高海拔高寒地区输变电设备解析

陈映江

摘要：我国的电网工程项目投资规模、技术难度以及工程线路的跨度等普遍较大，因此在进行输变电设备的建设以及施工过程中不仅要考虑施工技术的难度，同时也应该对施工地的基本自然条件、技术发展水平以及客观政治因素等进行综合权衡，这就导致了输变电设备在进行建设时出现了诸多不确定因素。文章重点研究了高海拔地区输变电设备建设中出现的问题，并提出了相应的解决方案，为高寒地区电力项目建设添砖

加瓦。

关键词：高海拔；高寒地区；输变电设备建设；线路建设；电力项目

中图分类号：TM721 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0118-02

受到高海拔高寒地区特殊的气候以及土壤结构影响，输变电设备常常会受到较大的影响而被破坏，例如冰雪灾害等极容易对输变电线路造成一定程度的破坏。所以，在高海拔地区进行输变电设备项目建设之前，应当将这一问题作为重点考虑的内容，对线路的搭建以及设备的选用都应根据情况合理选用，杜绝因自然环境而给设备带来较大的影响，给人们日常生活带来不便。

1 高海拔地区线路建设面临的问题

1.1 低温问题

在进行高海拔地区输电项目工程线路的建设过程中，低温问题是输变电线路所面临的主要问题之一。高海拔地区温度较低，土地的硬度大，而管线塔杆的树立必须要进行挖基工作，这无疑造成了较大的难度。同时，高原地区存在大量的冻土，如果杆塔的掩埋工作出现问题，那么当气温上升时冻土开化则很容易造成地基塌陷的问题，大大降低了杆塔的稳定性。

1.2 管线杆塔建设问题

在管线杆塔的建设过程中，建成后的管线杆塔应该对风力存在一定的抵御能力，通常来说，设计风速应该在25m/s左右。但是很多施工单位在进行施工建设时不依照设计标准来进行设计，为了省时省力，对于冻土的厚度、当地气候最低最高风力等情况的研究不够深入彻底，杆塔出现失稳的状况也在意料之中。

2 高海拔高寒地区输电线设备面临的问题

2.1 高原气候对高压开关避雷器的影响

高海拔地区的气候特点对于输电线设备的影响较大。随着海拔高度的不断上升，大气压力也会逐渐降低，这就导致输变电设备的绝缘强度不断衰弱，大大降低了设备的外绝缘能力。正常情况下，厂家在对输变电设备进行调试过程中都是在正常海拔条件下测试的，所测得的相关实验数据以及适用范围可能并不适用于高原高海拔地区，所以对于设备的绝缘能力应该进行适当地修正。在高寒高海拔地区，电气设备的开关设备冰层厚度通常较大。我国的国家标准中有明确规定，开关类设备的冰层厚度设计分为1mm、10mm以及20mm三大类别，而在高原地区，一旦发生了严寒灾害，开关设备的厚度冰层就会超过设计要求，在高海拔风口地区以及高寒地区设备受损的现象尤为严重。

2.2 干式变压器面临的问题

我们日常使用的环氧树脂干式变压器测试环境一般在正常海平面状态，一旦运行环境超过了海拔1000m，其温升限值就会呈现递减态势，在1000m海拔以上的地区，每超过500m，温升限值就会按照冷变压器的2.5%、风冷变压器的5%进行缩减。所以在高海拔地区，变压器的数据测定需要重新测定使用。

在低气温的高海拔地区，输变电设备会出现严重的冰雪覆盖状况，改变了设备的绝缘分布。例如雨凇所形成的冰凌能够在设备中形成桥接，使得瓷套和支柱绝缘子表面干区承受了极高的电压，出现冰闪现象。小直径设备的外瓷直径较小，污闪电压相对大直径设备来说较低，其绝缘子更易放电出现沿面闪络现象。

2.3 低压电气设备的影响

从温度角度来看，现有的低压电器如果在高海拔地区使用，那么其动静触头以及导电体温度会随着海拔的不断上升而提升，海拔每提高100m，温度约提升0.3K左右，多数产品的温升低于0.4K，高原地区的平均温度则会随着海拔的提升而不断降低，气温的降低量完全能够补偿海拔提升设备温度的提高量。所以，低压电器的额定电流基本可以保持不变，对于散热量较大的电气设备可以适当地降低电源等级。

从绝缘角度来看，普通的低压电器在海拔2500m时具有60%左右的耐压杜，综合我国电器开关的耐久试验，我国继电器设备在海拔低于4000m的地区均可使用。

从动作特性角度来看，继电器以及熔断器的动作特性都会发生诸多变化，国产热继电器的动作特性较为稳定，动作时间也会随着海拔高度的变化而变化，根据不同的设备型号，会在40%～70%之间浮动。

3 高海拔地区线路搭设及设备选用方案

3.1 搭建杆塔方案

输电线路项目建设工程的杆塔地基施工建设也可以被称为基础施工建设，基础施工的作用非常大，也是输电线路工程的基础部分，基础项目建设的好坏将直接影响到输电线路工程的施工进度以及运行安全。基础施工主要包括钻孔灌浆、岩石基础以及斜插基础等，依据实际情况不同而做出不同的选择。比较常见的基础施工主要包含以下几种，即：掏挖基础施工、阶梯基础施工以及钻孔灌注桩基础施工。无论是冻土的问题还是风力的抵抗问题，杆塔的搭建工作面临问题较多，所以杆塔建设也是输电线路施工工作的重中之重。杆塔搭建施工主要分为两种主要方式：整体组立杆塔施工和分解组立杆塔施工方式。整体组立杆塔形式对于混凝土的抗压强度具有非常严格的要求，必须达到设计强度的100%。分解组立杆塔施工形式则无需严格抗压强度，仅需达到设计强度的70%，两种形式都需要注重基本的稳固性问题，在进行建设之前，施工设计人员应该对施工现场的气候特点以及土地性质有一个基本的认识，包括全年平均风力、最低风力、最高风力、全年平均气温、最高温度、最低温度等，这些都对杆塔的质量造成一定程度的影响。

3.2 合理构建设备结构，降低冰闪发生的可能性

通过对变电站不同类型设备的在线监控，电力部门的数据显示处于环境的不同电力设备的放电情况不尽相同，这与电力设备的绝缘子形状和大小有着极为密切的关系。在对变电设备外绝缘设备进行防冰闪处理的过程中，应该针对设备结构上的问题进行合理改善，提高设备的外绝缘水平，提高爬电距离，同时可以利用喷涂的方式来降低冰闪故障发生的概率，另外，可以加强变电设备的监测力度，及时清扫输变电设备的检测力度。

3.3 提高开关制造加工技术方案

所使用的隔离开关应该尽量采取结构简单、防水性较高的开关，针对当前的隔离开关应当进行防水性的方案改进，提高隔离开关防水措施的加工技术设计，同时加强开关产品生产水平，研发先进的组合电器以及防水封闭开关来提高电气设备应对恶劣环境以及自然灾害的能力。

4 结语

输变电工程项目在建设过程中应该结合电力规划发展规划以及相关的要求，同时充分地考虑到选线地址问题，对于建设过程中所出现的问题选择合理的治理方案。受到高海拔高寒地区气候以及风速等自然因素的影响，输变电设备发生损坏的可能性非常高，这就要求线路建设以及设备建设单位加强关注力度，依据高海拔地区的气候特点和其特殊性，提高设备检测部门的检测标准，同时注意杆塔搭建问题，切实做好设备防护工作，保证地区的供电稳定性，为社会经济发展提供保障。

参考文献

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