許帆，徐冬（江蘇省建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇 南京210009）

0引言

隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的日漸深入，西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)日趨繁榮，高海拔地區(qū)對(duì)各電氣設(shè)備產(chǎn)品的性能要求也有了進(jìn)一步的提高。本文通過(guò)對(duì)高海拔地區(qū)水泥廠的建設(shè)投產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)相關(guān)電氣設(shè)計(jì)和設(shè)備應(yīng)用提出了相關(guān)注意事項(xiàng)和建議。

1工程概況

高海拔地區(qū)，即為海拔超過(guò)1 000 m的地區(qū)。以 “青海金鼎水泥有限公司2 500 t/d×2熟料新型干法水泥生產(chǎn)線(兩期工程)”為例，本工程平均海拔在2 050 m，極值最低溫度在-21.7℃，極值最高溫度在38.4℃，年平均溫度在6.9℃，全年日照時(shí)數(shù)為2 664.6 h。

2高海拔地區(qū)對(duì)低壓電器的影響

當(dāng)在高海拔地區(qū)使用低壓電器產(chǎn)品時(shí)，其低壓電器產(chǎn)品內(nèi)部的相關(guān)元器件如觸頭、線圈和導(dǎo)線等等會(huì)隨著海拔高度的逐漸升高而溫升不斷增加。其遞增率大約是海拔高度每增加100 m，溫度大約增加為0.1～0.5℃。而海拔的逐漸升高也會(huì)帶來(lái)環(huán)境氣溫的逐漸降低，其遞減率大約是海拔高度每增加100 m，氣溫大約會(huì)相應(yīng)的降低0.5℃左右。當(dāng)?shù)蛪弘娖鳟a(chǎn)品在室內(nèi)使用時(shí)，其對(duì)應(yīng)的室內(nèi)環(huán)境溫度的升高變化程度不太明顯，補(bǔ)償?shù)淖饔孟鄬?duì)來(lái)說(shuō)較弱，因此低壓電器產(chǎn)品在高海拔地區(qū)室內(nèi)使用時(shí)仍然可按照原產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定操作執(zhí)行。而當(dāng)?shù)蛪弘娖鳟a(chǎn)品在高海拔地區(qū)的室外使用時(shí)，室外環(huán)境的平均溫度又隨海拔的上升而下降，雖然溫升隨著海拔的升高而升高，但是對(duì)低壓電器產(chǎn)品的極限溫度也有著非常明顯的補(bǔ)償作用。因此在室外使用低壓電器產(chǎn)品時(shí)并不需要考慮有相關(guān)的溫升抑制措施，相反的，由于溫度的補(bǔ)償明顯，還可以對(duì)溫升極限值進(jìn)行相應(yīng)的海拔修正，各海拔高度處的溫升極限值應(yīng)按下列公式確定：

式中：t0—相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的溫升極限值；△t—溫升極限值的海拔修正值，見(jiàn)表1。

海拔的升高會(huì)導(dǎo)致氣溫的下降，假設(shè)溫度太低，則會(huì)使某些電氣設(shè)備內(nèi)部的某些材料變的硬化和脆化，也會(huì)使某些油類(lèi)變的粘稠甚至凝固，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行。而日夜溫差較大，則會(huì)使部分水氣迅速凝結(jié)，部分脆弱的零部件外形會(huì)發(fā)生輕微的改變，嚴(yán)重時(shí)也會(huì)導(dǎo)致裂變以及瓷件瞬間碎裂的現(xiàn)象等。因此，對(duì)于高海拔地區(qū)的設(shè)備選型有其相對(duì)特殊要求，最好選用高原型電氣設(shè)備產(chǎn)品，同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)盡可能將重要電氣設(shè)備置于恒溫場(chǎng)所內(nèi)。

表1 溫升極限值的海拔修正值

3高海拔地區(qū)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的影響

高海拔地區(qū)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的影響不可忽略。高海拔地區(qū)安裝使用的電器產(chǎn)品，試驗(yàn)時(shí)所在場(chǎng)所在1 000 m以下時(shí)，需要對(duì)工頻和沖擊試驗(yàn)電壓做相應(yīng)的校正處理。校正公式為：

式中：U—應(yīng)選用的試驗(yàn)電壓（kV，工頻：有效值；沖擊： 最大值）；U0—額定耐壓試驗(yàn)電壓（kV）；a—校正系數(shù)，見(jiàn)圖1。

圖1 校正系數(shù)與海拔的關(guān)系

由此可得，本項(xiàng)目青海金鼎所在地區(qū)的a取0.81，相應(yīng)的耐壓增加約為12.2%。

4高海拔地區(qū)對(duì)變壓器的影響

一般空氣自冷、油浸自冷和油浸風(fēng)冷變壓器靠對(duì)流和輻射散出熱量。單位面積散發(fā)出的熱量與周?chē)諝獾拿芏扔邢鄳?yīng)的關(guān)系。海拔升高了，空氣密度自然降低，導(dǎo)致大氣壓力變低，通過(guò)空氣對(duì)流的散熱方式變得效率低下，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮海拔的升高對(duì)變壓器散熱的影響。但采用水冷卻做為散熱方式時(shí)可不考慮。對(duì)于溫升限值而言，海拔超過(guò)1 000 m的按500 m為一個(gè)等級(jí)，測(cè)出的溫升不應(yīng)超過(guò)按500 m一級(jí)而降低溫升限值，油浸風(fēng)冷約為3%，油浸自冷約為每500 m降2%，干式風(fēng)冷約為5%，干式自冷約為每500 m降2.5%。本項(xiàng)目工程的平均海拔為2 050 m，采用干式自冷，變壓器溫升限值校正為2.5%（2 050-1 000）/500=5.25%。高海拔地區(qū)的海拔每升高1 000 m，環(huán)境溫度會(huì)降低5℃以上，在一定程度上，環(huán)境溫度的降低對(duì)變壓器的散熱也起到了部分的補(bǔ)償作用。

5高海拔地區(qū)對(duì)電纜及其敷設(shè)的影響

電纜的載流量與環(huán)境溫度存在一定的比例關(guān)系，電機(jī)設(shè)備在正常額定電流下運(yùn)行時(shí)，電纜單位截面的載流量會(huì)因環(huán)境溫度的升高而降低，從而引起電纜的發(fā)熱量變多，使電纜的老化加速。然而，在高海拔地區(qū)氣壓的降低，空氣密度的稀薄，散熱的效率低下，更加加快了電纜周?chē)鷾囟鹊木奂c升高，呈現(xiàn)出了一種惡化的趨勢(shì)。因此，電纜的散熱與敷設(shè)方式變得尤為的重要。本工程全廠采用電纜橋架帶蓋板的敷設(shè)方式為主，可利用空氣自然流通散熱。杜絕電纜直接敷設(shè)于室外強(qiáng)光之下，避免陽(yáng)光直射造成的溫度升高。不宜采用電纜溝的敷設(shè)方式，電纜溝空間狹小，熱量聚集不易散發(fā)。如特殊情況需采用電纜溝時(shí)，可將電纜排列整齊，電纜分層架設(shè)，保持一定的距離，沿電纜溝每隔一段距離設(shè)置通風(fēng)井，采用風(fēng)機(jī)人為增加空氣流通以達(dá)到散熱的效果。

6高海拔地區(qū)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的影響

柴油發(fā)電機(jī)是作為本項(xiàng)目工程重要負(fù)荷的保安電源，起到了至關(guān)重要的作用。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)在高海拔地區(qū)運(yùn)行時(shí)，其氣壓低、空氣相對(duì)稀薄的特殊氣候條件，導(dǎo)致了柴油不能充分地燃燒，能量轉(zhuǎn)換的效率變低，因此柴油發(fā)電機(jī)的輸出功率也大大下降了。同時(shí)也使得柴油發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作變得相對(duì)頻繁以保證柴油發(fā)電機(jī)的正常工作。因此，還是建議使用高原型的柴油發(fā)電機(jī)。

7結(jié)語(yǔ)

西部城市的發(fā)展使得高海拔對(duì)電氣設(shè)備所帶來(lái)的影響不可忽視。工程設(shè)計(jì)人員及現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試人員應(yīng)當(dāng)加以重視，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各種摸底實(shí)驗(yàn)獲得最直接最真實(shí)的數(shù)據(jù)，配合堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，全面地考慮解決相關(guān)問(wèn)題，從而保證工程設(shè)計(jì)施工的進(jìn)度及其質(zhì)量安全可靠。

[1]季慧玉，周瓊芳，趙磊，等.GB/T20645-2006特殊環(huán)境條件，高原用低壓電器技術(shù)要求[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[2]孫美君，吳曉斌，王季華，等.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[3]肖霞.高原地區(qū)的電氣設(shè)計(jì)[EB/OL].百度文庫(kù).