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基于特殊环境因素下高、低压成套开关设备设计和制造的探讨作者：广州白云电器设备股份有限公司电气研究所杨成懋，王义，张宇怀来源：赛尔输配电产品应用开关卷总第82期摘要：本文根据目前市场需求，结合国家对环境技术的研究，提出高原环境和高污秽环境下对高低压成套开关设备的影响。
根据这些影响提出解决相关的技术问题的措施和方案关键点，并具体运用到实际的设计过程中，最终保障使用两类特殊环境下的产品顺利开发起到指导作用，同时保证产品质量，满足了社会的需求。
关键词：市场需求，研发方向，环境技术，设计，工艺前言：迈入二十一世纪以来，我们国家在经济、政治和文化等各个层面都得到快速稳定发展，尤其经济的快速发展，不仅给中国各行各业的发展带来了勃勃生机，同时也深刻的影响着人们的思想观念、行为方式。
行业及其所生产的产品发展方向，必然受到其所在的业务环境、市场需求发展方向、以及国家政策等方面的影响，同时也与使用者思想观念、行为方式有密切的联系。
高、低压成套开关设备，作为对电能的接受、输送、分配、控制及保护作用的电器产品，如何来适应各种各样的需求；如何规划其发展方向，产品的研发方向该如何确定，这些问题摆在行业领导企业管理者面前的重大战略问题。
解决这些问题，应该根据市场的需求和国家政策的引导，来正确决策产品的发展，满足电力行业的不同环境使用场合以及当前和未来的技术、功能的需要；同时还应与基本国情、国家未来经济、社会发展的整体规划的需求相协调。
白云电器作为在华南地区专业于输变配电领域的大型电器制造企业，针对市场环境的发展，以优良的产品服务社会为宗旨，不断提升产品质量；综合市场环境和国家政策的指导，在高、低压成套开关设备领域深耕细作、固本强基，不断地研发和完善满足顾客需求的各种技术方案，其中包括两项专门根据环境技术来确立的研发方向，下面根据研发的情况，跟同行共同分享、探讨。
一、环境因素确定的高低压成套开关设备的两大发展方向针对环境因素而确定产品的发展方向，也是目前高、低压成套开关设备的发展方向之一，目前市场需求提出了两大发展方向。
高海拔地区暖通空调设计中的若干技术问题崔跃提要从高海拔地区空气压力低、密度小和含湿量低等特点出发，讨论了这一地区暖通空调设计中的一些常见的技术问题，认为只有积极稳妥地处理好这些问题的设计才是富于地域特色的合格的设计。
关键词高海拔地区暖通空调设计技术问题地域特色Some issues of HVAC design in high-altitude areasBy Cui YueAbstract Based on the fact that the air in high-altitude areas is of lower pressure, less density and moisture, discusses some commonly encountered technical problems in HVAC design for these areas, considers the designs that solve these problems creatively and properly to be qualified ones with local characteristics.Key words high-altitude area, HVAC design, technical problem, local characteristic高海拔地区，在此泛指海拔高度1 000 m以上的地区。
在我国，它涵盖了包括黄土高原、青藏高原和云贵高原在内的由北方到西北再到西南的广大地域。
如果将这一地域的主要城市略加罗列(见表1)，并且稍微留意一下这些城市20年来的发展历程，我们不难大致地领略到地理环境对于一个地区的经济与社会发展所显现的巨大的制约作用。
那么，对于这些地区过去空白或相对滞后，而今乘改革开放的大潮正在迅速成长中的暖通空调业来说，特殊的地理环境意味什么、又可以造就什么样的地域特色呢?这里，笔者试将自己在设计实践中所注意到的有关问题作一综述，意在引起该地区同仁们对这些问题的关注，共同推动这一地区我们专业的发展与提高。
海拔高度对中压开关设备的影响1．高海拔对电器产品的要求1）高海拔地区的主要特征是大气压力和空气密度的降低。
在此首先对低气压下的一些物理机理进行简单分析。
根据气体状态方式求得空气密度与海拔高度的关系为：ρH=ρ0（1-αΗ/Τ0）4.26式中：ρH为海拔高度为 H 时的空气密度；ρ0 为标准状态下空气密度，海平面在摄氏零度气温条件下的空气密度是 1292g/m3；H为海拔高度（m）；Τ0 为绝对温度，为 273K；α为空气温度梯度，约为0.0065K/m。
通过上述方程式，计算出的结果见表1表 1 海拔高度与大气压力、空气密度、绝对湿度的关系海拔高度（m） 0 1000 2000 2500 3000 4000 5000相对大气压 1 0.881 0.774 0.724 0.677 0.591 0.514相对空气密度 1 0.903 0.813 0.770 0.730 0.653 0.583绝对湿度（g/m3） 11 7.64 5.30 4.42 3.68 2.54 1.77从表 1 中可以看出，海拔高度每升高 1000m，相对大气压大约降低12%，空气密度降低约 10%，绝对湿度随海拔高度的升高而降低。
另外，随着海拔高度的升高，空气温度也在降低，每升高 1000m，温度降低 6.5K。
空气密度降低后对中压电器产品带来的直接影响表现在两个方面；一是空气稀薄后在电场中更容易发生电离，从而导致绝缘性能的下降；二是空气稀薄后对流散热能力下降导致载流体载流能力的下降。
因此就对在高海拔地区使用的中压电器提出了一些特殊要求。
关于空气的电离，电离度和空气密度并不是线性的关系，在空气密度较大和接近真空的空气密度下都不利于气体分子的电离。
在空气密度较大的情况下，电子或自由电子附着在气体分子上形成的离子在电场中加速运动，由于气体分子间的间隙很小，分子间碰撞频繁，离子无法加速到足够的动能去碰撞其它分子使其电离。
而在接近真空的情况下，尽管在电场中荷能电子或离子可以加速到足够的动能，但与气体分子的碰撞概率大大降低，同样不利于气体介质的电离。
高海拔地区特长铁路隧道施工通风技术研究摘要：高海拔地区隧道施工通风和平原地区相比，具有通风难度大、技术要求高、工程案例少的特点。
本文结合川藏铁路拉林线达噶拉隧道，着重从高海拔地区卫生标准、高海拔地区的风量修正及各阶段施工通风设计等方面对高海拔地区隧道施工通风进行介绍，可为今后类似工程提供参考。
关键词：高海拔；长大隧道；施工通风1 工程概况川藏铁路拉林线达噶拉隧道全长17324m，设计为按旅客列车160km/h的客货共线单线隧道，起讫里程DK277+741~DK295+065。
隧道海拔高程在3083m~3210m范围内。
隧道洞身最大埋深为1730m。
达噶拉隧道位于高原温带半干旱季风气候区，具空气稀薄、气压低和氧气少等特点。
年平均气温11℃，极端最高气温31.8℃，极端最低气温-11.5℃。
年平均风速1.5m/s，最大风速20m/s，主导风向为ENE。
隧道采用钻爆法施工，开挖断面积约为62.3m2。
为加快施工进度，满足施工通风要求，共设置了3座辅助坑道，其中2座横洞，1座斜井，均采用无轨运输方式。
正洞与辅助坑道相对位置关系见图1。
图1 达噶拉隧道辅助坑道位置关系示意图2 高海拔地区隧道施工通风的特点高海拔地区隧道施工通风与平原地区相比，具有以下几个方面的特点：2.1 海拔高度增加空气物理性质发生变化随着海拔高度的增加，空气逐渐稀薄，致使气压降低，单位体积中的分子数减少，空气密度也减小。
另一方面，温度除了受纬度的影响外，还随着海拔高度的增加而递减。
2.2 海拔高度增加空气中氧气含量减少自然环境中，大气中氧含量受各种因素的的影响，如温度、风速和海拔等，其中海拔的影响最为明显。
在高海拔地区，氧气在大气中的体积含量并没有变，仍为21%左右，但是质量含量会随着海拔增高而降低。
随着空气中氧含量的降低，人的工作能力随之降低，同时内燃机燃烧会更不充分，产生更多的有害气体，危害洞内人员健康。
2.3 海拔高度增加污染物对人体影响加剧高海拔地区低压、缺氧的工作环境会对人体产生诸多不利影响。
高海拔地区多联机空调产品的应用特性研究摘要：高海拔地区，低气压、高紫外线辐射、气候多变等特殊高原环境条件，给空调产品的研发提出了诸多特殊要求。
对于同一空调产品，在平原地区能力可以达到标称的要求，但在高海拔地区性能却大打折扣，同时还面临电气安全隐患和材料老化等问题。
综观当前空调市场，格力、美的、大金等空调大品牌也未有针对高海拔地区的特定产品推出，因此进行高海拔地区多联机的先行研究就十分具有意义。
本文针对高海拔地区特殊气候条件，以多联机空调产品为例进行仿真应用，分析机组换热能力和风量的衰减情况，同时就高海拔地区特殊气候对机组元器件的影响进行分析，得出高海拔地区多联机开发的参数优化、能力修正方案，以及元器件选型方案。
关键词：高海拔；低气压；电气安全；应用研究引言我国疆域辽阔、海拔跨度较大，海拔超过1000m地区大约占国土总面积的65%，海拔超过2000m地区约占国土总面积35%，多集中分布在我国西部地区。
高海拔地区气候条件较为特殊，其主要特点为气压低、空气稀薄、湿度低、气温低且昼夜温差大，同时太阳辐照强度和紫外线辐射强度较高。
表1为大气压力、温度等气候参数随海拔高度变化情况。
表1高海拔环境参数随海拔变化情况中国地势分布由东到西梯度升高，一些西部重点发展城市如拉萨、昆明等在地理海拔高度上明显高于空调传统销售地区。
受其特殊地理位置和气候条件影响，同一空调机组在接近标准大气压地区空调能力可达到标准要求，但在高海拔地区却大打折扣，同时还面临电气设备的电气安全隐患和材料老化等问题。
因此，对高海拔地区的空调应用展开研究具有十分重要的意义。
本文拟从理论推导入手，利用仿真手段采用某多联机空调产品进行模拟，分析机组制冷、制热能力和风量随海拔高度变化的衰减情况，同时就高海拔地区特殊气候对机组元器件的性能影响进行分析。
1.高海拔环境对空调性能的影响1.1理论推导如果大气压力变化，湿空气比容、焓值和含湿量都会随之变化，空气侧制冷量的计算公式为：Q= V( h2- h1 ) /v( 1+ d)式中，Q—机组有效制冷量，kW；V—体积风量，m3/s；h1、h2—空气的进出口焓值，kJ/kg；v—空气比容，m3/kg；d—空气含湿量，kg/kg干空气。
IP防护等级标准---GB4208-1993IP防护类别是用两个数字标记的：例如一个防护类别IP 4 4标记字母第1个标记数字第2个标记数字接触保护和外来物保护等级第1个标记数字防水保护等级第2个标记数字第1个标记数字防护范围第2个标记数字防护范围名称说明名称说明0无防护--0无防护--1防护50mm直径和更大的外来物体探测器，球体直径为50mm，不应完全进入1防止垂直方向滴水垂直方向滴水应无有害影响。
2防护12.5mm直径和更大的外来物体探测器，球体直径为12.5mm，不应完全进入2箱体倾斜15o时，垂直方向滴水箱体向任何一侧至倾斜15o角时，垂直落下的水滴不应引起损害。
3防护2.5mm直径和更大的外来物体探测器，球体直径为2.5mm，不应完全进入3防淋水各垂直面在60度范围内淋水，无有害影响4防护1.0mm直径和更大的外来物体探测器，球体直径为1.0mm，不应完全进入4防溅水向外壳各方向溅水无有害影响5防护灰尘不可能完全阻止灰尘进入,但是灰尘的进入量不应超过这样的数量,即对装置或安全造成损害5防护喷水向外壳各方向喷水无有害影响6灰尘封闭想体内在20毫巴的低压时不应侵入灰尘6防强烈喷水从每个方向对准箱体的强喷水无有害影响。
7防护短时间浸入水中箱体在标准压力下短时间浸入水中时，不应有能引起有害作用的水量浸入8防护长期浸入水中箱体必须在由制造厂和用户协商定好的条件下长期浸入水中浸入水中，不应有能引起有害作用的水量浸入。
但这些条件必须比标记数字7所规定的复杂。
IP防护等级的意义 - [专业知识]Tag: 相关知识IP防护IP（国际防护标准）是一个由DIN VDE 0470和DIN 40 050定义的术语。
这些标准给出了在额定电压不超过72.5KV时电器设备外壳的防护等级分类。
具体内容如下：1. 人身保护。
2. 电器设备的保护，防止固态物质包括粉尘的进入。
3. 电器设备的保护，防止水对设备造成的损害。
高原高寒长距离隧道通风、增氧及降尘方案1通风1.1施工安排原则（1）施工通风设计的基本方针是“以人为本、环境达标、安全至上”，保障长大隧道的施工环境满足要求。
（2）对于长大隧道通风设计应分阶段进行，节能降耗，动态调整。
（3）采用技术先进、高效实用、配套完善、匹配合理的机械装备，科学组织，充分发挥机械设备性能。
1.2高原高寒长大隧道通风难点（1）隧道单头掘进距离长，洞内属有限空间作业，施工过程中产生扬尘及灰尘大，噪音大，作业环境复杂且恶劣，作业人员身心健康难以保证。
（2）高原氧气含量少，人员与机械作业降效严重。
作业在0～4000米范围内，海拔每升高1000米，大气压降低10％，空气动力设备功效相对于平原指标下降10％～13％。
压力损失造成设备功率损失加大，油耗增加，废气排放污染严重。
（3）长大隧道单洞掘进距离大，洞内含氧量比洞外低，威胁洞内施工人员身心健康，隧道通风需考虑增氧措施。
（4）随着海拔升高，温度下降，为保证洞内作业环境温度满足要求，隧道通风需考虑加热措施。
1.3隧道通风计算根据新建川藏铁路项目特点及隧道施工组织设计，通风设计统计为压入式、风渠式及巷道式通风分别专项计算风量及风压。
（1）通风风量计算供给每人的新鲜空气量按高原地区取值m=4m³/min 计；正洞开挖爆破一次最大用药量A=140×3×0.8=336kg（按全断面循环进尺3m计算）；放炮后通风时间按t=30min计；风管百米漏风率β=1％，风管内摩擦阻力系数为λ，风筒直径D，空气密度ρ=1.2kg/m3。
通风量的计算主要是计算各种情况下所需的通风量，主要有洞内人员呼吸、爆破烟尘排出、稀释内燃机废气、允许最低风速、涌出瓦斯稀释五个方面，分别对五种情况计算，取其中最大者，并根据通风方式和长度考虑漏风增加值，确定风机配置参数。
1）按作业人员所需的通风量计算公式：Q=K·m·q式中：Q—通风量，m³/min；m—同时在洞内工作的最多人数，按60人考虑（考虑管理、检查人员）；q—每人所需的通风量，一般取值3m³/min，考虑高原空气稀薄，计算取值4m³/min；K—风量备用系数，取1.2；2）按允许最低风速计算供风量公式：Q=V·A·60式中：Q—最小风速通风量，m³/min；v—允许最低风速，隧道施工规范规定，风速在全断面开挖时不小于0.15m/s，坑道内不小于0.25m/s，但均不应大于6m/s。
132023.05.DQGY关于高电压试验大气修正因数的研究分析蒙蕊蕊 王 健 苗军 何金同 张 义 李佳宾（甘肃电器科学研究院）摘要：介绍大气条件对高压产品外绝缘试验电压的影响，并对GB/T 16927.1—2011中大气修正因数的计算方法进行分析研究。
该标准提供了标准大气压下空气绝对湿度（相对湿度）与干湿球温度计读数的关系图，通过查此图将相对湿度转化为绝对湿度，从而对大气湿度进行修正计算。
由于目前试验室主要使用数显温湿度计而非干湿球温度计进行环境条件检测，针对在修正过程中查表误差大及该标准提供信息与目前试验室运行实际情况不符的现象，利用Matlab 软件对大气修正因数的计算方法进行改进，通过对计算结果的对比分析，结果表明该新方法满足试验要求，有效简化大气修正因数的计算方法，同时提高了计算精度。
关键词：高电压；大气修正；Matlab0 引言高压电器产品的外绝缘破坏性放电电压与试验时的大气条件有关，大气条件不同，破坏性放电电压也会变化，所以在进行高压电器产品的外绝缘试验时，需要利用大气修正因数对标准绝缘试验电压进行修正。
一般，给定空气放电路径的破坏性放电电压随着空气密度或湿度的增加而升高；但当相对湿度超过80%时，破坏性放电会变得不规则，特别是当破坏性放电发生在绝缘表面时[1，5-6]。
大气条件对破坏性放电产生影响的主要是气压、温度和湿度三个参数。
考虑到相对空气密度随海拔高度升高而减小，常将气压和气温以相对空气密度来表征，而把绝对湿度仍作为一个单独的参数。
同时，大量研究结果表明，虽然气温的下降会使放电电压有所提高，但气压和绝对湿度的下降会使放电电压降低，三个大气参数总的效应是使放电电压随海拔高度增加而下降。
因此，大多数国家和国际电工委员会目前都推荐使用相对空气密度和绝对湿度两个参数来表征大气条件对外绝缘破坏性放电电压的影响[2-4]。
根据GB/T 16927.1—2011，通过大气修正因数将测得的破坏性放电电压值换算到标准参考大气条件下的电压值，反之也可将标准参考大气条件下规定的试验电压值换算到试验条件下的电压值[1]。
