浅谈变电一次设备外绝缘耐受电压海拔修正方法并举例说明

(国网青海省电力公司检修公司 青海 西宁 810000)

一、前言

海拔是指所在地相对于海平面的高度，海拔超过1000米的地区称为高海拔地区，随着海拔的升高，电气设备外绝缘击穿电压会有所降低，高海拔地区所使用的电气设备应选用高原型电气产品，此类设备的外绝缘均经过海拔修正，青海电网一次设备主要由于中东部地区厂家供应，在设备出厂试验阶段需要进行出厂试验见证，出厂耐压试验电压值须经过海拔修正，比规程规定试验值高，才能保证设备在使用地经受的住耐压试验的考核。

二、高海拔地区气象条件对外绝缘影响

(一)高海拔地区主要气象特征

随着海拔的升高大气压逐渐减小，在青藏高原地区，当海拔高度为5500m时，大气压仅为海平面的一半，空气湿度亦随之降低，日照辐射强度曾大，昼夜温差也较大。

(二)气体放电理论

给气体间隙两端的电极加电压到临界电压值时(两端电压超过气体的饱和电流阶段)，即进入电子碰撞游离阶段，空气中带电质子(主要是游离的电子)在电场中获得巨大能量而高速运动，与气体分子碰撞后产生正离子和更多的电子，新形成的电子又在电场的作用下与其它气体分子碰撞，使其游离，如此连锁反应便形成电子崩，电子崩向阳极发展，最后形成一个具有高电导的通道，最终导致气隙击穿。

(三)高海拔条件对气体间隙击穿的影响

空气中的水分子能够俘获自由电子而形成离子，对气体的放电起到抑制作用，大气的湿度增高，气隙击穿电压也会增高，高海拔地区空气湿度低，因而其气隙击穿电压低。

当电极距离固定时，如果气压增大，电子的平均自由行程减小，电子在电场方向积聚能量不够，即使发生碰撞也不会游离，因而击穿电压提高。反之，气压降低时外绝缘击穿电压随之降低。

综上所述，同一电气设备的外绝缘击穿电压在高海拔地区较低海拔地区有较明显的降低。有研究表明，在海拔5000米以下的范围内，海拔高度每升高1000米，平均气压降低7.77-10.5kPa，电气设备外绝缘强度降低8%-13%。对于设计定型的产品，由于其电气间隙已经固定，随气压的降低，其外绝缘击穿电压也下降，为了保证产品在高海拔地区使用时有足够的耐击穿能力，必须加强外绝缘强度，同时在进行出厂交接试验时，其试验电压也应进行修正。

三、实际应用举例

目前，青海地区按照国家电网公司物资采购标准《Q/GDW 13001-2014 高海拔外绝缘配置技术规范》中相关要求执行，本文针对此规程中规定的修正方法进行举例说明。

(一)案例

750kV GIS设备、断路器、隔离开关、支柱绝缘子等设备使用地海拔为1000-3000米，在海拔不超过1000m地区进行外绝缘耐受电压试验时，应分别对工频耐受电压、雷电冲击耐受电压、操作冲击耐受电压进行修正，以上设备额定工频耐受电压为960kV，额定雷电冲击耐受电压为2100kV，额定操作冲击耐受电压为1550kV。

使用地海拔为1000-2000米时，根据规程规定，其电气设备外绝缘参数应按照海拔2000m进行选取,试验电压修正如下：

使用地海拔为2000-2500米时，根据规程规定，其电气设备外绝缘参数应按照海拔2500m进行选取,试验电压修正如下：

使用地海拔为2500-3000米时，根据规程规定，其电气设备外绝缘参数应按照海拔3000m进行选取,试验电压修正如下：

四、结论

1.同一电气设备的外绝缘击穿电压在高海拔地区较低海拔地区有较大程度的降低。

2.对于设计定型的产品，由于其电气间隙已经固定，随气压的降低，其外绝缘击穿电压也下降，为了保证产品在高海拔地区使用时有足够的耐击穿能力，必须加强外绝缘强度，同时在进行出厂交接试验时，其试验电压也应进行修正。

3.按照国家电网公司物资采购标准《Q/GDW 13001-2014 高海拔外绝缘配置技术规范》中相关要求执行，在设备出厂试验见证过程中，应注意耐压试验电压值是否已进行修正。