高原环境对电工电子产品的影响及防护
高原型气候对电气设备的影响探析
高原型气候对电气设备的影响探析作者：徐志峰来源：《科教导刊·电子版》2014年第17期摘要针对高原型气候在温度、空气压力及密度等方面的特点，对高原型气候在电气设备（广播电视机房设备）方面的影响进行了探讨，并对高原地区的电气设备技术要求进行了分析。
关键词高原型气候电气设备影响中图分类号：O59 文献标识码：A国家对西部高原地区的开发，使更多的工程在高原地区建设。
但是高原地区的气候具有其自身的特性，电气设备受气候的影响需要做出相应的调整。
本文主要对高原型气候对电气设备的影响进行探讨。
1 高原型气候的特点高原地区海拔高，其气候具有与平原地区不同的特点。
高原地区的空气密度低、压力大、湿度低；另外高原地区的昼夜温差较大、日照时间长、紫外线较强；而且土壤的温度低，冻土的面积大，并且长时间处于冻结状态，大风时间多，降水量较少。
针对高原地区气压、空气密度、湿度等方面的特征，本文主要展开高原型气候对电气设备尤其是广播电视机房设备的影响的探讨和分析。
2 高原型气候对电气设备的影响2.1 空气压力及密度对外绝缘强度的影响外绝缘强度与空气的压力和密度有直接关系。
当海拔高度不超过5000m时，平均气压会随着高度每升高1000m降低7.7至10.5KPa，导致电气设备的外绝缘强度降低8%至13%。
空气压力及密度的降低导致了电气设备绝缘材料的放电能力沿表面降低，并且这种降低程度和电场是否均匀有关，电场越均匀，绝缘材料放电能力降低的越慢。
此外，除了电场的均匀程度外，绝缘材料的介质常数也是影响高原地区电气设备绝缘材料放电能力降低的原因之一，介质常数越大，沿表面放电电压的能力越低。
绝缘水平的高低在传输线路设备中有着至关重要的作用，也对投入资金和线路有着重要影响。
但是海拔的增高，导致空气压力降低，绝缘材料放电电压降低，进而影响整个机房电气设备的性能，因此在高原地区选择绝缘材料时要综合考虑电气设备的性能和投入资本等。
2.2 空气压力及密度对电气间隙击穿电压的影响已经设计好的产品，其电气间隙是固定的。
高原海拔对低压电器的影响
高原环境对低压电器产品的影晌及其对策高原环境对低压电器产品的影晌及其对策侯婉秋。
李海燕(青海省高原科技发展有限公司，青海西宁810006)摘要：本文通过高原环境对低压电器产品影响因素的分析及适应性研究，提出了高原环境下使用低压电器产品应采取的对应措施：关键词：低压电器；高原环境；适应研究；影响分析随着科学的进步，各种施工设备的自动化程度越来越高，对电器的性能要求也日益提高。
高原空气密度低、含氧量少、昼夜温差大，以及气温、气压和空气密度等大气参数随海拔升高而递减，对所使用的低压电器设备有着不可低估的影响。
1 高原环境对低压电器产品的主要影响高原环境对低压电器产品的影响主要体现在温升、绝缘性能、接通能力和分断能力、对产品动作性能的影响、电寿命、对PLC的干扰。
1．1 温升海拔升高，空气密度降低，散热的对流作用减弱，对于以空气为冷却介质的电器其温升就会随之升高，额定容量下降，影响电器使用寿命。
海拔每升高lOOm，电器温升增加0．1～0．5 (一般在0．4 以下1；而气温随海拔高度的升高而降低，直减率为海拔每升高lOOm气温约降低0．6 ，可以部分补偿由海拔升高对电器温升的影响。
1．2 绝缘性能海拔升高，空气密度降低，空气的介电强度也相应下降，使空气间隔的放电电压明显降低，导致电器的外部绝缘强度降低，外绝表面及不同电位的带电间隙比较容易击穿，特别是对电气间隙和爬电距离的影响较大。
通常，电器间隙以电器承受所要求的冲击耐受电压来确定，而爬电距离以作用在跨接爬电距离两端的长期电压有效值来确定。
1．3 接通能力和分断能力空气压力和空气密度的降低，会对空气介质灭弧的开关电器灭弧性能造成影响。
这种影响来自两个方而，一方面会造成开关电器灭弧时间延长，触头烧损严重，从而使得接通和通断能力降低；另一方面有利于开关电器灭弧。
1．4 对产品动作性能的影响由于高原地区散热的对流作用减弱，且最低气温较低，日温差较大，会给一些低压电器产品的动作特性带来一定影响，如热磁式低压断路器的动作特性、热继电器的动作特性均会发生一定变化。
特殊环境条件高原用高压电器的技术要求
特殊环境条件高原用高压电器的技术要求随着我国西部地区的开发和建设，高原地区的用电需求日益增长。
然而，高原地区的气压、温度、大气电离程度等环境条件均与平原地区存在较大差异，对于高压电器的使用提出了更高的技术要求。
首先，高原地区气压较低，电器的绝缘性能需更高。
其次，高原地区的温度波动大，电器需具备较高的耐温性。
此外，高原地区的大气电离程度较高，电器的防静电措施也需更加完善。
最后，高原地区的海拔高度较大，电器的外形设计需符合高原特殊环境下的安全要求，同时也需要特殊的加固措施。
因此，对于高原用高压电器的技术要求包括：绝缘性能高、耐温性好、防静电措施完善、符合高原特殊环境下的安全要求、具备特殊的加固措施等。
未来随着高原地区的发展，高原用高压电器的技术将进一步提高，以满足高原地区不断增长的用电需求。
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工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能变化分析
工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能变化分析摘要：本文主要针对工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能展开分析，思考了工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能的变化问题，并对其变化进行了总结，希望能够为今后的工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能研究提供参考。
关键词：高海拔地区；电子产品；绝缘性能；变化前言对于工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能来说，一定要具备更好的性能才能够保证其工作的效果，为此，本文对工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能进行了研究，旨在提高其性能应用效果。
1、高海拔对电子产品的影响1.1对绝缘强度和放电电压的影响。
海拔增高，空气密度降低，带电质点平均自由行程增大，电子单位行程距离中的碰撞次数减少，但每次碰撞前所积累的能量增大，空气分子电离的概率增大，故随着海拔的增高，空气绝缘强度降低，高压电器设备外绝缘的放电电压下降。
对高电压电器设备和元件影响较为显著，尤其是同时出现高相对湿度时情况更为严重。
对于高压输变电设备的外绝缘，海拔每升高100m，绝缘强度需考虑提高约1%。
1.2湿度的影响。
高海拔地区在相对湿度接近饱和的情况下，昼夜温差将造成严重的凝露，同时，过大的湿度将对风电电子设备绝缘产生严重影响。
1.3温升的影响海拔升高，空气压力或密度降低，散热的对流作用减弱，致使以空气为散热介质的电子设备的散热能力下降，温升升高。
1.4温度的影响。
高海拔地区平均空气温度和最高环境温度都随海拔升高而降低，对设备温升可以起到一定的补偿作用，环境空气温度的补偿值为海拔每升高100m，环境空气温度降低0.5℃;大温差会造成产品绝缘老化、变形、保护层脱落，密封结构易于破坏。
因此有防护设备时应保证其防护要求，无防护设备时应提供产品本身的防护能力。
1.5对通断性能的影响。
以自由空气为灭弧介质的开关电器产品灭弧能力降低，通断能力下降，在一定程度上导致产品寿命的降低，不利于风电机组的安全稳定运行。
1.6对外形和密封的影响。
海拔增高，空气密度降低，低气压可导致元件密封不严造成泄漏;还有紫外线强，又可导致密封件老化，加快泄漏;引起低密度、低浓度、多孔性材料(如:电工绝缘材料、隔热材料等)的物理和化学性质的变化。
4高原环境对电工电子产品的影响及防护_孙立军
高原环境对电工电子产品的影响及防护★孙立军，蔡汝山（工业和信息化部电子第五研究所，广东广州510610）摘要：通过资料整理分析与实地调研，分析了低气压、低温、日夜温差、太阳辐射、雷击与静电等高原气候环境因素对电工电子产品的影响及防护方法，为高原用电工电子产品环境适应性设计与环境试验与评价提供参考。
关键词：高原；环境；电工电子产品中图分类号：X820.3文献标识码：A文章编号：1672-5468（2010）04-0015-04Effect of Highland Climate on the Electric and Electronic Products and their ProtectionSUN Li-jun ，CAI Ru-shan（CEPREI ，Guangzhou 510610，China ）Abstract ：Based on literature investigation and field research ，the effect of highland climaticenvironmental factors on electric and electronic products and their protection are analyzed ，including low atmospheric pressure ，low temperature ，temperature difference between day and night ，solar radiation ，lightning and static electricity ，which can be used to support the environmental suitability design,environmental test and evaluation of electric and electronic prod -ucts for highland.Key words ：plateau ；environment ；electric and electronicproduct★基金项目：中国人民解放军总装备部技术基础局计划项目资助。
高海拔对电气设备影响
高海拔对电气设备影响高海拔对电气设备主要的影响是绝缘和温升两方面。
对不同的电气设备影响的侧重点不同。
一、高压开关设备海拔升高，气压降低，空气的绝缘强度减弱，使电器外绝缘降低而对内绝缘影响很小。
由于设备的出厂试验是在正常海拔地点进行的，因此，根据IEC出版物694对于开关设备以其额定工频耐压值和额定脉冲耐压值来鉴定绝缘能力，对于使用地点超过1000M以上时，应作适当的校正。
对于10KV开关柜来说，其额定电压为12KV；额定工频耐压值（有效值）为32KV（对隔离距离）和28KV（各相之间及对地）；额定脉冲耐压值（峰值）为85KV（对隔离距离）和75KV（各相之间及对地）。
而随着海拔的升高，空气密度降低，散热条件变差，会使高压电器在运行中温升增加，但空气温度随海拔高度的增加而逐渐降低，基本可以补偿由海拔升高对电器温升的影响。
但对于阀式避雷器来说，情况就较为复杂。
由于避雷器自身并不密封，其阀片的间距不可调，因此其火花间隙的放电电压易受空气密度的影响，所以应向设备厂商注明海拔高度，或使用高压型阀式避雷器。
二、干式变压器环氧树脂干式变压器，国家标准关于以上两个因素有着明确的校正方法。
根据GB6450）《干式变压器》中第，对于在超过1000M海拔处运行，并在正常海拔进行试验的变压器，其温升限值应相应递减，超过1000M海拔部分以第500M为一级，温升限值接自冷变压器2.5%、风冷变压器5%减小；额定短时工频耐受电压值同时增加6.25%。
三、低压电气设备对于低压电气设备，情况要稍好一些。
根据JB/Z0103-11标准及科研部门的调查研究，现有普通型低压电器在高原地区的使用如下：1、温度：现有一般低压电器产品，使用于高原地区时，其动、静触头和导电体以及线圈等部分的温度随海拔高度的增加而递增。
其温升递增率为海拔每升高100M，温升增加0.1-0.5K，但大多数产品均小于0.4K。
而高原地区气温随海拔高度的增加而降低，其递减率为海拔每升高100M，气温降低足够补偿由海拔升高对电器温升的影响。
高原环境对电工电子产品的影响及防护探讨
高原环境对电工电子产品的影响及防护探讨作者：雷学敏来源：《价值工程》2011年第19期Effect of Altitude Environment on Electric and Electronic Products and ProtectionLei Xuemin（Shaanxi Vocational & Technical College of National Defense Industry，Xi'an 710300，China）摘要：本文通过对现有的资料进行整理分析和实地调研，对低气压、日夜温差、静电、雷击、辐射等多种高原型气候对电工电子产品造成的影响进行了分析，并且提出了防护措施，为在高原环境中使用的电工电子产品的环境试验和适应性设计提供了具有建设性的参考意见。
Abstract： Through literature review and field survey, the article analyzed the effect of altitude environment such as infrabar, temperature difference between day and night, static, lightening stroke and radiation on electric and electronic products, and put forward protective measures, providing reference for environmental test and adaptive design of electric and electronic products used in altitude environment.关键词：高原环境电工电子产品影响防护Key words： altitude environment；electric and electronic products；effect；protection 中图分类号：TN-9文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0037-020引言我国的陆地面积有相当大的比例是高原，海拔在1000米以上的占到了全国总陆地面积约60%，海拔在2000米以上的约为35%，海拔在3000米以上的约为15%。
高海拔对电气设备的影响
海拔高度对电气产品的影响随着海拔高度的增加，大气的压力下降，空气密度和湿度相应地减少，其特征为：a、空气压力或空气密度较低；b、空气温度较低，温度变化较大；c、空气绝对湿度较小；d、大阳辐射照度较高；e、降水量较少；f、年大风日多；g、土壤温度较低，且冻结期长。
这些特征对电工产品性能有下面四大影响规律，列出如下：1、空气压力或空气密度降低的影响1）对绝缘介质强度的影响 空气压力或空气密度的降低，引起外绝缘强度的降低。
在海拔至5000m范围内，每升高1000m，即平均气压每降低7.7~10.5kPa,外绝缘强度降低8%~13%. 2)对电气间隙击穿电压的影响 对于设计定型的产品,由于其电气间隙已经固定,随空气压力的降低,其击穿电压也下降.为了保证产品在高原环境使用时有足够的耐击穿能力,必须增大电气间隙.高原用电工产品的电气间隙可按下表进行修正.3)对电晕及放电电压的影响a、高海拔低气压使高压电机的局部放电起始电压降低，电晕起始电压降低，电晕腐蚀严重；b、高海拔低气压使电力电容器内部气压下降，导致局部放电起始电压降低；c、高海拔低气压使避雷器内腔电压降低，导致工频放电电压降低。
4）对开关电器灭弧性能的影响 空气压力或空气密度的降低使空气介质灭弧的开关电器灭弧性能降低，通断能力下降和电寿命缩短。
a）、直流电弧的燃弧时间随海拔升高或气压降低而延长；b）、直流与交流电弧的飞弧距离随海拔升高或气压降低而增加。
5）对介质冷却效应，即产品温升的影响空气压力或空气密度的降低引起空气介质冷却效应的降低。
对于以自然对流、强迫通风或空气散热器为主要散热方式的电工产品，由于散热能力的下降，温升增加。
在海拔至5000 m范围内，每升高1000m，即平均气压每降低7.7~10.5kPa,温升增加3%~10%.a、静止电器的温升随海拔升高的增高率，每100m一般在0.4K以内,但对高发热电器,如电炉、电阻器、电焊机等电器，温升随海拔升高的增高率，每100m达到2K以上。
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空气 压力 或空 气密 度 的降低 使空气 介质 灭弧 的 开关 电器 灭弧 性能 降低 ．通 断能 力下 降和 电寿命 缩 短 。直流 电弧 的燃 弧时 间随海 拔 升高 而延 长 ．直 流
系统 传递 扭矩 的介质 来 说 。在凝点 以上 十几度 时 已
无 良好 的流动 性 ．不 能适 应 于低 温工作 区工 作 的要 求 ｆ ７ Ｊ ，。 在低 温 下 ．沥 青 绝 缘 胶 有 开 裂 现 象 ，到 潮 湿 时 会 影 响 绝缘 性 能 ．绝 缘 材 料 的机 械 性 能有 所 下 降 ，明 显 地 变硬 、变脆 。橡 胶 密 封件 经低 温试 验 表 明 ．随着 温 度 的下 降 ，其 机 械性 能 呈 下 降趋 势 。
压 力发 生变化 ．容易导 致受 压容 器破 裂 『 ６ ２ Ｊ ・。
２２ 低 温 的 影 响 ．
加 电气 间隙 ，其 修正 系数 参见参 考 文献 『］ ６。
ｅ ）对 电晕 及放 电电压 的影响
高海拔 、低 气压 使高压 电机的局 部放 电起 始 电
高原 低温 对 内燃 机 而 言 ．会 导 致 冷起 动 困难 ． 低 温加 上高原 缺 氧和低 气压 ．使 得 内燃机 的着火 起
电 子产 品可 靠 性 与 环境 试 验
２１ ０ ０年
２１ 低 气压 的影 响 ．
电阻器 、电焊 机 ．其 温 升 随海 拔升 高 的增加 率 ２Ｋ
以上 。
首 先 ．低 气压会 降低 发 动机 的功率 ；同时 ，因
为整机 匹配性 能 和动力性 能 发生变 化 ．造成 整机 动
电力 变压 器温 升与 海拔 与冷却 方式 有关 ．其增
不 完全 地进行 影 响 电机 的起动 性能 低 温对 电机 散热 有利 ．但 对小 型 电机 的起 动 有一定 的影 响 。由 于气 温低 ，使 得润 滑脂 稠度 增大 或者凝 固冻 结 ．引
起静 态力 矩增 加 ．起动 变得 困难 ．同时加 速轴承 磨
的额 定 电压 下 ．电晕 更严 重 并有 臭 氧 气 味 嘲 另
加 率 为 每 １ ０ｍ．油 浸 自冷 为 额 定 温 升 的 ０４％ ． ０ ．
干式 自冷 为 额定 温 升 的 ０５％ ．油 浸强 迫 风冷 为额 ． 定 温 升 的 为 ０６％ ．干 式 强 迫 风 冷 为 额 定 温 升 的 ．
力性 、速度 性 、经济性 及生产 效 率均下 降严 重 ［ ｌ ２。 － ５
动 性 能较差
压降低 、电晕起 始 电压 降低 、电晕腐 蚀严 重 ．主要 原 因是 空气 稀薄 ．分 子间 的距离 加 大 ．离 子 的 自由
行 程加 大 ．因而起 晕 电压 降低 。例如 ，处 于高 海拔
地 区 的桥 头 电厂 ５ ＃发 电 机 组 ｆ ．ｘ Ｏ ｋ ．６３ ２ ｌ Ｗ ５ ．ｘ １３ ．当 电压 升 到 １ ｘ Ｏ 时开 始 听到 放 电声 ０ Ｖ） ． ｌ３ ７ Ｖ 音 ．升 到 ２５ ｌ３ 时 开 始 见 到 电晕 火 花 ．升 到 ．ｘ Ｏ Ｖ
１０ｍ为额 定 温升 为 ０４％ 嘲 ０ ＿
空气 密度 和湿度 的影 响 ．外绝 缘 随着空气 密 度减小
和湿 度 的降低 而降低 在海 拔 ５０ ０ｍ范 围 内 ．每 ０ 升 高 １０ ０ ｍ。 即 平 均 气 压 每 降 低 （ ． ～ ０５ ０ ７７ １ ．） ｋａ Ｐ ，外绝缘 强度 降低 ８％ ３％ 。 １ ｂ ）对 电气 间隙击 穿 电压 的影 响 对 于设计 定 型 的产 品 ． 由于 电气 间 隙 已 固定 ， 随着 空气压 力 的降低 ．其 击穿 电压 也下 降 ．为 了保 证 产 品在高 原使 用时有 足 够 的耐 击穿 能力 ．必 须增
低 温会影 响 蓄 电池 的工 作性 能 ．低温使 得硫 酸 电解 液 的粘度 增大 。负 极 活性物 质早期 钝 化 ．影 响
电解 液在 极板 内的扩散 速度 ．使 铅蓄 电池 的基本 化 学反 应 在缺乏 电解 液 的情况 下 ．只能在 极板 的表 面
３６ １３ ．Ｘ ０ Ｖ就 能看 到严 重 的 电晕 现 象 ．在 ６３ ｌ ３ ．ｘ Ｏ Ｖ
外 ．低 气压使 电力 电容 器 的 内部 气压 下降 ．导致 局 部 放 电起始 电压 降低 ．使避 雷器 内腔气 压 降低 ．导 致 工频放 电电压 降低
ｄ １对开关 电器灭弧 性 能的影 响
损 ．影 响油料 流动 性 现有 的低 凝液压 油 的粘度 指 数 尚偏 低 。虽然 其凝 点 在一 ０℃以下 ．但 作 为液 压 ４
对 于 电工 电子产 品而言 ，有 以下几 种影 响 ： ａ ）对绝 缘介 质强 度 的影响
随着 海拔 的增 加 ．外 绝缘 放 电 电压 会相 应地 降 低 。主要 是 因为海 拔变化 ．大 气参 数发 生改 变 ．受
１ ． 。 电 机 温 升 随 海 拔 的 增 加 而 增 加 ．每 升 高 ０％
ｆ ）对 密封等 结构 的影 响 空气 压力 的降低 ．会 引起 低密 度 、低浓度 和多 孔性 材料 （ 电工绝 缘 材料 、隔热 材料 等 ）的物理 如
和化 学性质 发生 变化 ：润 滑剂 的蒸发 及 塑料制 品 中
的增 塑剂挥 发加 速 ：气 体 或液体 容 易从密 封容 器 中
泄 漏 或泄漏 率增 大 ：对 密 封有要 求 的 电工 产 品 ，也 会 间 接影 响到其 电气性 能 ：引起 受 压容器 所 承受 的
与交 流 电弧 的飞弧距 离 随海拔 升 高而增 加 嘲 ｅ ）对介 质冷 却 的影 响 空气 压力 降低 引起 ຫໍສະໝຸດ 气介 质 冷却效 应 降低 。对
于 自然对 流 、强迫通 风 或空气 散热 器为 主要 散热方
式 的电工 产 品 ．由于散 热能力 下 降 ，温 升增 加 。在
海拔 ５０ ０ｍ 范 围 内 ．每 升 高 １０ ０ｍ．即平 均气 ０ ０