摘要：本文是針對高(gao)(gao)海拔地(di)區空氣(qi)密度低(di)、氣(qi)壓(ya)(ya)低(di)、氣(qi)溫低(di)的自(zi)然條件，依據我公(gong)司在(zai)那曲地(di)區納木措(cuo)金圓建材有限公(gong)司年產60萬噸水泥粉磨生產線項目，所提出的有關低(di)壓(ya)(ya)電器在(zai)高(gao)(gao)海拔地(di)區使用與選型(xing)時的選擇建議。

關(guan)鍵詞：高海(hai)拔、生產線、選型、建議

引言：

眾所周(zhou)知我(wo)國(guo)國(guo)土遼闊，土地(di)(di)資源豐富(fu)，而海拔(ba)(ba)超(chao)過2000米的(de)(de)地(di)(di)區(qu)(qu)大約(yue)占了國(guo)土總(zong)面積(ji)的(de)(de)35%。而高海拔(ba)(ba)地(di)(di)區(qu)(qu)目(mu)(mu)前有著良好的(de)(de)發展前景，這便(bian)需(xu)要大量的(de)(de)電(dian)氣(qi)(qi)(qi)設備。由于海拔(ba)(ba)升高會導致氣(qi)(qi)(qi)壓、溫度(du)等一系列問題，使(shi)得常規(gui)的(de)(de)低壓電(dian)氣(qi)(qi)(qi)設備無法滿足現場需(xu)求，所以(yi)低壓電(dian)氣(qi)(qi)(qi)設備如何在(zai)高海拔(ba)(ba)地(di)(di)區(qu)(qu)安全運行，是特別需(xu)要注意(yi)的(de)(de)問題。本(ben)文依據(ju)我(wo)公司(si)在(zai)那曲(qu)地(di)(di)區(qu)(qu)納木措金(jin)圓建(jian)材有限公司(si)年產(chan)60萬噸水泥粉(fen)磨生產(chan)線(xian)項目(mu)(mu)，經(jing)過反(fan)復的(de)(de)測試(shi)和總(zong)結，針對高海拔(ba)(ba)地(di)(di)區(qu)(qu)空氣(qi)(qi)(qi)密度(du)低、氣(qi)(qi)(qi)壓低、氣(qi)(qi)(qi)溫低的(de)(de)自然條件，提出了低壓電(dian)器(qi)在(zai)高海拔(ba)(ba)地(di)(di)區(qu)(qu)使(shi)用時的(de)(de)選擇建(jian)議。

1 、高(gao)海拔地區(qu)的特征：

一(yi)般來說，對(dui)于(yu)低壓配(pei)電系統海(hai)(hai)(hai)拔在(zai)(zai)2000m以(yi)上，高(gao)(gao)壓配(pei)電系統海(hai)(hai)(hai)拔在(zai)(zai)1000m以(yi)上的地(di)區統稱為(wei)高(gao)(gao)海(hai)(hai)(hai)拔地(di)區。據測算(suan)，我國高(gao)(gao)海(hai)(hai)(hai)拔地(di)區面積(ji)約占全球總(zong)面積(ji)65%。高(gao)(gao)海(hai)(hai)(hai)拔地(di)區具有(you)的自然氣候(hou)條件(jian)較(jiao)惡劣，其特征為(wei)：

(1) 空(kong)氣密(mi)度及(ji)氣壓較(jiao)低(di)。

(2) 空氣溫度(du)(du)較低，溫度(du)(du)變化(hua)較大。

(3) 空氣(qi)絕對濕(shi)度(du)小。

(4) 太陽輻射強度較高。

(5) 降水量較少。

(6) 大風日多。

(7) 土壤溫度較低，且凍結期長(chang)。

因此(ci)高海(hai)拔地區的開關柜在設(she)計時，需(xu)要考慮以上種種環境因素。

2、高海拔地區(qu)對開關柜的設計(ji)要(yao)求(qiu)：

(1)高海拔對絕緣耐壓(ya)的(de)影響(xiang)及應(ying)對方(fang)案(an)

常用(yong)斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)的(de)(de)介(jie)質為(wei)空氣(qi)(qi)，即我們常說的(de)(de)空氣(qi)(qi)斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)，空氣(qi)(qi)的(de)(de)介(jie)質絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)強度是隨(sui)(sui)著氣(qi)(qi)壓的(de)(de)升高(gao)而(er)增(zeng)加，在空氣(qi)(qi)稀薄或真空狀態下又(you)隨(sui)(sui)著真空度的(de)(de)提高(gao)而(er)增(zeng)加。試驗表(biao)明，海拔每(mei)升高(gao)1000 m，平均氣(qi)(qi)壓則(ze)降(jiang)低(di)(di)7.7～10.5 kPa，外(wai)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)強度降(jiang)低(di)(di)8%～13%，因(yin)此(ci)在電氣(qi)(qi)間(jian)隙(xi)和(he)爬電距離不改變的(de)(de)條件下，產品的(de)(de)額定絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)電壓和(he)額定工作電壓都要降(jiang)低(di)(di)。例：正常家用(yong)普(pu)通微型斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)的(de)(de)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)耐(nai)壓等(deng)級為(wei)400V，我想在高(gao)海拔地區(qu)使用(yong)，由于我不可能(neng)改變其電氣(qi)(qi)間(jian)隙(xi)和(he)爬電距離，所以我只能(neng)選(xuan)用(yong)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)耐(nai)壓等(deng)級較(jiao)高(gao)的(de)(de)微型斷(duan)(duan)路(lu)器(qi)。

加大電(dian)(dian)氣(qi)距離及爬電(dian)(dian)距離，根據國家(jia)標準:GB/T 16935.1-1997《低壓系(xi)統內(nei)設備絕(jue)緣配(pei)合(he)》中表(biao)A2的海(hai)拔(ba)修(xiu)正系(xi)數表(biao)，對所(suo)在海(hai)拔(ba)高度的低壓柜內(nei)電(dian)(dian)氣(qi)間隙進(jin)行驗(yan)證。相(xiang)應的電(dian)(dian)氣(qi)間隙和爬電(dian)(dian)距離見(jian)下表(biao)：

因此(ci)本(ben)項(xiang)目(mu)設計、加工(gong)時，電氣間隙按≥16mm；爬電距(ju)離按≥20mm設計制作(zuo)，并且所有(you)母排套黃、綠(lv)、紅熱縮套管。

（2）高海拔對分段能力(li)的(de)影響

分(fen)斷(duan)(duan)(duan)能(neng)力(li)是指斷(duan)(duan)(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)開關的(de)一種(zhong)特殊功能(neng)。目前有36KA、50KA等(deng)規格，斷(duan)(duan)(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)的(de)分(fen)斷(duan)(duan)(duan)能(neng)力(li)是指該斷(duan)(duan)(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)安(an)全切(qie)斷(duan)(duan)(duan)故障(zhang)電(dian)流的(de)能(neng)力(li)，常規的(de)空氣(qi)(qi)斷(duan)(duan)(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)在(zai)選(xuan)型(xing)時會有不同的(de)分(fen)段能(neng)力(li)供我們選(xuan)擇，例如框架斷(duan)(duan)(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)在(zai)選(xuan)型(xing)時有:N型(xing)，S型(xing)，H型(xing)等(deng)。但(dan)由(you)于海(hai)拔增高，空氣(qi)(qi)密度的(de)降低，大(da)氣(qi)(qi)壓力(li)也隨之(zhi)降低，觸頭材料的(de)熔點與沸(fei)點也隨之(zhi)降低，在(zai)電(dian)弧電(dian)流高溫的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)下，觸頭材料的(de)升華比低海(hai)拔時快，觸頭材料損失嚴重，因此在(zai)高海(hai)拔地區，電(dian)器(qi)(qi)(qi)的(de)分(fen)斷(duan)(duan)(duan)能(neng)力(li)降低。我們在(zai)選(xuan)型(xing)時則需要選(xuan)擇高分(fen)斷(duan)(duan)(duan)能(neng)力(li)的(de)斷(duan)(duan)(duan)路(lu)器(qi)(qi)(qi)。對于接觸器(qi)(qi)(qi)而言，其(qi)分(fen)斷(duan)(duan)(duan)能(neng)力(li)由(you)使用(yong)類別和額定工(gong)作(zuo)(zuo)電(dian)流的(de)倍(bei)數(shu)來決定，因此在(zai)高海(hai)拔地區，接觸器(qi)(qi)(qi)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)電(dian)流降為KiIe,其(qi)分(fen)斷(duan)(duan)(duan)能(neng)力(li)的(de)降低也應為NKiIe（N為相(xiang)應使用(yong)類別所要求的(de)倍(bei)數(shu)）。

（3）常用元器件的降容(rong)

現有一(yi)般(ban)低(di)(di)壓電(dian)(dian)(dian)器(qi)產(chan)品(pin)，使(shi)(shi)用于(yu)高(gao)(gao)(gao)(gao)原地(di)區時，其動、靜觸頭和導電(dian)(dian)(dian)體(ti)以及線(xian)圈等(deng)部分的溫(wen)度(du)隨(sui)海(hai)(hai)(hai)拔高(gao)(gao)(gao)(gao)度(du)的增加(jia)而(er)遞(di)(di)增。其溫(wen)升遞(di)(di)增率為海(hai)(hai)(hai)拔每升高(gao)(gao)(gao)(gao)100m，溫(wen)升增加(jia)0.1-0.5K，但大(da)多數產(chan)品(pin)均小(xiao)于(yu)0.4K。而(er)高(gao)(gao)(gao)(gao)原地(di)區氣溫(wen)隨(sui)海(hai)(hai)(hai)拔高(gao)(gao)(gao)(gao)度(du)的增加(jia)而(er)降低(di)(di)，其遞(di)(di)減(jian)率為海(hai)(hai)(hai)拔每升高(gao)(gao)(gao)(gao)100m，氣溫(wen)降低(di)(di)足夠(gou)補償由(you)海(hai)(hai)(hai)拔升高(gao)(gao)(gao)(gao)對電(dian)(dian)(dian)器(qi)溫(wen)升的影(ying)響。因此，對于(yu)使(shi)(shi)用說(shuo)(shuo)(shuo)(shuo)明(ming)書(shu)沒有高(gao)(gao)(gao)(gao)海(hai)(hai)(hai)拔降容說(shuo)(shuo)(shuo)(shuo)明(ming)的低(di)(di)壓電(dian)(dian)(dian)器(qi)的額定電(dian)(dian)(dian)流值(zhi)可以保持不變，對于(yu)連續工作的大(da)發熱(re)量電(dian)(dian)(dian)器(qi)，可適當降低(di)(di)電(dian)(dian)(dian)源等(deng)級(ji)使(shi)(shi)用。對于(yu)在使(shi)(shi)用說(shuo)(shuo)(shuo)(shuo)明(ming)書(shu)中有明(ming)確說(shuo)(shuo)(shuo)(shuo)明(ming)的，按說(shuo)(shuo)(shuo)(shuo)明(ming)書(shu)降容選用。

ABB公(gong)司所產空(kong)氣斷路(lu)器降容說明(ming)如下：

對于變(bian)(bian)頻器(qi)類特(te)殊(shu)(shu)產品，像ABB等(deng)公(gong)司在(zai)說(shuo)(shuo)明(ming)書(shu)中都有明(ming)確指出(chu)：如果海拔高(gao)度(du)(du)在(zai) 1000 ~ 4000 m (3300 ~ 13123 ft) 之間，每升高(gao) 100 m (328 ft)，電(dian)流額定(ding)(ding)值(zhi)減少 1 %。所(suo)以說(shuo)(shuo)當遇到超過(guo)海拔4000m的項目(mu)(mu)時(shi)，在(zai)變(bian)(bian)頻器(qi)上要做特(te)殊(shu)(shu)注(zhu)(zhu)意(yi)，根據現場設備類型(xing)與變(bian)(bian)頻器(qi)廠(chang)家(jia)進行溝(gou)(gou)通，由變(bian)(bian)頻器(qi)廠(chang)家(jia)提供具體(ti)選(xuan)型(xing)資(zi)料(liao)。注(zhu)(zhu)：由于大多數(shu)變(bian)(bian)頻廠(chang)家(jia)可能不曾在(zai)該(gai)高(gao)度(du)(du)做過(guo)針對性實驗，故提供不出(chu)具體(ti)參(can)數(shu)資(zi)料(liao)，所(suo)以在(zai)選(xuan)型(xing)時(shi)需格外注(zhu)(zhu)意(yi)。本(ben)次(ci)那曲項目(mu)(mu)由我公(gong)司技術部，多次(ci)與北京ABB電(dian)氣傳動系統有限公(gong)司技術負(fu)責人溝(gou)(gou)通，針對該(gai)項目(mu)(mu)地點的環境、溫度(du)(du)、污穢等(deng)級、等(deng)一系列(lie)現場情況共同探討(tao)，制定(ding)(ding)出(chu)一個合理的方案。

對于軟(ruan)(ruan)啟動器(qi)的(de)(de)降容(rong)來(lai)說，因為軟(ruan)(ruan)啟的(de)(de)工作特(te)性(xing)，使(shi)得它的(de)(de)降容(rong)曲線相(xiang)較變頻來(lai)說較為平緩，ABB的(de)(de)說明書(shu)中(zhong)(zhong)當海拔(ba)高(gao)度在1000米至4000米之間時，需要按(an)照(zhao)下述計(ji)算公式降容(rong)使(shi)用：占Ie的(de)(de)百分(fen)比=100- （x-1000）/100 ，x=軟(ruan)(ruan)啟動器(qi)的(de)(de)實際海拔(ba)高(gao)度。在我們的(de)(de)咨詢過程中(zhong)(zhong)西門子的(de)(de)軟(ruan)(ruan)啟動器(qi)官(guan)方(fang)給定(ding)的(de)(de)最大安裝高(gao)度為5000m。其中(zhong)(zhong)降容(rong)曲線如下所示：

（5）電容器件(jian)的(de)選型(xing)使用

眾所周知，電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)是由正極(ji)、負極(ji)和電(dian)解質(zhi)組(zu)成，當正負極(ji)直(zhi)接加上一個電(dian)壓(ya)時(shi)電(dian)極(ji)即(ji)可儲存電(dian)荷，兩(liang)板分(fen)別帶等量(liang)異種電(dian)荷，每個極(ji)板帶電(dian)量(liang)的(de)(de)(de)(de)絕對(dui)值叫電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)帶電(dian)量(liang)。當電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)兩(liang)極(ji)正負電(dian)荷通過(guo)導線中(zhong)和。在(zai)放(fang)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)導線上有短暫(zan)的(de)(de)(de)(de)電(dian)流產生。這就是電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)正常(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作示意，即(ji)充電(dian)和放(fang)電(dian)，起到一個儲能(neng)元件的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)。電(dian)容(rong)(rong)在(zai)實(shi)際使用(yong)(yong)中(zhong)起到調節電(dian)網質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)。在(zai)那曲項目剛啟(qi)動時(shi)，關于電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)，我(wo)們(men)咨(zi)詢(xun)了很多(duo)廠家，因(yin)為(wei)自愈式并聯(lian)電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)在(zai)制(zhi)作工(gong)藝上的(de)(de)(de)(de)問題，且受困于材料本身的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，要想(xiang)將常(chang)(chang)規電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)使用(yong)(yong)在(zai)高海拔(ba)地區它(ta)的(de)(de)(de)(de)絕緣強度和電(dian)氣間隙(xi)不(bu)能(neng)滿(man)足實(shi)際需求。經過(guo)我(wo)們(men)不(bu)斷與電(dian)容(rong)(rong)廠家相互探討，電(dian)容(rong)(rong)廠家為(wei)我(wo)們(men)特制(zhi)一款(kuan)高原型的(de)(de)(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)，該(gai)電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)采用(yong)(yong)拉(la)大電(dian)氣間隙(xi)和更換絕緣介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)，來(lai)增加電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)絕緣強度和電(dian)氣間隙(xi)，使的(de)(de)(de)(de)該(gai)電(dian)容(rong)(rong)器(qi)(qi)可以在(zai)海拔(ba)4600米上的(de)(de)(de)(de)工(gong)程(cheng)流水線上正常(chang)(chang)工(gong)作。

（6）高海拔對普通二次元器件的影(ying)響

高(gao)海拔對低壓二(er)次元(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)的影響，主要方面也是電氣(qi)間隙和元(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)本身材料上(shang)，因(yin)為(wei)高(gao)海拔地區平均(jun)氣(qi)溫較低，冬(dong)天的時候平均(jun)氣(qi)溫會(hui)低于部分元(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)的貯藏溫度，因(yin)此可能會(hui)導致元(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)還未經使用，就(jiu)已出現損壞(huai)現象，這些在互感器(qi)(qi)(qi)、多功(gong)能表、指示燈等元(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)上(shang)表現的較為(wei)明顯，故而該(gai)類產(chan)品在使用時需要特殊處理，以(yi)增(zeng)加元(yuan)(yuan)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)的耐腐蝕度。

（7）高海拔對柜體(ti)的(de)影(ying)響

該項目我們選用的是ABB 的MNS2.0低壓(ya)抽(chou)出式開(kai)關柜，但是在傳統的開(kai)關柜上我們做(zuo)了更加詳細特殊的絕緣處理。

a）：在封閉(bi)式垂直母線通道上，我們將垂直排(pai)與柜體之間的間隙(xi)加大(da)，以保證(zheng)母排(pai)與殼體的最小間隙(xi)大(da)于(yu)安全(quan)間隙(xi)；

b）：抽(chou)屜柜(ju)的(de)安全位置(zhi)是由(you)一(yi)個(ge)微斷開關在(zai)把(ba)手的(de)作(zuo)用(yong)下調(diao)節至我們所(suo)需要的(de)點(dian)位，但(dan)由(you)于抽(chou)屜實驗位置(zhi)的(de)插(cha)件間(jian)隙較(jiao)小，所(suo)以我們想(xiang)方(fang)法在(zai)插(cha)件的(de)線頭(tou)上套一(yi)個(ge)透明(ming)的(de)保(bao)護套，以此來增加他的(de)絕緣強(qiang)度；

c）：在所有的元(yuan)器(qi)件與固定板之間增(zeng)(zeng)加(jia)一塊絕緣板，以此增(zeng)(zeng)加(jia)相間對地的保護(hu)，例如在熔斷器(qi)后增(zeng)(zeng)加(jia)一塊絕緣板，使得熔斷器(qi)的螺絲(si)與安裝板隔開；

d）：當潤(run)滑(hua)油進入低(di)溫(wen)后，蠟質結晶(jing)會(hui)(hui)析出(chu)、結晶(jing)從而導致粘度(du)(du)增大(da)(da)，溫(wen)度(du)(du)升高后蠟質結晶(jing)受(shou)到破(po)壞，回(hui)復(fu)原始粘度(du)(du)，從而失去潤(run)滑(hua)的效果。因(yin)此本項目我們采用(yong)特(te)制潤(run)滑(hua)油，該潤(run)滑(hua)油可以保證在低(di)溫(wen)下可以正常(chang)使用(yong)，不(bu)會(hui)(hui)出(chu)現(xian)(xian)粘度(du)(du)會(hui)(hui)變大(da)(da)等現(xian)(xian)象；

e)：正常抽屜柜所使用的二次插(cha)件之間的距離不(bu)能滿足(zu)現場需求， 對此(ci)我們采用了用一拆一的方法，每相鄰兩個插(cha)件中間隔開(kai)一個空(kong)格插(cha)件，拆除該插(cha)件上的金屬片(pian)，以此(ci)增加插(cha)件之間的電氣間隙。

3、結束語

目(mu)前，我(wo)國(guo)在(zai)高(gao)(gao)海(hai)拔地(di)區(qu)(qu)的(de)發(fa)展還處于(yu)起步(bu)階段(duan)，現階段(duan)關于(yu)高(gao)(gao)低(di)壓(ya)(ya)電氣如何(he)在(zai)高(gao)(gao)海(hai)拔地(di)區(qu)(qu)應(ying)用還需要(yao)做(zuo)更多的(de)驗證(zheng)和實(shi)踐，而低(di)壓(ya)(ya)電氣應(ying)用于(yu)高(gao)(gao)海(hai)拔地(di)區(qu)(qu)勢在(zai)必行。此次，我(wo)公(gong)司的(de)經典案(an)例，為低(di)壓(ya)(ya)電氣在(zai)高(gao)(gao)海(hai)拔地(di)區(qu)(qu)的(de)應(ying)用提供有(you)利的(de)經驗和保證(zheng)，為我(wo)公(gong)司在(zai)高(gao)(gao)海(hai)拔領域的(de)發(fa)展打下(xia)堅實(shi)的(de)基礎。

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