摘要：随着海拔高度的递增，高原大气中的空气密度不断减小，空气中的电子自由活动加剧，使电气设备外绝缘的起始放电电压不断降低。文章从分析高原地区对电气设备的影响入手，分析了现有的高原地区电气设备现状和海拔对外绝缘的影响，研究了高原地区电气设备绝缘性，以期对我国高原地区电气设备的研究做出贡献。

关键词：高原地区；电气设备；绝缘性；海拔高度；空气密度；放电电压 文献标识码：A

中图分类号：TM852 文章编号：1009-2374（2015）23-0138-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.070

我国的高原地区非常广阔，据调查，我国海拔在1000m以上的高原地区约占我国总面积的64%，在我国的西南地区及西北地区分布较多，高原地区往往储存着十分丰富的水利资源和矿产资源。近年来，我国逐渐对西部地区资源进行开发利用，因此，就需要充分保证高原地区现在运行的电气设备的安全性及可靠性，这就要求我国科研人员加大对高原地区电气设备的绝缘性能的研究。高原地区的大气通常具有空气压力低、昼夜温差大、温度较低、空气湿度小、紫外线辐射强的特点，导致高原地区的空气容易产生电离现象，因此，高原地区对高压电气设备的外绝缘的电气性能有重要的影响。

1 高原地区对电气设备的影响

据科学调查数据显示，高原地区对电气设备的影响主要有以下四方面：

第一，由于高原地区的空气气压较低，且低气压时的空气密度也相对降低，导致空气中的介电强度、空气冷却速度也会降低，从而引起电气设备的绝缘耐压强度降低，使一些需要经空气冷却的电气设备及电气设备的零部件温升更为明显，且会发生灭弧困难的现象。

第二，高原地区的昼夜气温变化较大，从而会引起电气设备的密封困难，且会发生电气设备中的机械结构变形或开裂的现象。

第三，高原地区的相对湿度较低，因此导致电气设备的干弧放电电压降低。

第四，高原地区的紫外线强度较大，容易引起户外电气设备的温度明显增高，在氧气和水大量充足的环境下，会使电气设备表层的有机绝缘材料加速老化，从而缩短电气设备的使用寿命。

2 高原地区电气设备的现状

随着我国电力事业的发展，我国在高原地区的电力探索已经逐步加快进度，目前我国已经建成了拉萨110kV电力线路、日喀则35kV电力线路和那曲35kV电力线路等。

2.1 高原地区的电气设备的研究成果

受到我国科研机构管理和人力财力的影响，目前对高原地区的电气设备的研究还停留在开发、测算阶段，现研究的结果主要有以下三点：（1）高原地区的低压电气设备可采用与平原地区相同标准的设备；（2）高原地区的电气设备需要使用经过试验研制的专用仪器，例如可以采用高原型变压器、高原型真空断路器等；（3）科研人员为了处理高海拔地区的电气设备普遍存在的绝缘距离不够的问题，并防止绝缘被击穿，会采用将电压等级相对较高的电气设备应用于低电压等级的线路中，这是目前高原地区普遍采用的方法，例如将63kV电压等级的电流互感器应用于35kV的线路中。

2.2 高原地区电气设备存在的缺陷

经过对大量的高原地区使用的电气设备和公高原地区的气候分析，本文认为，目前高原上采用的电气设备普遍存在以下缺点：（1）在高海拔地区，应用普通电气设备，显然不能够解决电气设备在高原的适用性问题，往往会导致高原地区的电力线路故障频发多，致使产生供电可靠性低和供电质量差等一系列问题；（2）目前高原地区广泛采用高电压等级和绝缘性的电气设备接入相对较低等级的线路中，以便提高电气设备的绝缘度，但是，科研人员发现，盲目地提高电气设备的标准，会使电气设备的外绝缘跨度过大，高原地区的电力线路的兼容性能需要不断提升才能够保证供电可靠，因而使高原地区的电力工程建设费用相对提高，产生资金供应问题；（3）目前，因我国的高原电气设备的技术不能够满足现实中的供电需要，使得没有完全解决所采用的高原型电气设备的适用问题，容易产生事故隐患。

3 高原地区气候对电气设备外绝缘的影响

3.1 干燥空气下对电气设备外绝缘强度的影响

海拔高度的升高对其大气气压、温度和湿度都有影响，一般成反比，即随着海拔高度增加而下降，导致电气设备外绝缘的放电电压降低，因此较容易被击穿。因此，科研人员为了制造能够满足高海拔地区的电气设备，就必须提高电气设备的绝缘水平。

科研人员在固定温度（t）、绝对湿度（h）和气压（b）的条件下所得到的击穿电压的临界值，并将此电压值根据要求折算为标准大气条件下的电压值。在干燥状态下，当温度高于40℃时，电气设备的外绝缘的试验电压=额定耐受电压值*温度校正系数（K），其中：

K=1+0.0033（t-4℃）

式中：

t——环境空气温度值，单位为℃

经实验测算可知，影响电气绝缘的主要参数为气压、温度和湿度。因此，我国普遍采用空气密度和绝对湿度两个参数来分析高原地区气候对电气设备的外绝缘放电电压的影响。

3.2 淋雨状态下对外绝缘强度的影响

由于高原地区地貌开阔，其输电线路和变电站大多暴露在复杂的大气环境中，当高原地区产生降雨时，其雨水电阻率、雨水酸度等环境因素都会对电气设备的湿闪电压有不同程度的影响。

为保证高原地区电气设备能够在雨天安全供电，必须保证电气设备的湿闪电压满足其绝缘要求。实验表明，雨水电阻率与湿闪电压的关系较大，经研究表明，湿闪电压与雨水电阻率成正比趋势，因此，必须增加电气设备抗雨的能力，否则将极易因湿闪造成电气设备的损坏。

3.3 高原地区对电气设备的电气间隙影响

所谓电气间隙，是指存在电压差的两个导电物体之间的直接的空间距离，电气间隙对设备的绝缘击穿有着重要影响。

研究表明，大气中的压力、温度和湿度都会影响空气的密度、碰撞电离的多少及吸附效应的严重与否等，因此，校正需要根据不同的情况进行分析。

随着海拔的增加，空气会逐渐变得稀薄，气压降低，空气密度减小，由此可知，在此情况下，同等的电压等级下，击穿的距离也相对减小，因此，高原地区的电气设备的外绝缘更易被击穿，必须对其影响参数进行调整，例如降低耐压等级、增大电气间隙等。现根据GB/T 20626.1-2006文件，提供具体的电气间隙击穿距离折算表，以方便理解。

3.4 高原地区对电气设备的爬电距离影响

所谓爬电距离，是指存在电压差的两个导体之间的绝缘表面的最短距离，根据要求，爬电距离不能小于电气间隙。因为是在绝缘表面的导电现象，所以主要影响其爬电距离的就是空气的电压差、所处环境的污秽程度及电气设备所使用的绝缘材料的耐泄痕指数。经研究表明，在环境湿度较大的情况下，较容易出现相间沿绝缘表面导电的现象。

4 结语

高原地区具有大气压力低、空气温度低且湿度较小、紫外线辐射强等特征，因此，高原地区的空气容易产生电离现象，只是电气设备的外绝缘被击穿。本文从对高原地区的电气设备现状分析入手，重点分析高原地区的各项参数对电气设备外绝缘的影响，以期对我国高原地区电气设备研究做出贡献。

参考文献

[1] 宋红兵.高原地区增加电气外绝缘强度的方法[J].石油工程建设，1995，（6）.

[2] 周琼芳.试论高原对高压电器设备外绝缘的影响[A].云南电力装备制造业振兴与创新论坛论文集[C].2007.

[3] 梁晨，李国宾.高原地区电气设备的选择要点——记日喀则“上海广场”电气设计[J].电气工程应用，2003，（1）.

作者简介：任新华（1983-），男，陕西宝鸡人，四川省电力公司甘孜供电公司副主任，研究方向：高压试验。

（责任编辑：蒋建华）endprint