國網(wǎng)江蘇省電力有限公司建湖縣供電分公司 韓 晗

近年來我國加大了對(duì)西部地區(qū)建設(shè)力度，尤其是針對(duì)此類地區(qū)電力設(shè)備的建設(shè)工作，以及電氣試驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用都進(jìn)行了探索和研究。但在高海拔地區(qū)的環(huán)境下，空氣濕度、溫度、壓力等因素都會(huì)對(duì)相關(guān)的電氣設(shè)備造成影響，尤其是由于一些氣候和地理位置的因素，相關(guān)電氣設(shè)備不能完全在此類環(huán)境下正常工作，對(duì)于絕緣設(shè)備這類影響往往更為嚴(yán)重，需要進(jìn)行相關(guān)的調(diào)節(jié)和修正，才能滿足在高海拔地區(qū)正常穩(wěn)定工作的需求，推進(jìn)我國高海拔地區(qū)電氣設(shè)備的建設(shè)和維護(hù)工作，保障地區(qū)性的正常用電。

1 我國高海拔地區(qū)特點(diǎn)及影響

1.1 高海拔區(qū)域特點(diǎn)

在我國高海拔地區(qū)主要是指海拔超過一千米的地域，主要特點(diǎn)是氣溫低、晝夜溫差較大且濕度低、雷暴天氣多、氣候干燥等。我國高海拔地區(qū)主要分布在西部等偏遠(yuǎn)地帶，環(huán)境相對(duì)較為惡劣，自然氣候條件較差，相應(yīng)的人口流動(dòng)少。氣壓、濕度、溫度等參數(shù)隨著海拔增大而隨之有很大程度變化，而不同地區(qū)的同海拔位置相應(yīng)參數(shù)也不盡相同。電氣試驗(yàn)設(shè)備的特點(diǎn)要符合環(huán)境條件要求，根據(jù)實(shí)際的環(huán)境影響對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)選擇和設(shè)計(jì)，并采取相應(yīng)的維護(hù)方案[1]。

1.2 高海拔環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備影響

氣壓對(duì)電氣設(shè)備影響。高海拔地區(qū)一般來說氣壓低，對(duì)電氣設(shè)備會(huì)造成相應(yīng)影響。如氣壓低會(huì)降低電氣設(shè)備內(nèi)部保護(hù)層的空間，使電氣設(shè)備對(duì)于電流傳輸?shù)哪芰πЧ鬄榻档?。在電氣?nèi)部保護(hù)層傳輸電流較低時(shí)，保護(hù)層還能對(duì)電流傳輸起到一定分擔(dān)作用，使得電氣設(shè)備能安全穩(wěn)定工作；但如設(shè)備內(nèi)部的傳輸電流強(qiáng)度增加、相應(yīng)的氣壓低所造成的外部絕緣層對(duì)于電流分擔(dān)能力低，就會(huì)造成電流放電，導(dǎo)致電流傳輸不穩(wěn)定現(xiàn)象出現(xiàn)，危害整體設(shè)備安全。

空氣密度對(duì)電氣設(shè)備的影響。高原等高海拔地區(qū)由于氣壓低，相應(yīng)的分子間距離減小，因此空氣密度也會(huì)相應(yīng)增加。所造成的影響，一方面空氣密度增加會(huì)使電子設(shè)備電子微粒附著增加，相應(yīng)的供應(yīng)電流傳輸衰減。在電氣設(shè)備正常運(yùn)行電流輸入正常時(shí)，相應(yīng)的電流介質(zhì)傳輸質(zhì)量較低、電流量減少，會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備電流供應(yīng)量不足、啟動(dòng)時(shí)間長、傳輸效率低等問題；另一方面，空氣密度大會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)設(shè)備中由直流電到交流電的轉(zhuǎn)化過程效率低、速度慢，電力設(shè)備的開關(guān)是控制直流、交流的關(guān)鍵設(shè)備。在空氣密度大情況下啟動(dòng)設(shè)備開關(guān)會(huì)使其中的電流傳輸較大，機(jī)械設(shè)備無法承載這一壓力就相應(yīng)會(huì)造成電氣設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行或負(fù)載不足，降低安全性甚至開關(guān)失靈，危害整體設(shè)備正常運(yùn)行。

氣溫變化對(duì)電氣設(shè)備的影響。高海拔地區(qū)氣溫發(fā)生變化會(huì)造成相應(yīng)的電氣設(shè)備問題，高原氣溫升高會(huì)對(duì)電氣設(shè)備絕緣層的表層造成影響，表皮變軟會(huì)使相應(yīng)的電氣設(shè)備失效，電氣設(shè)備的外部會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電情況，給相應(yīng)的設(shè)備安全造成威脅。

高海拔對(duì)通斷性能的影響。高海拔地區(qū)的空氣壓力低、分子間隙小，使得電氣滅弧能力降低[2]，會(huì)在一定程度上影響滅弧裝置的運(yùn)行壽命，對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行造成極大影響。

高原環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備外形和密封的影響?？諝饷芏鹊蜁?huì)使元件密封性能不好導(dǎo)致電流泄露，同時(shí)紫外線強(qiáng)度高會(huì)使得一部分密封元件設(shè)備老化，在這種老化影響下會(huì)導(dǎo)致設(shè)備電流泄露速率加快，最終引起安全事故，這是由于對(duì)電氣試驗(yàn)設(shè)備的電場和絕緣材料產(chǎn)生影響而導(dǎo)致，使這些材料的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化、產(chǎn)生了不可逆轉(zhuǎn)的效果。還有一部分影響是在低氣壓和低溫同時(shí)出現(xiàn)的高海拔地區(qū)，會(huì)使?jié)櫥桶l(fā)生結(jié)構(gòu)化的變化，失去原有的潤滑效果，失效后的潤滑油相關(guān)作用位置會(huì)使電氣設(shè)備的表面摩擦增大，從而影響性能。

輻射對(duì)電氣設(shè)備的影響。在海拔大于五千米的高海拔地區(qū)，在正午最大太陽輻射角會(huì)比平原地區(qū)的相應(yīng)數(shù)值大。相應(yīng)的正午太陽熱輻射會(huì)增大，對(duì)電氣設(shè)備的影響就是會(huì)融化相應(yīng)設(shè)備，加熱戶外的電子電工產(chǎn)品設(shè)備，同時(shí)較強(qiáng)的紫外線輻射會(huì)在加熱電氣絕緣材料的同時(shí)降低其物理化學(xué)性能，進(jìn)而會(huì)使相應(yīng)的材料變形，產(chǎn)生熱力機(jī)械應(yīng)力。紫外線的相應(yīng)增加也會(huì)使電氣絕緣有機(jī)材料失去性能，使周圍的空氣易于電離，設(shè)備周圍電場強(qiáng)度降低進(jìn)而導(dǎo)致外絕緣強(qiáng)度及電場起始電壓降低，影響設(shè)備的性能。

雷暴對(duì)電氣試驗(yàn)設(shè)備影響。在高海拔地區(qū)雷暴天氣出現(xiàn)頻率高，雷暴天氣平均出現(xiàn)日時(shí)間會(huì)遠(yuǎn)高于平原地區(qū)，相應(yīng)的對(duì)電器絕緣設(shè)備造成影響，高壓雷暴在擊中電力材料后會(huì)造成電氣絕緣材料的擊穿現(xiàn)象，元器件損壞，危害設(shè)備安全運(yùn)行。

濕度對(duì)電氣設(shè)備的影響。在高海拔地區(qū)的濕度過大會(huì)造成相應(yīng)的電場強(qiáng)度降低，究其原因是水分子由于濕度低更容易相互結(jié)合并與相關(guān)的負(fù)電子結(jié)合，相應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電子的自由度降低，最終在電場中電離能力降低，且隨濕度的增加電子的結(jié)合會(huì)使放電電壓升高、從而電場強(qiáng)度增大，會(huì)使電子運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)、更加不容易電離。因此在電氣試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行過程中，空氣濕度低不會(huì)使電氣設(shè)備絕緣能力發(fā)揮作用，降低相應(yīng)設(shè)備的安全性。

2 電氣設(shè)備試驗(yàn)的概述

隨著電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要求的不斷擴(kuò)大，社會(huì)上對(duì)于電氣設(shè)備的安全性也提出了更高的要求，在部分地區(qū)的大規(guī)模高頻次停電現(xiàn)象十分嚴(yán)重，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成了巨大影響和損失，因此需對(duì)電氣設(shè)備的安全性加以探究和實(shí)驗(yàn)。在高電壓影響下，電氣設(shè)備難免會(huì)出現(xiàn)絕緣性等安全上的問題，最終可能導(dǎo)致電力設(shè)備故障，給電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成負(fù)面影響，降低電力的正常供應(yīng)效果[3]。

2.1 電氣試驗(yàn)分類

電氣試驗(yàn)設(shè)備是指在正常的電力運(yùn)行中，判斷相關(guān)的電氣設(shè)備能否按照要求投入運(yùn)行，從而確保設(shè)備不會(huì)損害，主要包括了預(yù)防性試驗(yàn)設(shè)備和交接性試驗(yàn)設(shè)備。具體而言就是對(duì)其絕緣性和自身特性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

絕緣試驗(yàn)是指針對(duì)電氣設(shè)備在絕緣方面的缺陷。由于外界的相關(guān)作用，如工作電壓、機(jī)械應(yīng)力和化學(xué)作用等影響導(dǎo)致絕緣缺陷從而采取的試驗(yàn)。其中主要有集中性缺陷和分布性缺陷，針對(duì)這兩部分缺陷采取不同的相應(yīng)試驗(yàn)：一是非破壞性實(shí)驗(yàn)。是指在低電壓下或非絕緣情況下測量絕緣材料的特性，判斷絕緣材料內(nèi)部的相關(guān)缺陷，但由于絕緣試驗(yàn)的電壓較低，不能有效測量材料內(nèi)部的相關(guān)缺陷，因此不能單純只靠這種方法來判斷絕緣材料內(nèi)部的絕緣水平；二是破壞性實(shí)驗(yàn)。是針對(duì)危險(xiǎn)性圈套的集中性缺陷試驗(yàn)，雖具有較為明顯的缺點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)中會(huì)對(duì)被試設(shè)備的絕緣材料造成一定的損傷，但仍不影響其在絕緣試驗(yàn)中發(fā)揮作用，需在非破壞性試驗(yàn)后進(jìn)行才能對(duì)相關(guān)的設(shè)備安全進(jìn)行充分了解。

另一種是對(duì)材料本身特性的實(shí)驗(yàn)。主要是通過對(duì)電氣設(shè)備的機(jī)械或電氣系統(tǒng)的特性進(jìn)行測試，如對(duì)變壓器的極性試驗(yàn)和線圈的電阻測量，以及斷路器的電阻測量等，這些實(shí)驗(yàn)都會(huì)在一定程度上暴露設(shè)備本身的缺陷，要對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向和縱向比較，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析來判斷設(shè)備本身的相關(guān)缺陷，給之后的維護(hù)和檢修提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.2 電氣設(shè)備實(shí)驗(yàn)的作用

在高海拔地區(qū)的電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，外界因素的作用影響下會(huì)對(duì)其性能造成改變。這些外界因素主要包括以上所述幾種氣候外部條件，以及電氣設(shè)備本身的材料問題，由于設(shè)備本身在這些因素影響下會(huì)出現(xiàn)無法預(yù)知的故障和問題，甚至?xí)?dǎo)致高海拔地區(qū)電力系統(tǒng)的中斷崩潰。因此針對(duì)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的運(yùn)行應(yīng)進(jìn)行電氣設(shè)備實(shí)驗(yàn)，如絕緣性實(shí)驗(yàn)，從而保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)電氣設(shè)備的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是很有必要的。

3 高海拔地區(qū)電氣設(shè)備試驗(yàn)方案

針對(duì)高海拔地區(qū)的電氣設(shè)備影響，應(yīng)當(dāng)提出更加有效地解決措施，從而避免其在電場強(qiáng)度和絕緣材料上造成的影響，對(duì)相關(guān)的環(huán)境因素進(jìn)行分析，使電氣設(shè)備的高海拔地區(qū)應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展，為這部分地區(qū)的電力供應(yīng)提供保障。

絕緣層的調(diào)節(jié)方案。為應(yīng)對(duì)高原環(huán)境給設(shè)備帶來的外部影響，要對(duì)絕緣層進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)試驗(yàn)調(diào)節(jié)。首先確保絕緣層能緩解電氣設(shè)備電流所帶來的負(fù)面沖擊，具體就是在高海拔地區(qū)下對(duì)電壓降低和空氣密度增加的相關(guān)應(yīng)對(duì)措施，根據(jù)高原高海拔地區(qū)的需要增加絕緣材料的厚度、增大電流傳輸時(shí)間，從而能進(jìn)一步縮小電流放電的干擾作用；二是對(duì)高原環(huán)境下絕緣材料的調(diào)解過程也要結(jié)合地區(qū)的環(huán)境溫度來確定厚度，從而使絕緣層能夠在電氣設(shè)備的保護(hù)中發(fā)揮其應(yīng)有作用。比如施工人員在進(jìn)行絕緣層設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)不同地域的溫度和高度情況將相應(yīng)的厚度進(jìn)行增加和調(diào)節(jié)、實(shí)行不同的絕緣方案，才能滿足高海拔地區(qū)的電氣設(shè)備需求。

電場調(diào)節(jié)方案。對(duì)于電場強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，主要分為對(duì)開關(guān)設(shè)備的設(shè)定和電壓電阻的大小調(diào)節(jié)。首先對(duì)電氣設(shè)備開關(guān)要重新設(shè)定，針對(duì)高海拔地區(qū)的環(huán)境條件使用增強(qiáng)的方式對(duì)電氣設(shè)備開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)改造，縮短開關(guān)連接長度，在開關(guān)無法完全閉合時(shí)中斷循環(huán)結(jié)構(gòu)就能保持電氣設(shè)備線路斷路，從而能對(duì)電氣設(shè)備的線路保護(hù)提供作用；二是對(duì)電壓的檢測控制，要對(duì)電氣設(shè)備的應(yīng)用干擾進(jìn)行電器電壓的調(diào)節(jié)，比如對(duì)相應(yīng)氣壓的變化，重新設(shè)置設(shè)備應(yīng)用電壓，根據(jù)這一電流重新調(diào)節(jié)氣壓的方式，將電氣設(shè)備工作電壓調(diào)節(jié)到高海拔地區(qū)的正常水平，能在電氣試驗(yàn)設(shè)備正常運(yùn)行中調(diào)節(jié)電場強(qiáng)度；三是對(duì)電阻溫度的調(diào)控，就是要在電氣設(shè)備電流電阻中進(jìn)行恒常性調(diào)節(jié)，使電流帶電粒子的運(yùn)動(dòng)速率減慢，從而控制電場強(qiáng)度，能保持在一定的可控區(qū)域內(nèi)，減緩設(shè)備的電流傳輸干擾，保持電氣設(shè)備電流輸送的穩(wěn)定性。

綜上，在我國高海拔地區(qū)的電氣試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行中，要針對(duì)其海拔所帶來的環(huán)境因素影響對(duì)相應(yīng)的電場強(qiáng)度和絕緣層厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使電氣設(shè)備在受到壓力、溫度和空氣密度、濕度等因素影響時(shí)能自我調(diào)控或采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，保證高原高海拔地區(qū)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)這部分地區(qū)的電力穩(wěn)定供應(yīng)。