高原環(huán)境下的低壓電器如何選擇

1、高原環(huán)境下的低壓電器如何選擇摘要：本文通過高原環(huán)境對低壓電器產(chǎn)品影響因素的分析及適應性研究，提出了高原環(huán)境下使用低壓電器產(chǎn)品應采取的對應措施：關鍵詞：低壓電器；高原環(huán)境；適應研究；影響分析隨著科學的進步，各種施工設備的自動化程度越來越高，對電器的性能要求也日益提高。高原空氣密度低、含氧量少、晝夜溫差大，以及氣溫、氣壓和空氣密度等大氣參數(shù)隨海拔升高而遞減，對所使用的低壓電器設備有著不可低估的影響。1 高原環(huán)境對低壓電器產(chǎn)品的主要影響高原環(huán)境對低壓電器產(chǎn)品的影響主要體現(xiàn)在溫升、絕緣性能、接通能力和分斷能力、對產(chǎn)品動作性能的影響、電壽命、對plc的干擾。11 溫升海拔升高，空氣密度降低，散熱的對流作

2、用減弱，對于以空氣為冷卻介質的電器其溫升就會隨之升高，額定容量下降，影響電器使用壽命。海拔每升高loom，電器溫升增加0105 (一般在04 以下1；而氣溫隨海拔高度的升高而降低，直減率為海拔每升高loom氣溫約降低06 ，可以部分補償由海拔升高對電器溫升的影響。12 絕緣性能海拔升高，空氣密度降低，空氣的介電強度也相應下降，使空氣間隔的放電電壓明顯降低，導致電器的外部絕緣強度降低，外絕表面及不同電位的帶電間隙比較容易擊穿，特別是對電氣間隙和爬電距離的影響較大。通常，電器間隙以電器承受所要求的沖擊耐受電壓來確定，而爬電距離以作用在跨接爬電距離兩端的長期電壓有效值來確定。13 接通能力和分斷能力

3、空氣壓力和空氣密度的降低，會對空氣介質滅弧的開關電器滅弧性能造成影響。這種影響來自兩個方而，一方面會造成開關電器滅弧時間延長，觸頭燒損嚴重，從而使得接通和通斷能力降低；另一方面有利于開關電器滅弧。14 對產(chǎn)品動作性能的影響由于高原地區(qū)散熱的對流作用減弱，且最低氣溫較低，日溫差較大，會給一些低壓電器產(chǎn)品的動作特性帶來一定影響，如熱磁式低壓斷路器的動作特性、熱繼電器的動作特性均會發(fā)生一定變化。15 電壽命由于受高海拔地區(qū)極端最低氣溫過低及電器產(chǎn)品溫升和滅弧時間的綜合影響，高原環(huán)境會對低壓電器產(chǎn)品的電壽命產(chǎn)生一定影響。16 對plc的影響高海拔地區(qū)灰塵、風沙等自然環(huán)境對plc的影響尤為突出，使得磁盤

4、和磁頭上的灰塵過多，輕則出現(xiàn)內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失、邏輯運算結果錯誤，重則造成劃盤?；覊m對觸點的接觸阻抗有影響，它將造成鍵盤不能進行正常的輸入操作，還特別容易破壞磁盤的磁記錄表面。在正常情況下操作的電腦系統(tǒng)，灰塵的沉積會在電子元件與空氣之間形成絕緣層，阻礙元件產(chǎn)生的熱量散發(fā)到空氣中，使得元件的溫度上升到超過額定值燒毀，很多芯片的損壞大都是由這個原因引起的。磁盤驅動器等電機機械設備比電子電路的設備更容易發(fā)生故障，原因是磁盤驅動器含有機械運動的元件，容易因污染造成溫度過高而損壞，造成磁盤數(shù)據(jù)的存取閑難。空氣相對濕度過低、干燥的環(huán)境，則會使機械摩擦部分產(chǎn)生靜電干擾，損壞元器件，影響plc的正常工作。2 高原環(huán)

5、境低壓電器產(chǎn)品的適應性研究21 不同海拔高度對產(chǎn)品溫升的影響熔斷器：溫升隨海拔的升高(氣壓降低)而增加，基本上呈線性關系，在海拔4000m以上趨于平緩，溫升值變化不大，溫升值未超過國家標準極限值。接觸器：海拔升高，溫度不斷上升，開始上升的曲線較陡，3000m以上上升緩慢，4000m以上略有下降，從溫升值來看，最高已接近國家標準所規(guī)定的數(shù)值。低壓斷路器：溫升呈線性上升關系，從溫升值來看，最高超過國家標準所規(guī)定的數(shù)值。22 低壓電器產(chǎn)品的動作特性對高原環(huán)境的影響主要分為兩種：(1)由熱元件作為主要脫口元件的產(chǎn)品：海拔升高后，對流散熱能力減弱，致使熱元件的動作時問加快，從而使產(chǎn)品的脫扣時間提前。試驗

6、中，不同海拔下熱繼電器的同一倍數(shù)脫扣時間相當分散，但其脫扣時間均在國家標準的范闈內(nèi)。由于熱繼電器本身具有溫度補償并可以調(diào)節(jié)，但其自身動作誤差較大，難以掌握海拔對其的影響規(guī)律，加之雙金屬片的質量不穩(wěn)定和現(xiàn)場試驗條件的不完善等因素均影響了試驗結果。(2)帶電子脫口器的產(chǎn)品：高原環(huán)境對帶電子脫口器的產(chǎn)品性能幾乎沒有影響，對電子式低壓斷路器，可以不進行調(diào)整。23 接通分斷能力的影響所有試品在不同海拔點的接通分斷均順利通過，從記錄的交流接觸器的燃弧時間統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，各點的燃弧時間相差不大，燃弧時間隨海拔升高稍有增加，在4000m以上反而急劇下降(如圖1)。電磨損對比試驗數(shù)據(jù)表明，隨著海拔高度的上升，動觸

7、頭電磨損量呈波動式上升，與燃弧時間的情況不同的是，在4000m以上急劇上升(如圖2)。以上試驗可以認為海拔高度對電弧的燃燒時間的長短稍有影響，交流接觸器的滅弧性能可不作修正，但須考慮接觸器產(chǎn)品的溫升影響。24 外絕緣強度的影響對高原型電器外絕緣強度的試驗，按標準規(guī)定的試驗電壓值，結合試驗地點的海拔高度進行修正。由于電器的外絕緣強度隨海拔升高而降低，會危及電器的安全使用，因此，對電器外絕緣強度進行試驗時，應以其外絕緣強度為重點，對電器的基準絕緣水平、放電電壓合格值和保護水平等，一般不允許降低。對高海拔地區(qū)電器外絕緣的選擇，參考以下參數(shù)。(1)對海拔15002000m、電壓在35kv及以下使用的電

8、力變壓器、開關及互感器等，尚未發(fā)生由于高海拔影響造成的絕緣事故，說明其絕緣尚有一定的裕度，因此可選用一般產(chǎn)品。(2) 對海拔1500m 以上、電壓在1 lokv以上，或海拔在2000m以上、電壓在35kv以上使用的電器設備，有必要加強絕緣，可根據(jù)用電設備的重要程度和實際海拔高度，采用提高1級絕緣的辦法。(3)外絕緣試驗電壓的修正：高海拔地區(qū)電器內(nèi)絕緣試驗電壓應與普通型產(chǎn)品相同；外絕緣試驗電壓應根據(jù)試驗和使用地點的不同，在普通型產(chǎn)品標準試驗電壓的基礎上修正。3 高原環(huán)境下使用低壓電器的對策31 溫升補償問題為減少高原環(huán)境對低壓電器溫升的影響，可采?。弘娖鳟a(chǎn)品若在戶內(nèi)使用，建議按相關產(chǎn)品標準規(guī)定提

9、高溫升等級執(zhí)行；在戶外環(huán)境溫度直減率影響下，對產(chǎn)品的極限溫度有明顯的補償作用，建議戶外使用的低壓電器產(chǎn)品按相關產(chǎn)品標準規(guī)定執(zhí)行，但應注意，戶外使用低壓電器產(chǎn)品要防止陽光直射，因為高原地區(qū)紫外線強，陽光直射可能會造成設備本體溫度上升較多，增加電器設備的溫升。3_2 低壓電器盡量采用動作特性受海拔影響較小的智能電子型產(chǎn)品。33 電壽命電壽命是產(chǎn)品的一個綜合參數(shù)，受產(chǎn)品的通斷性能、短路分斷性能、操作頻率和次數(shù)、滅弧性能、溫升性能等因素的影響，高原地區(qū)使用的低壓電器產(chǎn)品作適當降容的方法較好，降容的數(shù)值由于產(chǎn)品結構、性能指標的不同各有所差異。34 盡可能采用較高絕緣等級產(chǎn)品在高海拔地區(qū)使用未加強絕緣的普

10、通型電器，對其外部絕緣進行工頻耐壓試驗時，如使用標準試驗電壓值，可能無法滿足試驗值，甚至損壞電器設備。此種情況下，可用公式 ：u1001(h-io00)x1uu電壓進行修正，并作為判斷外部絕緣強度是否合格的依據(jù)。式中 一普通型電器在高海拔地區(qū)使用修正后的試驗電壓有效值(kv)； 一在標準狀況下規(guī)定的試驗電壓標準有效值(kv)；丑一使用處的海拔高度(m)；一安全系數(shù)，用于海拔3000m以上時，取095，用于海拔3000m以下時，取1。3。5 工作電流的陣容系數(shù)k電器產(chǎn)品的負載能力隨著海拔的升高有著不同程度降低。根據(jù)我國高海拔地區(qū)的環(huán)境及氣象資料，低壓開關電器在高海拔地區(qū)應用之工作電流的陣容系數(shù)=

11、m， 式中日一海拔高度(km)， 一與海拔2000m的高度差。依據(jù)此公式計算出電流的陣容系數(shù)如表1。36 最大額定工作電壓的選用系數(shù)國產(chǎn)低壓開關最大丁作電壓系數(shù)選用k =1百，按此式計算出高海拔地區(qū)最大工作電壓。因為最大工作電壓不能超過額定絕緣電壓，對常用的380400v額定工作電壓并未產(chǎn)生相應額定絕緣電壓，故不必降低使用電壓。37 分斷能力陣容選擇由于高海拔地區(qū)觸頭材料的熔點與沸點降低，在電弧電流高溫的作用下，觸頭材料的升華比低海拔時快，觸頭材料損失嚴重。因此，在高海拔地區(qū)，電器的分斷能力應降低，電器的不同，分斷能力降低的選擇也不同。接觸器的分斷能力由使用類別和額定工作電流的倍數(shù)來決定。在高

12、海拔地區(qū)，接觸器的工作電流降為 i，p，其分斷能力也應降低為nkip (n為相應使用類別所要求的倍數(shù))。 斷路器的情況與接觸器不同，其分斷能力是由斷路器的滅弧結構形式來區(qū)別的，對于普通型即零點熄狐式斷路器，其觸頭分斷力來自兩方面：觸頭彈簧反力和短路電流的峰值在觸頭回路中產(chǎn)生的電動斥力。該斷路器的分斷能力受觸頭分斷速度的限制，因而分斷能力比較低，分斷時產(chǎn)生的過電壓也不高，一般能經(jīng)受得住分斷后介電強度的驗證。因為觸頭壓力和回路電動力是由額定電流決定的，故該斷路器的短路分斷能力隨海拔的升高按工作電流的陣容系數(shù)k 而減??；對于限流型斷路器，可理解為把未受影響的沖擊短路電流限制到較小的允通電流。限流的方法很多，由于采取限流措施，觸頭實際分斷的電流遠低于預期電流，故限流斷路器的分斷能力考慮的主因不是電流本身，而是為了防止弧隙介質強度恢復不夠，電弧電壓上升太慢，導致電網(wǎng)電壓對弧隙的重擊穿。因此，限流型斷路器的分斷能力隨海拔的升高按最大額定工作電壓的選用系數(shù)ku而減小。38 正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)良好的接地是保證plc可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的目的有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾，完善的接地系統(tǒng)是plc控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。plc控制器與所控的各個設備同電位接地叫系統(tǒng)接地