普通型40_5kV开关设备使用于高海拔地区的技术探讨

高海拔地区的技术探讨

黄小军

（天水长城开关厂，甘肃天水

７４１０１８）

摘要：针对一次特殊的订货任务，通过运用高压电器学的有关原理，特别是设备系统绝缘与配合理论，提出在４０．５ｋＶ双母线开关设备的设计、生产安装及使用过程中应该采取的措施或解决方案，从而设计并制造出经济实用的、供高海拔地区安全使用的产品。

关键词：高海拔；系统绝缘与配合；４０．５ｋＶ双母线开关设备；现场验收绝缘试验电压

中图分类号：ＴＭ５９１

文献标识码：Ｂ

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问题的提出

原型的一次元件，但开关设备的整体绝缘水平仍然取自其中最薄弱的元件（普通型断路器）。如何确定开关设备的出厂试验和现场验收中绝缘试验电压值，将关系到能否顺利完成出厂检验并在现场被甲方验收通过。

２００２年６月，我厂中标花土沟１１０ｋＶ变

电站扩建工程（４０．５ｋＶ双母线开关柜）。该标

段产品具有两个难点：首先，该产品要在海拔

３０００米的高海拔地区使用；其次，开关柜特

征为双母线系统、金属全封闭。国内市场上，

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４０．５ｋＶ开关设备基本上是普通型，没有高原

型产品。因此，需要从理论上进行普通型

现场验收中绝缘试验电压值

的计算

（１）出厂试验中绝缘试验电压值的确

４０．５ｋＶ开关设备使用于高海拔地区的探讨，主要探讨以下三个课题：（１）４０．５ｋＶ开关设备的主要一次元件选用原则；（２）４０．５ｋＶ开

关设备的出厂试验和现场验收中绝缘试验电压值的确定；（３）４０．５ｋＶ开关设备的运行安全可靠性分析。

定

产品出厂绝缘试验（工厂本地）电压值中１ｍｉｎ工频耐受电压按９５ｋＶ考核，雷电冲击耐受电压按１８５ｋＶ考核。

（２）计算海拔修正系数Ｋａ

按ＧＢ１１０２２－１９９９第２．２．１条规定的公式Ｋａ＝ｅｍ（Ｈ－

１０００）／８１５０

４０．５ｋＶ开关设备的主要一次元件选用

原则：尽可能的选用高原型或者加强型一次元件，肯定会加强设备系统的整体安全性。

来计算。将Ｈ＝３０００，

ｍ＝１代入公式，即得Ｋａ＝１．２７８

（３）产品现场验收中绝缘试验电压值

的确定

当电器设备运到现场后，设备的绝缘水平肯定不能再按出厂试验考核，但可以

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４０．５ｋＶ开关设备的出厂试验和现场验

收中绝缘试验电压值的确定。

尽管在４０．５ｋＶ开关设备中选了一些高

凿岩机械气动工具，２００６（４）

考虑用海拔修正系数Ｋａ修正。在现场绝缘试验一般只做１ｍｉｎ工频耐受电压试验，其理论试验电压值为：Ｕ＝９５／１．２７８＝７４

论，此时过电压限制元件的残压计算公式为Ｕｂｃ＝Ｕｐ／Ｋａ×Ｋｓ，将有关数值代入即可求得Ｕｂｃ＝１１５ｋＶ，此为过电压限制元件残压的上限。

通过考察当时国内避雷器技术及生产情况后，我们向设计院推荐并选用了合肥凯立公司生产的ＴＢＰ－Ｂ－３５组合式过电压保护器。其５ｋＡ标称放电电流等级下残压为１０７ｋＶ。

ｋＶ，其中１．２７８为海拔修正系数Ｋａ。又由

于产品在现场验收时做预防性绝缘试验，因此试验电压按８０％考核，即实际试验电压值为：８０％×７４ｋＶ＝５９ｋＶ。

３

４０．５ｋＶ开关设备的绝缘保障

措施及系统可靠性分析

开关设备的绝缘水平，是考虑过电压

４

分布概率、过电压限制措施和保护裕度而确定的。故在开关设备绝缘水平降低时，理论上可通过调整过电压限制元件的动作电压，并研究其在系统中的分布与数量，与设备的绝缘水平仍形成一定的安全裕度来保护设备的运行安全。

现场运行管理及使用情况反

馈

设备安装调试合格后，变电站制定了

完善的操作运行监视措施并严格执行。设备自投运至今，４年来没有出现任何绝缘问题。这些经验，在我厂参与云贵高原地区的合同竟标，尤其是拉萨水泥厂的投标及顺利供货中发挥了重要作用。

实践证明，尽量选用高原型一次元件、产品现场验收中工频耐压值按修正值验收以及采用特殊设计的过电压限制元件，采用这些措施后的普通型４０．５ｋＶ开关设备可以在高海拔地区安全运行。虽然由于特殊设计的避雷器的介入会增加开关设备制造成本和运行管理成本，但是在没有高原型产品的情况下，采用该办法也不失为行之有效的措施。

３．１过电压限制元件的额定参数选择（１）电器设备外绝缘水平

电器设备外绝缘雷电冲击试验电压Ｕｐ

取１８５ｋＶ。

（２）过电压限制元件残压值的确定按ＧＢ３１１．１规定，电器设备的绝缘配合系数Ｋｓ，在避雷器紧靠保护设备时Ｋｓ＞

１．２５，在避雷器非紧靠保护设备时配合系

数Ｋｓ＞１．４，其中Ｋｓ＝被保护设备的绝缘水平／避雷器的保护水平。结合海拔修正理

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凿岩机械气动工具，２００６（４）