數(shù)資料，所以在選型時(shí)需格外注意。本次那曲項(xiàng)目由我公司技術(shù)部，多次與北京ABB電氣傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司技術(shù)負(fù)責(zé)人溝通，針對(duì)該項(xiàng)目地點(diǎn)的環(huán)境、溫度、污穢等級(jí)、等一系列現(xiàn)場情況共同探討，制定出一個(gè)合理的方案。

對(duì)于軟啟動(dòng)器的降容來說，因?yàn)檐泦⒌墓ぷ魈匦裕沟盟慕等萸€相較變頻來說較為平緩，ABB的說明書中當(dāng)海拔高度在1000米至4000米之間時(shí)，需要按照下述計(jì)算公式降容使用：占Ie的百分比=100- （x-1000）/100 ，x=軟啟動(dòng)器的實(shí)際海拔高度。在我們的咨詢過程中西門子的軟啟動(dòng)器官方給定的最大安裝高度為5000m。其中降容曲線如下所示：

（5）電容器件的選型使用

眾所周知，電容器是由正極、負(fù)極和電解質(zhì)組成，當(dāng)正負(fù)極直接加上一個(gè)電壓時(shí)電極即可儲(chǔ)存電荷，兩板分別帶等量異種電荷，每個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫電容器的帶電量。當(dāng)電容器兩極正負(fù)電荷通過導(dǎo)線中和。在放電過程中導(dǎo)線上有短暫的電流產(chǎn)生。這就是電容器正常的工作示意，即充電和放電，起到一個(gè)儲(chǔ)能元件的作用。電容在實(shí)際使用中起到調(diào)節(jié)電網(wǎng)質(zhì)量的作用。在那曲項(xiàng)目剛啟動(dòng)時(shí)，關(guān)于電容器，我們咨詢了很多廠家，因?yàn)樽杂讲⒙?lián)電容器在制作工藝上的問題，且受困于材料本身的影響，要想將常規(guī)電容器使用在高海拔地區(qū)它的絕緣強(qiáng)度和電氣間隙不能滿足實(shí)際需求。經(jīng)過我們不斷與電容廠家相互探討，電容廠家為我們特制一款高原型的電容器，該電容器采用拉大電氣間隙和更換絕緣介質(zhì)的方法，來增加電容器的絕緣強(qiáng)度和電氣間隙，使的該電容器可以在海拔4600米上的工程流水線上正常工作。

（6）高海拔對(duì)普通二次元器件的影響

高海拔對(duì)低壓二次元器件的影響，主要方面也是電氣間隙和元器件本身材料上，因?yàn)楦吆０蔚貐^(qū)平均氣溫較低，冬天的時(shí)候平均氣溫會(huì)低于部分元器件的貯藏溫度，因此可能會(huì)導(dǎo)致元器件還未經(jīng)使用，就已出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，這些在互感器、多功能表、指示燈等元器件上表現(xiàn)的較為明顯，故而該類產(chǎn)品在使用時(shí)需要特殊處理，以增加元器件的耐腐蝕度。

（7）高海拔對(duì)柜體的影響

該項(xiàng)目我們選用的是ABB 的MNS2.0低壓抽出式開關(guān)柜，但是在傳統(tǒng)的開關(guān)柜上我們做了更加詳細(xì)特殊的絕緣處理。

a）：在封閉式垂直母線通道上，我們將垂直排與柜體之間的間隙加大，以保證母排與殼體的最小間隙大于安全間隙；

b）：抽屜柜的安全位置是由一個(gè)微斷開關(guān)在把手的作用下調(diào)節(jié)至我們所需要的點(diǎn)位，但由于抽屜實(shí)驗(yàn)位置的插件間隙較小，所以我們想方法在插件的線頭上套一個(gè)透明的保護(hù)套，以此來增加他的絕緣強(qiáng)度；

c）：在所有的元器件與固定板之間增加一塊絕緣板，以此增加相間對(duì)地的保護(hù)，例如在熔斷器后增加一塊絕緣板，使得熔斷器的螺絲與安裝板隔開；

d）：當(dāng)潤滑油進(jìn)入低溫后，蠟質(zhì)結(jié)晶會(huì)析出、結(jié)晶從而導(dǎo)致粘度增大，溫度升高后蠟質(zhì)結(jié)晶受到破壞，回復(fù)原始粘度，從而失去潤滑的效果。因此本項(xiàng)目我們采用特制潤滑油，該潤滑油可以保證在低溫下可以正常使用，不會(huì)出現(xiàn)粘度會(huì)變大等現(xiàn)象；

e)：正常抽屜柜所使用的二次插件之間的距離不能滿足現(xiàn)場需求， 對(duì)此我們采用了用一拆一的方法，每相鄰兩個(gè)插件中間隔開一個(gè)空格插件，拆除該插件上的金屬片，以此增加插件之間的電氣間隙。

3、結(jié)束語

目前，我國在高海拔地區(qū)的發(fā)展還處于起步階段，現(xiàn)階段關(guān)于高低壓電氣如何在高海拔地區(qū)應(yīng)用還需要做更多的驗(yàn)證和實(shí)踐，而低壓電氣應(yīng)用于高海拔地區(qū)勢在必行。此次，我公司的經(jīng)典案例，為低壓電氣在高海拔地區(qū)的應(yīng)用提供有利的經(jīng)驗(yàn)和保證，為我公司在高海拔領(lǐng)域的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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