试论高海拔对电气设备的特殊要求

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高海拔气候特征对风力发电电气设备技术性能的影响与设计要求

高海拔气候特征对风力发电电气设备技术性能的影响与设计要求

高海拔气候特征对风力发电电气设备技术性能的影响与设计要求近年来随着新能源领域的不断发展,现在环保型绿色能源大受欢迎。

现在我国工业生产对能源的需求量越来越大,开发新能源也是越来越重要,尤其是风力发电倍受国家和能源领域的关注。

高海拔地区的风力有利于发电设备的工作但是由于高海拔地区的温度、湿度、气压、强风、雷电等因素对发电电气设备都有很大的破坏性,所以在高海拔地区进行风力发电时一定要处理好这些因素對发电设备的影响。

文章主要针对高海拔气候对风力发电电气设备技术性能的影响与设计要求进行了分析及阐述。

标签:高海拔气候;风力发电电气设备;技术性能;设计要求前言目前,我国风力发电电气设备的性能设计还不是足够完美,还不能完全的适应我国高原气候变化的要求,如果我们引进外国的发电设备,但是介于我国高原气候不同于外国,所以外国引进的风力发电设备也适合我国的高原气候的要求,为了更好地满足我国高原气候特征的要求,我们只能根据高原气候的特征不断地完善发电设备的设计,使发电设备更能适应高原气候特征的变化,更好地进行发电工作,为我国提供更多的绿色环保能源。

1 高海拔气候特征对风力发电电气设备技术性能的影响分析在高海拔地区,风力发电电气设备的工作性能在很大程度上受高海拔气候特征的影响,若想使风力发电电气设备在这种气候中发挥最佳的工作性能提供更多的风能,就要对影响风力发电电气设备工作性能的因素进行分析,只有这样才能有效解决问题。

1.1 温度对风力发电电气工作性能的影响风力发电设备中零件的设计使用多数情况下是按常规海拔条件设计的,所以对于高海拔地区来说,发电设备在高海拔温度变化下,发电设备的零件和设备表面的材料会因温度变化而发生化学反应或物理反应,这些反应都将会影响发电设备的安全性、工作性能的稳定性,尤其是在高海拔环境中,低温会使发电设备发生断裂、脆化等现象[1],这些变化将严重影响发电设备工作的安全性,而且在低温环境下,发电设备的表面会结冰还有霜层覆盖在设备上,这样寒冷低温的天气会严重影响发电设备上螺丝的紧固效果,长时间下来发电设备很有可能倒塌,造成人员伤亡设备毁坏的事故,所以高海拔温度因素会影响发电设备是否安全运行。

各类要求

各类要求

各类电工产品使用于高原地区的基本技术要求及一些校正温升:1、电机(包括各种电机,主要是旋转电机:依靠电磁感应而运行的电气装置,它具有能够作相对旋转运动的部件,用于转变能量) 电机使用在海拔1000m 以上至4000m 时,温升限值的修正GB755规定。

超过海拔4000m 至5000m 时,每升高100m ,所需环境温度降低的补偿值,仍按温升限值的1%折算。

2、输电设备输电设备:电力变压器,互感器、调压器、电抗器、开关设备、避雷器、电力电容器、绝缘子、绝缘套管等。

2.1使用于海拔1000m 以上的输电设备,其温升的海拔修正按下列标准规定,并外推至海拔5000m :2.1.1开关设备的温升校正当开关设备使用在海拔超过1000m(但不超过4000m)且最高周围空气温度为+40℃时,制造厂应按表1规定的允许温升每超过100m(以海拔1000m 为起点)降低0.3%。

计算公式:⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯--⨯=%3.010010001H W W 实实W:为实际的温升值;W :为标准的温升值; H :为海拔高度。

电器中各零件、材料及介质的最高允许温度及温升不应超过表1中所规定的数值。

注:空气和SF6用作高压电器产品的介质时,其长期工作时的最高允许温度和温升不需限制。

表1序号电器零件、材料及介质的类别1)、2)、3)、4)最高允许温度(℃)周围空气温度为+40℃时的允许温升K空气中SF6中油中空气中SF6中油中1 触头5)、6)裸铜或裸铜合金75 90 80 35 50 40镀锡90 90 90 50 50 50镀银或镀镍(包括镀厚银及镶银片)105 105 90 65 65 502 用螺栓或其他等效方法联结的导体接合部分 7)裸铜、裸铜合金和裸铝或裸铝合金90 105 100 50 65 60镀(搪)锡105 105 100 65 65 60镀银(包括镀厚银)或镀镍115 115 100 75 75 603 用其他裸金属制成或表面镀其他材料的触头或联结8)4 用螺栓或螺钉与外部导体联结的端子9)裸铜、裸铜合金和裸铝、裸铝合金90 50镀(搪)锡或镀银(包括镀厚银)105 65其他镀层8)5 油断路器用油10)、11)90 506 起弹簧作用的金属零件12)7 下列等级的绝缘材料及与其接触的金属零件13)、14)、15)a.需要考虑发热对机械强度影响的:Y(对不浸渍材料) 85 90 - 45 50 -A(对浸在油中或浸渍过的材料)100 100 100 60 60 60E、B、F、H 110 110 100 70 70 60b.不需要考虑发热对机械强度影响的:90 90 - 50 50 -Y(对不浸渍材料)A(对浸渍过的材100 100 100 60 60 60 料)E 120 120 100 80 80 60B 130 130 100 90 90 607 F 155 155 100 115 115 60H 180 180 100 140 140 60c.漆:油基漆100 100 100 60 60 60合成漆120 120 100 80 80 60 8 不与绝缘材料(油除外)接触的金属零件(触头除外)a.需要考虑发热对机械强度影响的:120 120 100 80 80 60 裸铜、裸铜合金或镀银铝、裸铝合金或镀110 110 100 70 70 60 银钢、铸铁及其他110 110 100 70 70 60b.不需要考虑发热对机械强度影响的:裸铜、裸铜合金、145 145 100 105 105 60 镀银135 135 100 95 95 60 裸铝、裸铝合金、镀银注:表1中的裸铜合金和裸铝合金是指铜基和铝基合金,均不包括粉末冶金件。

海拔高度对电器设备的影响

海拔高度对电器设备的影响

海拔高度对电器设备的影响标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]海拔高度对电气设备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~,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5000m范围内,每升高1000m,即平均气压每降低~,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。

高原地区的电气设计

高原地区的电气设计

高原地区的电气设计上海核工程研究设计院肖霞摘要:分析高海拔、空气稀薄、温度变化大等自然条件对电气设备的影响,在高原地区的电气设计有其特殊要求,应对高压开关设备、干式变压器、低压断路器等设备进行校验;在高海拔地区的特殊气候环境下,如何选择电力电缆及导线,如何敷设;高雷暴日的防雷措施,冻土地区的接地方式。

关键词:耐压试验电压;温升限值;额定电流校验;耐寒电线电缆;冻土降阻措施一、引言1.1海拔超过1000m的地区称为高海拔地区。

高海拔地区,因空气稀薄,会使电工产品的散热效率降低,同时因气压降低和大气密度的减少,会使空气的绝缘强度降低。

以往我们所参照的电气参数及设备的数据均是在正常海拔的使用环境之下实验得到的,常规型电气设备的电气参数及设备数据是按正常使用环境制造的,一般均标注海拔不超过2000m,周围空气温度上限为+40ºC,下限为-5ºC。

因此,高原地区的电气设备选择与往常的电气设备选择有很多不同之处。

1.2笔者以夏木拉矿泉水项目为例,对高海拔地区电气设计的设计选型及注意事项简单说明,供电气设计人员高原地区项目时参考。

条件资料如下:本项目位于青藏高原那曲安多县,用户环境条件为海拔高度4900多米,最低环境温度-25ºC;室外消防用水量为45L/s。

受当地地理环境限制,供电部门提供一路10kV高压电源进线,消防电源及部分重要负荷由柴油发电机提供第二路独立电源,以满足消防及重要负荷的二级负荷供电要求。

二、高海拔地区的电气开关设备选择2.1海拔为1000~5000m之间,每增高100m,气压约降低0.8~1kPa;气压降低容易使空气电离而降低介电强度,同时冷却效能下降,导致开关灭弧困难和电气温度升高。

虽然海拔升高,空气温度也会下降,但温度过低,又会使电气设备内某些材料变硬变脆,使有些油类的粘度增大或凝固,影响设备的正常动作。

日夜温差过大,易产生凝露,使零部件变形、开裂、瓷件碎裂等。

高海拔对电气设备的影响

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。

分析海拔差异的高海拔地区电气设备选型

分析海拔差异的高海拔地区电气设备选型

分析海拔差异的高海拔地区电气设备选型摘要:高海拔地区,往往密度相对较低、空气稀薄,极具复杂性,只有充分地考虑到所存在的海拔差异,才能够更好地完成该地区的电气设备各项选型工作。

高原地区的电气设备选择及带电距离校验与常规工程的电气设备选择有很多不同之处,鉴于此,本文主要充分考虑到海拔差异条件之下探讨高海拔地区的电气设备科学选型,旨在为后续项目提供参考。

关键词:光伏项目;高海拔地区;海拔差异;设备选型;电气设备前言随着我院设计的新能源项目分布越来越广,四川、甘肃、内蒙古、新疆等各地新能源项目的推进,其项目与常规省内工程的最大区别在于海拔高度,均在1000米以上,其中甘肃某项目海拔约3200米,甘孜州某光伏项目最高海拔达到了4300米。

高海拔地区,因环境气温及气压均相对较低,空气稀薄,以至于极易会对电气设备产生不良影响。

因而,海拔差异条件之下对高海拔地区的电气设备科学选型开展综合分析,便于更好地实施设备选型工作,现实意义和价值相对突出。

1、关于高海拔地区的基本特征阐述一是,低氧及低气压:海拔每增加100m条件之下,气压降低1000帕,越高海拔条件下,空气更为稀薄,空气当中氧含量下降1.17%;二是,天气寒冷;越高海拔条件之下,气温下降越为明显,海拔每增加100m,周边气温降低0.5℃~0.6℃;三是,干燥及多风。

因高海拔地区的日照时间相对较长,多风、气候比较干燥,降水蒸发比较快且相对集中;四是,较强光度:高海拔地区因海拔往往相对较高,空气稀薄,呈较高的洁净度,雪反射光及太阳光均相对较强。

因太阳实际辐射强度的不断提升,紫外线强度随之增加,海拔每增加100m,该地区紫外线总体强度增加1.4%[1];五是,昼夜温差明显:高海拔地区,因其海拔相对较高,呈较小的空气密度,受大气热力方面因素所影响,白天大气会降低对于太阳辐射产生的削弱作用,而夜晚大气热力对于地面辐射所起到的保温作用会相对较差,以至于白天升温及夜晚降温均相对较快,日夜就会呈现出较大的温差。

高海拔环境中压开关柜设计思路

高海拔环境中压开关柜设计思路随着国家工业的迅猛发展和西部大开发进程的不断加快,越来越多的中压电器设备在西部高海拔地区有了更广泛的应用,海拔高度的增加对中压电器设备在设计、制造、安装和使用上与平原地区有着很大的区别。

如何使中低压开关柜突破上述海拔高度的限制,这是摆在各电气成套厂家及元件制造商家需要解决的问题。

为了保证中压电器设备能在高海拔环境下安全、可靠的运行,我们必须要对高海拔环境对中压电器设备有那些影响规律要有一个全面的了解。

一、高原海拔条件对电工产品的影响一般来说,海拔高度在1000m以上的地区统称为高海拔地区。

据测算,我国1000m以上高海拔地区面积占全国总面积65%,而1000m 以下国土面积仅占35%。

高海拔地区具有较恶劣的自然气候条件,其特征为:a.空气压力及空气密度较低;b. 空气温度较低,温度变化较大;c.空气绝对湿度小;d.太阳辐射照度较高;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%.低气压对输配电设备的影响主要表现在对输配电设备的外绝缘性能下降上:当海拔升高时,空气密度降低,散热条件变差,高压元器件在运行中温升要增加。

其额定电流可以保持不变,但空气绝缘强度在减弱,这就使得元器件外表绝缘强度也随之减弱,极易发生绝缘击穿或闪络等破坏性放电事故。

我们知道输配电首先要考虑的问题之一是绝缘问题,绝缘水平对运行的安全至关重要,也是影响线路和设备造价的一个主要因数。

随着海拔高度的增加,外绝缘放电电压会相应降低,这不仅影响输配电变电设备外绝缘的选择,而且影响线路绝缘子型式和片数的选择,影响线路杆塔塔头和变电构架的尺寸大小。

高原地区的电气设计


减, 超过 1 0 0 M海拔部分以第 50 0 0m为一级 . 按下列数据相应 降低 对 自冷变压器 25 .% 对于风冷变压器 5 % 因此 ,那曲安 多县 地 区干式 变压器 的 .温升限值 校正为 4 0 — 50 1 00 5 0 % = 5 ; 5 0 0 0 5 0 . % =l 5 0 /0 x5 3 % 4 0 —1 0 / 0 x 2 5 7 % 由于 F级环树脂 干式变压器允许温升为 10 因此设计值控制在 6 K 0 K. 5 选择气候 等级 为 c 级 的干式变压 器 ( c 变压器适合 于在 低 2 注: 2 至一 5C 2 ̄ 的环境温度下运行、 运输和储存 ) 当变压器被规定在海拔 l 0 3 o 米之 间运行 .而其试验 却 o 米~ 0 0 在正常海拔处进行 时 . 其额定短 时外施耐受 电压值 . 应根据安装 地点 的海拔超过 10 m 的部分 . 00 以每增加 10 0 m增加 1 %的方式来提高 当 海拔超过 3 0 m处运行时 。 00 其绝缘水 平应由供 、 需双方协商确定 1 低压电器 . 3 对 于低压 电气设备 , 情况要稍好一些。 以下是部分厂家给 出的断 路器的降容修 正( 以下产 品工作环境均为温度一 5 7 ℃) 2 ℃~ O :
11 高压 开 关设 备 .
海拔高度
图 1 2 AB - BTma x塑 壳 断 路 器
— —
[】 m
2o O0
— — — —
30 O0 60 0
9 8
4 o o0 50 0
9 3
5 0 0O 40 4
9 0
额定工作电压 U e
额定不 间断 电流 I u
21 0 1年
第2 3期
S IN E&T C N O YIF R TO CE C E H OL G O MA I N N

高海拔地区的中低压开关柜研制细则5_16

表 2:不同海拔高度下,中压柜外绝缘水平(系统中性点不接地)
额 定 电 压 额定短时工频耐压 KV(有效值)
额定雷电冲击耐压 KV(峰值)
KV ( 有 效
海拔高度 m
值)
1000 2000 2500 3000 3500 4000 1000 2000 2500 3000 3500 4000
7.2 23 26
表 5:中压金属成套开关设备爬电距离(mm)
额定电压 (KV)有效值
7.2 12 40.5
1000 100.8
168 567
海拔高度 m
2000 113.9 189.8 640.7
2500 121 201.6 680.4
3000 129 215 725.8
3500 137.1 228.5 771.1
高海拔地区的中低压开关柜研制导则
随着中国经济的快速发展,高海拔地区的中低压开关柜的用量与日俱增。按国家标准,普 通开关柜安装位置的海拔高度,低压不应超过 2000m,而中压不应超过 1000m。如何使中低压 开关柜突破上述海拔高度的限制,这是摆在各电气成套厂家及元件制造商家需要解决的问题。
目前尚无中低压开关柜高海拔板型的“3C”认证,也无高海拔地区开关柜强制要求的有关 规定。目前解决的办法一般有两种:
一、 中压开关柜的电气元件及安装位置: (1) 载流导体
散热有三种方式,即传导对流与辐射。高海拔地区用的开关柜,柜内载流导体的散热,电 厂空气稀薄,对流作用差,散热条件恶化,这样在同样允许温升的条件下,载流量减少,海拔 超过1000m时,导体温升每超过100m增加0.5°C,由此可知,由于环境温度的降低能够足以补 偿因海拔高度的增加,而空气稀薄影响导体散热而造成的温升的增加。上述两种因素的综合考 虑,导体的载流能力不受安装所在地海拔高度的影响。 (2) 电器元件

海拔高度对家用和类似用途电器合格评定的影响

海拔高度对家用和类似用途电器合格评定的影响1. 引言介绍本文的研究目的和背景,提出海拔高度对电器合格评定的问题所在。

2. 海拔高度与电器性能关系的研究说明海拔高度对电器的性能有哪些影响,包括:电气参数的变化,散热能力的减弱等。

3. 家用电器的合格评定标准与测试方法说明国内外对家用电器合格评定的标准和测试方法,包括以欧盟CE标准和美国UL标准为代表的标准化机构标准,以及一些私人机构出具的测试报告等。

4. 海拔高度对家用电器合格评定的影响论述海拔高度对家用电器合格评定的不利影响。

分别针对低、中、高海拔下分别对海拔高度的影响进行分析,对海拔高度变化造成的电气参数、散热能力等方面的变化进行分析。

5. 结论与建议总结海拔高度对家用电器合格评定的影响,提出如何更好地应对在高海拔地区中使用家用电器等类似用途电器的问题,并为未来研究提供方向性建议。

6. 参考文献第1章引言随着科技的不断发展和人们生活质量的不断提高,各种家用电器和类似用途电器得到了广泛的应用。

然而,这些电器在使用中会遇到很多问题,其中之一便是海拔高度对电器的影响。

在高海拔地区使用家电和类似用途电器时,由于气压的变化、空气稀薄等因素,电器的表现会受到影响,甚至会存在安全隐患。

因此,海拔高度对电器合格评定的影响备受关注。

本文将探讨海拔高度对家用和类似用途电器合格评定的影响。

第2章海拔高度与电器性能关系的研究2.1 海拔高度对电器的电气性能的影响海拔高度的变化会使得大气密度减小,导致电子的自由程增加,电器的电气性能大大受到影响。

电器内部产生的电弧可能会形成电迹,从而导致电器损坏或运行不正常。

在高压绝缘测试中,由于低密度的气体更容易击穿,因此需考虑海拔高度的影响。

由此可见,电器的电气性能随着海拔高度的改变而发生变化,而这种变化势必会影响电器的安全性和可靠性,进而影响其合格评定。

2.2 海拔高度对电器的散热性能的影响海拔高度较高的地区气压较低,因此对空气流动的阻力较小,使得电器散热的能力会减弱,这可能导致电器超温而失效或者发生热降解问题。

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试论高海拔对电气设备的特殊要求
随着科技的发展和人们生活水平的提高,越来越多的电气设备被应用于高海拔环境下,如航空电子、卫星通信、高山地铁、高原洞穴等。

但是,高海拔地区的气压、温度、湿度
等环境条件与低海拔地区有很大的不同,从而给电气设备带来了各种特殊的要求和挑战。

第一,高海拔环境下的气压和温度变化较大,会导致电气设备的电路参数发生变化。

气压的下降会降低绝缘性能,从而增加设备的漏电流,甚至可能造成设备损毁;温度的升
高会加剧电子元器件的老化,减弱其性能,甚至导致器件失效。

因此,电气设备在高海拔
环境下需要特殊的气密性设计、散热设计和电路参数修正等。

第二,高海拔环境下的强辐射和静电可能会对电气设备造成损坏。

在高山地带,由于
大气中的氧分子和氮分子受原子核射线的击穿而发生辐射,从而产生强辐射场;在干燥的
高原和沙漠地区,静电场比低海拔地区更强。

这些辐射和静电可能会破坏设备内部的微观
结构,导致设备过早失效。

因此,电气设备在高海拔环境下需要采用防辐射和抗静电设计。

第三,高海拔地区的环境条件对设备的防水性能提出了严格要求。

在高山峰顶和沙漠
地区,由于雨水稀少,大多数电气设备都需要配备防水设计,以避免被风沙和降水侵蚀,
保持设备的长时间运行稳定性。

在高海拔环境下,对电气设备的特殊要求和挑战是不可避免的。

因此,工程设计和技
术研发人员需要采取有效的技术手段和工程设计方法,精益求精地改进电气设备的性能参数,并开展优化研究,提高电气设备在高海拔环境下的稳定性、可靠性和维护性,以满足
高海拔地区的电气设备需求。

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