各類要求

各類電工產(chǎn)品使用于高原地區(qū)的基本技術(shù)要求及一些校正溫升：1、電機(包括各種電機，主要是旋轉(zhuǎn)電機：依靠電磁感應(yīng)而運行的電氣裝置，它具有能夠作相對旋轉(zhuǎn)運動的部件，用于轉(zhuǎn)變能量）電機使用在海拔1000m以上至4000m時，溫升限值的修正GB755規(guī)定。超過海拔4000m至5000m時，每升高100m，所需環(huán)境溫度降低的補償值，仍按溫升限值的1%折算。2、輸電設(shè)備輸電設(shè)備：電力變壓器，互感器、調(diào)壓器、電抗器、開關(guān)設(shè)備、避雷器、電力電容器、絕緣子、絕緣套管等。2.1使用于海拔1000m以上的輸電設(shè)備，其溫升的海拔修正按下列標準規(guī)定，并外推至海拔5000m：2.1.1開關(guān)設(shè)備的溫升校正 當開關(guān)設(shè)備使用在海拔超過1000m(但不超過4000m)且最高周圍空氣溫度為+40時，制造廠應(yīng)按表1規(guī)定的允許溫升每超過100m(以海拔1000m為起點)降低0.3%。 計算公式： ：為實際的溫升值； ：為標準的溫升值； ：為海拔高度。電器中各零件、材料及介質(zhì)的最高允許溫度及溫升不應(yīng)超過表1中所規(guī)定的數(shù)值。注：空氣和SF6用作高壓電器產(chǎn)品的介質(zhì)時，其長期工作時的最高允許溫度和溫升不需限制。表1序號電器零件、材料及介質(zhì)的類別1）、2）、3）、4）最高允許溫度（）周圍空氣溫度為+40時的允許溫升K空氣中SF6中油中空氣中SF6中油中1觸頭5）、6）裸銅或裸銅合金759080355040鍍錫909090505050鍍銀或鍍鎳(包括鍍厚銀及鑲銀片)105105906565502 用螺栓或其他等效方法聯(lián)結(jié)的導體接合部分 7)裸銅、裸銅合金和裸鋁或裸鋁合金90105100506560鍍(搪)錫105105100656560鍍銀(包括鍍厚銀)或鍍鎳1151151007575603用其他裸金屬制成或表面鍍其他材料的觸頭或聯(lián)結(jié)8)4用螺栓或螺釘與外部導體聯(lián)結(jié)的端子9)裸銅、裸銅合金和裸鋁、裸鋁合金9050鍍(搪)錫或鍍銀(包括鍍厚銀)10565其他鍍層8)5油斷路器用油10)、11)90506起彈簧作用的金屬零件12)7下列等級的絕緣材料及與其接觸的金屬零件13)、14)、15)a.需要考慮發(fā)熱對機械強度影響的：Y(對不浸漬材料)8590-4550-A(對浸在油中或浸漬過的材料)100100100606060E、B、F、H110110100707060b.不需要考慮發(fā)熱對機械強度影響的：Y(對不浸漬材料)9090-5050-A(對浸漬過的材料)100100100606060E120120100808060B1301301009090607F15515510011511560H18018010014014060c.漆：油基漆100100100606060合成漆1201201008080608不與絕緣材料(油除外)接觸的金屬零件(觸頭除外)a.需要考慮發(fā)熱對機械強度影響的：裸銅、裸銅合金或鍍銀120120100808060鋁、裸鋁合金或鍍銀110110100707060鋼、鑄鐵及其他110110100707060b.不需要考慮發(fā)熱對機械強度影響的：裸銅、裸銅合金、鍍銀14514510010510560裸鋁、裸鋁合金、鍍銀135135100959560注：表1中的裸銅合金和裸鋁合金是指銅基和鋁基合金，均不包括粉末冶金件。粉末冶金件的最高允許溫度由制造廠在產(chǎn)品技術(shù)條件中規(guī)定。1)相同零件、材料及介質(zhì)其功能屬于表1中所列的幾種不同類別時，其最高允許溫度和溫升按各類別中最低值考慮。2)表1中數(shù)值不適用于處于真空中的零件和材料。3)封閉式組合電器、金屬封閉開關(guān)設(shè)備等外殼的最高允許溫度和溫升由其相應(yīng)的標準規(guī)定。 4)以不損害周圍的絕緣材料為限。5)當動、靜觸頭有不同鍍層時，其允許溫度和溫升應(yīng)選取表1中允許值較低的鍍層之值。 6)涂、鍍觸頭，在按電器的相應(yīng)標準進行下列試驗后，接觸表面仍應(yīng)保留鍍層，否則按裸觸頭處理。 a.關(guān)合試驗和開斷試驗(如果有的話)； b.熱穩(wěn)定試驗； c.機械壽命試驗。7)當兩種不同鍍層的金屬材料緊固聯(lián)結(jié)時，允許溫升值以較高者計。 8)其值應(yīng)根據(jù)材料的特性來決定。9)此值不受所聯(lián)外部導體端子涂鍍情況的影響。 10)以油的上層部位為準。11)當采用低閃點的油時，其溫升值的確定應(yīng)考慮油的汽化和氧化作用。 12)以不損害材料之彈性為限。13)絕緣材料的耐熱分級按GB11021的規(guī)定執(zhí)行。14)對不需要考慮發(fā)熱對機械強度影響的銅、銅合金、鋁、鋁合金最高允許溫度既不高于所接觸的絕緣材料的最高允許溫度亦不得高于本表中序號8項b所規(guī)定的值。15)耐壓等級超過H級者以不導致周圍零件損壞為限。3.3當電器各部分的溫升不超過本標準表1的規(guī)定時，電器應(yīng)能正常工作。當開關(guān)設(shè)備使用地點的海拔和最高周圍空氣溫度符合表2的條件時，由于周圍空氣溫度降低值足夠補償海拔對溫升的影響，其額定電流值可以保持不變。表2海拔（m）1000200030004000最高周圍空氣溫度（）403530252.1.2電力變壓器的溫升校正 根據(jù)GB1094.2-85電力變壓器：第二部分溫升中的校正方式：如果制造廠與用戶如無其他共同規(guī)定，對于在超過1000m的海拔處運行，但在正常海拔試驗的空氣冷卻的變壓器，表3中所列溫升限值應(yīng)在1000m以上以沒500m為一級按下列數(shù)值減少：油浸自冷變壓器 2.0%;油浸風冷及強油風冷變壓器 3.0%。注：1），當使用部門提供的高海拔運行地點的變壓器環(huán)境溫度比GB1094.1第2.1條規(guī)定的最高、日平均、年平均溫度均有所下降，且符合每升高1000m降低5，及更多時則認為變壓器在高海拔運行時由于散熱條件降低而使溫升增高的影響已由環(huán)境溫度的降低所補償，因此在正常海拔試驗時將不予海拔校正。2），如果空氣冷卻變壓器運行地點高度低于1000m，而試驗地點高度高于1000m，則測得的溫升應(yīng)予減少，其減少值應(yīng)根據(jù)試驗地點海拔超過1000m的高度，以每500m為一級按上述數(shù)值降低。3），溫升限值的降低或測得的溫升的降低均不適用于水冷卻的變壓器。表3 油浸式變壓器的溫升限值部分溫升限值，K線圈：65絕緣的耐熱等級為A(用電阻法測量的平均溫升）頂層油（用溫度計測量的溫升）55鐵芯本體應(yīng)是使相鄰絕緣材料不致?lián)p傷的溫度油箱及結(jié)構(gòu)件表面80對于平時常用的環(huán)氧樹脂干式變壓器來說，國家標準關(guān)于以上兩個因素有著明確的校正方法。根據(jù)GB6450）干式變壓器中第3.2.3條和4.2條的規(guī)定，對于在超過1000M海拔處運行，并在正常海拔進行試驗的變壓器，其溫升限值應(yīng)相應(yīng)遞減，超過1000M海拔部分以第500M為一級，溫升限值按下列數(shù)據(jù)降低：自冷變壓器 b=2.5%；風冷變壓器 b=5%；實際溫升值計算公式：為設(shè)備實際應(yīng)選取得值；為標準地區(qū)的測試值；為海拔高度（單位：米）；為變化系數(shù)。實例：以日客則地區(qū)為例，計算當?shù)厥褂玫母墒阶儔浩鞯臏厣刂浦?。日客則地區(qū)海拔：3837 M。取4000米。標準條件下15KV的F級環(huán)樹脂干式變壓器允許溫升為100K。所以取H=4000;D=100K;b=5%。代入公式 因此該地區(qū)的干式變壓器的溫升設(shè)計值應(yīng)控制在70K。2.1.3電力電容器的溫升校正根據(jù)GB6915當變壓器被規(guī)定在海拔1000M-3000M之間運行，而其試驗卻在正常海拔處進行時，其額定短時外施耐受電壓值，應(yīng)根據(jù)安裝地點的海拔超過1000m的部分，以每增加100m增加1%的方式來提高。當海拔超過3000m處運行時，其絕緣水平應(yīng)由供、需雙方協(xié)商確定。1000米3000米地區(qū)實際額定短時外施耐受電壓值：為設(shè)備實際應(yīng)選取得值；為標準地區(qū)的測試值；為海拔高度（單位：米）；取1%。一、高壓開關(guān)設(shè)備高原氣候?qū)Ω邏洪_關(guān)設(shè)備的影響首當其沖。因為，當海拔升高時，氣壓隨之降低，空氣的絕緣強度減弱，使電器外絕緣降低而對內(nèi)絕緣影響很小。由于設(shè)備的出廠試驗是在正常海拔地點進行的，因此，根據(jù)IEC出版物694對于開關(guān)設(shè)備以其額定工頻耐壓值和額定脈沖耐壓值來鑒定絕緣能力，對于使用地點超過1000M以上時，應(yīng)作適當?shù)男Ｕ?。校正公式為?其中：應(yīng)選的額定工頻耐壓值。 額定工頻耐壓試驗電壓（標準地區(qū)額定工頻耐壓值）。應(yīng)選的額定雷電脈沖耐壓值。額定雷電脈沖耐壓值。a校正系數(shù)。其中校正系數(shù)a的取值見圖：例如對于以西藏日喀則地區(qū)為例，對在該地區(qū)使用的高壓開關(guān)設(shè)備的絕緣性進行校正：對于10KV開關(guān)柜來說，其額定電壓為12KV；額定工頻耐壓值（有效值）為32KV（對隔離距離）和28KV（各相之間及對地）；額定脈沖耐壓值（峰值）為85KV（對隔離距離）和75KV（各相之間及對地）。查閱資料可知日喀則地區(qū)的海拔高度為：3837 M。因此我們可取海拔為4000米時的a=0.64；由此可得應(yīng)選的額定工頻耐壓值:所以相應(yīng)的額定工頻耐壓值增加約42.03%。同理，應(yīng)選的額定雷電脈沖耐壓值：所以相應(yīng)的額定雷電脈沖耐壓值增加約42.05%.而隨著海拔的升高，空氣密度降低，散熱條件變差，會使高壓電器在運行中溫升增加，但空氣溫度隨海拔高度的增加又相應(yīng)遞減，其值基本可以補償由海拔升高對電器溫升的影響，因而認為在海拔不超過4000M情況下，高壓電器的額定電流值保持不變。但對于閥式避雷器來說，情況就較為復(fù)雜。由于避雷器自身并不密封，其閥片的間距不可調(diào)，因此其火花間隙的放電電壓易受空氣密度的影響，所以應(yīng)向設(shè)備廠商注明海拔高度，或使用高壓型閥式避雷器。二、干式變壓器 三、低壓電氣設(shè)備對于低壓電氣設(shè)備，情況要稍好一些。根據(jù)JB/Z0103-11標準及科研部門的調(diào)查研究，現(xiàn)有普通型低壓電器在高原地區(qū)的使用如下：1、溫度：現(xiàn)有一般低壓電器產(chǎn)品，使用于高原地區(qū)時，其動、靜觸頭和導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，氣溫降低足夠補償由海拔升高對電器溫升的影響。因此，低壓電器的額定電流值可以保持不變，對于連續(xù)工作的大發(fā)熱量電器，可適當降低電源等級使用。2、絕緣耐壓：普通型低壓電器在海拔2500時仍有60%的耐壓裕度，且通過對國產(chǎn)常用繼電器與轉(zhuǎn)換開關(guān)等的試驗表明，在海拔4000M及以下地區(qū)，均可在其額定電壓下正常運行。3、動作特性：海拔升高時，雙金屬片熱繼電器和熔斷器的動作特性有少許變化，但在海拔4000M下時，均在其技術(shù)條件規(guī)定的特性曲線帶范圍內(nèi)RTO等國產(chǎn)常用熔斷器的熔化特性最大偏差均在容許偏差的50%以內(nèi)。而國產(chǎn)常用熱繼電器的動作穩(wěn)定性較好，其動作時間隨海拔升高有顯著縮短，根據(jù)不同的型號，分別為正常動作時間和40%-73%。也可在現(xiàn)場調(diào)節(jié)電流整定值，使其動作特性滿足要求。通過對低壓熔斷器非線性的環(huán)境溫度對時間-電流特性曲線研究表明，熔體的載流能力在同樣的較小的過載電流倍數(shù)情況下（即輕過載）熔斷時間隨環(huán)境溫度減小而增加，在20度以下時，變化的程度則更大；而在同樣的較大的過載電流倍數(shù)情況下（即短路保護時），熔斷時間隨環(huán)境溫度的變化可不作考慮。因此，在高原地區(qū)的使用熔斷器開關(guān)作為配電線路的過載與短路保護時，其上下級之間的選擇性應(yīng)特別加以考慮。在采用低壓斷路器時，應(yīng)留有一定的斷路與工作余量。由此可見，熔斷器在高原的使用環(huán)境下可靠性和保護特性更為理想。四、對電氣間隙擊穿電壓的影響以空氣絕緣的產(chǎn)品，其電氣間隙修正系數(shù)可按特殊環(huán)境條件高原電工電子產(chǎn)品 第1部分:通用技術(shù)要求（GB/20626.1-2006)給出的圖表計算：表：電氣間隙修正系數(shù)使用海拔/m010002000300040005000電氣間隙修正系數(shù)以0海拔為基準1.001.131.271.451.641.88以1000海拔為基準0.891.001.131.281.461.67以2000海拔為基準0.780.881.001.141.291.48注1：產(chǎn)品使用海拔介于表內(nèi)兩值之間時，可用插入法進行折算。注2：本表僅適用于低壓產(chǎn)品。注3：在實際使用中應(yīng)考慮風速對電氣產(chǎn)品間隙的影響。實例：如低壓成套設(shè)備以上海海拔0m為基準，其空氣最小間隙為8mm，當其用于本工程海拔4900m時，此時的電氣間隙修正系數(shù)A可用下面方法算得：首先4900m間于4000m到5000m之間，我們?nèi)?000m級的系數(shù)為：A1=1.64; 5000m級的系數(shù)為：A2=1.88。所以4900m級的系數(shù)為A=A1-A2)/bc=(1.88-1.64)/109=1.856。其中b=（5000-4000）/100=10；c=（4900-4000）/100=9（相當于求平均值）。所以在4900m處產(chǎn)品設(shè)計的最小電氣間隙應(yīng)為8x1.856=14.848mm。2.4.2工頻耐壓和沖擊耐壓修正表2-2：工頻耐壓和沖擊耐壓修正的海拔修正系數(shù)Ka產(chǎn)品使用地點海拔/m2000300040005000產(chǎn)品試驗地點海拔/m01.251.431.672.0010001.111.251.431.6720001.001.111.251.4330000.911.001.111.2540000.830.911.001.1150000.770.830.911.00注：低壓電氣的介電試驗，例如相與相之間、相和中性線與地之間、同一相斷開觸點之間的介電性能試驗包括了對固體絕緣和電氣間隙的絕緣試驗，因此試驗電壓應(yīng)按表的要求進行修正。因?qū)ｉT用于固體絕緣的介電性能不受海拔高度的影響，所以試驗電壓不需要校正。 在海拔2000m及以下時，常規(guī)型產(chǎn)品標準規(guī)定的沖擊耐受試驗電壓為4kV，本工程使用地點為海拔4900m，試驗地點海拔1000m，可以取5000m級修正系數(shù)Ka=1.67代替4900m級的。所以產(chǎn)品在4900m時其沖擊耐受電壓試驗值應(yīng)修正為：4x1.67=6.68kV。2.4.3斷路器的降容修正對于低壓電氣設(shè)備，情況要稍好一些。以下是部分廠家給出的斷路器的降容修正(以下產(chǎn)品工作環(huán)境均為溫度-25C70C): 圖2-2Compact NSX100至630海拔高度m2000300040005000絕緣電阻電壓V3000250021001800平均絕緣等級UiV800700600500最大工作電壓UeV690590520460平均熱工作電流In x(40C)10.960.930.9圖2-3施奈德低壓終端產(chǎn)品海拔高度（m）200030004000介電強度250022001950最大工作電壓Ue690590520額定電流In 10.960.93由圖所得，本工程低壓電器選用以上產(chǎn)品，在那曲安多地區(qū)一般配電系統(tǒng)中的斷路器按廠家標注的額定電流的取降容系數(shù)0.9進行設(shè)計。2.4.4溫升、熔斷器及脫扣器的動作特性影響高原環(huán)境下，現(xiàn)有的一般低壓電器產(chǎn)品，其動、靜觸頭、導電體機線圈等部分的溫升隨海拔升高而遞減，海拔升高100m，溫升增加0.10.5C，而高海拔地區(qū)的氣溫遞減率為海拔每升高100m，氣溫降低0.5C，因此可認為氣溫降低值全部補償。試驗表明，對于低壓熔斷器，經(jīng)過載熔斷時間隨環(huán)境溫度減小而增加，在20C以下時，變化的程度則更大；而短路熔斷時間隨環(huán)境溫度的變化可不作考慮，因此在高原地區(qū)使用熔斷器開關(guān)作為配電線路的過載和短路保護時，其上下級之間的選擇性應(yīng)特別考慮。采用電子脫扣器的低壓電器產(chǎn)品的脫扣動作特性，基本不受高原條件影響，但應(yīng)充分考慮電子功率元件的散熱問題。2.5柴油發(fā)電機對在高原地區(qū)使用空氣燃燒的柴油發(fā)電機來說，由于高原地區(qū)的空氣稀薄，含氧量低，其工作效率將大大下降。柴油發(fā)電機工作時，柴油燃燒很不充分，單位用量柴油的輸出功率將大大下降，同時柴油發(fā)電機的維護工作量也大大增加，應(yīng)采用渦輪增壓機組，并對柴油發(fā)電機的工作效率進行糾正，或直接采用高原型的柴油發(fā)電機。三、高海拔地區(qū)的導線選擇根據(jù)業(yè)主提供的資料，夏木拉工程所處那曲安多縣地區(qū)最低環(huán)境為-25C，一般的銅芯聚氯乙烯絕緣電線BV-450/750及交聯(lián)氯乙烯絕緣電力電纜YJV-0.6/1kV敷設(shè)溫度不低于0C。雖然工程各子項均有采暖措施，但由于當?shù)毓╇娍煽啃缘停斐奚針峭?，其余單體均很難保證供電，故電線電纜的設(shè)計還應(yīng)考慮耐寒防凍，即電纜材質(zhì)的柔韌性、耐寒防裂性。因此要選擇能適應(yīng)較大溫差的電纜，如交聯(lián)聚乙烯絕緣耐寒電力電纜（電纜最低長期使用溫度為-40C，最高工作溫度為90C）及橡皮絕緣電線（電線最低使用溫度為-35C）。注：參考寶勝電線電纜選型手冊。由于青藏高原地區(qū)多為巖石層，泥土少，室外電纜敷設(shè)時還應(yīng)考慮磨損防護，直埋電纜敷設(shè)在凍土層，上下各增加敷設(shè)200mm的細沙。考慮當?shù)貧鉁剌^低，且多為巖石層，大量電纜直埋敷設(shè)有難度，室外主干管線可以考慮復(fù)合型管溝敷設(shè)，即采用多層敷設(shè)，熱力管道及水管敷設(shè)管道溝下層，電力管線設(shè)與兩側(cè)上層，電力電纜距熱管道保溫層外表面的凈距離不小于500mm，這樣即不影響檢修，也人為解決霜凍對水管，電纜護套的傷害。圖2-4綜合管井示意圖四、防雷與接地4.1防雷系統(tǒng)雷暴活動與地理位置、氣候特點有著密不可分的聯(lián)系。內(nèi)陸雷暴主要由鋒面雷暴引起伴有少量的氣團雷暴和地理雷暴，而高原地區(qū)的雷暴主要由地形雷暴形成的。1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月氣溫2004 -13.111.7-4.7-1.835.47.785.6-2.5-10.5-11.62005-11.8-10.3-4.9-2.21.36.68.28.35.8-1.5-8-11.82006-8.9-7.1-6.8-2.82.78.19.68.75-2.2-8.4-10.72007-11.9-11.8-6-1.34.16.18.2降水20047.61011.733.188.4106.9115.313.323.76.11.320053.15.52.711.621.884.8143.6149.562.521.23.60.120061.35.511.933.834.984.5106.783.412.13.50.720076.50.77.417.950.8168.2風速20043.24.153.64.43.23.12.82.12.122.120053.95.144.13.42.12.72.72.83.13.83.820065.24.54.24.33.63.63.12.92.62.73.53.820074.13.44.43.73.53.63最大風速 2004232326.716.719.316.315151417.3141620052017.71720.316.312.713131412171720062015.71517.31411.712.71212.31116.718200716.813.314.913.911.913.911.9雪深2004311244420051544144420060427312007443圖4-1 那曲安多縣2004年2007年氣象資料（注：單位，氣溫為C；降水為mm；風速為m/s；雪深為cm）圖4-2 青藏高原與內(nèi)地年平均雷暴日數(shù)對照表圖4-3 青藏高原地區(qū)與平原地區(qū)的雷暴時對比由以上數(shù)據(jù)得出，高原地區(qū)雷暴活動的時間寬度較大，面積小，雷云放電頻繁，每次放電電流不大，即年平均雷暴日多，雷電強度小。在這種雷暴條件下，電涌防護相對可以忽略其最大通流量，而重點考慮其殘壓對設(shè)備的影響。由于閥型避雷器火花間隙的放電電壓易受空氣密度的影響，因此需使用高原型閥型避雷器。如在多雷區(qū)選用的放電管型SPD就可以考慮換為限制電壓型SPD，對處于LPZOB與LPZ1區(qū)的變壓器低壓端的第一級SPD可選用In20kA(10/350s)的限壓型SPD，LPZ1區(qū)的主控柜等第二級SPD選用In40kA（8/20s）的限制電壓型SPD，對于LPZ2區(qū)的