浅谈电气控制设备在高寒缺氧地区的应用
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新疆高寒地区SF6断路器的应用摘要:SF6高压断路器具有良好的灭弧性能,可提高供电可靠性及减少检修次数,使电气接线形式简单、运行维护方便;但SF6气体遇超低温易液化,严重制约了SF6断路器在北方的正常使用。
通过对国产几种典型SF6断路器性能的分析和用户使用情况的调研,证明了在灭弧室内按比例充入SF6混合气体后,可解决SF6气体易液化的问题,确保SF6断路器可在北方寒冷气温下稳定运行。
关键词:SF6断路器;高寒地区;混合气体;稳定运行1 SF6断路器在北方高寒地区应用中存在的问题近年来,由于电网容量越来越大,发电厂与变电所母线短路容量也不断增大,对供电可靠性的要求也越来越高。
现运行的少油断路器由于设备检修频繁,在倒闸操作时为保证不停电或少停电,就需要旁路母线配合,使得变电所的接线形式复杂,增加投资,并且多占土地。
SF6断路器的应用可以克服上述弊端,SF6气体具有良好的灭弧性能和电气绝缘性能,提高了断路器的开断容量。
采用SF6气体作为灭弧介质,断路器开断时,气体被压气筒压缩后喷向电弧,将高压电弧熄灭。
这种断路器具有结构简单,开断性能良好及操作平稳等优点,能够顺利地开断各种异常短路,且具有检修间隔时间长(约15年检修1次),综合造价不高的特点。
随着生产厂家的技术进步和产品的大规模生产,SF6断路器的价格也在逐步降低,有取代少油断路器的趋势。
在近期设计工程中,所址涉及新疆维吾尔自治区的几个地区,纬度在北纬40°以上,最低气温达-48℃。
根据SF6断路器的运行导则,在环境气温不低于-30℃时,SF6气体额定压力0.4MPa,SF6断路器可以正常工作;当环境气温低于-30℃,SF6气体将产生液化,无法熄灭高压电弧,低温严重制约SF6断路器的安全运行。
2 对国产SF6断路器性能的分析为解决SF6断路器在北方高寒地区应用中存在的问题,对国产SF6断路器的性能进行了分析,并调研用户使用情况,以便选择出更为合理可靠的设备。
浅谈高低压成套开关设备在高海拔环境的应用我国具有很多海拔超过1000m以上的区域,对这些区域实施电网管理过程中,则必须要运用高低压成套开关设备,由此才能适应当地环境要求。
根据当地气候特点,选取的设备要具有极高的强度,这些区域不仅要考虑环境适应性,而且同时要注重海拔因素。
当前我国针对上述因素出台相关政策标准,对高海拔地区电气设备应用发挥了极为关键的作用,电力系统运行效果极佳。
标签:高低压成套开关设备;高海拔环境;应用效果近些年来,我国电力系统呈现出极快的发展趋势,尤其是在高海拔区域的应用取得了极为显著的成效,这其中高低压成套开关设备作用非常突出,解决该区域对电力需求的特殊性。
文章重点分析了当前高低压成套开关设备在高海拔区域的具体应用,并简要阐述了在应用过程中的功能性,谨以此为之后的研究给予理论支持。
1 高海拔环境高低压成套开关设备应用高海拔环境由于自身因素的特殊性,对电力设备的需求是与众不同的,该区域进行电力设备应用时需要考虑到海拔因素,不同型号设备元件,将会对整套设备性能具有极为重要的影响,所以在设计过程中需要从以下几个层面着手:首先,针对开关与控制器件,在选型则需要依据相应的要求;其次,不同海拔条件下,设备需要选取不同结构。
高压成套开关设备,在筛选开关与控制器件时,则需要遵循相应的要求,也就是高海拔特殊环境,这样可以便于高原变压器,还有真空断路器等。
针对柜内之间的导体,还有导体对地间空气间隙,依据高海拔特点,予以有效处理。
电压及电流互感器,以及绝缘子管套,必须要符合相应修正系数。
针对控制元件,还有控制设备,也需要进行严格的要求,这样才能从根本上提升设备的可靠性。
低压成套开关设备,在选型上通常要求的电压较高,正常电网额定电压,必须要400V,只有满足这一电压需求才能真正应用至高海拔地区。
值得注意的是,低压元件选择,需要筛选经过有效处理之后的产品,这其中主要是加大爬距处理,还有电气间隙处理,由此能保障二次侧工频耐压等指标符合要求,而针对其他二次侧弱电器件,通常情况下需要选取普通器件。
高原环境对电气设备的影响及设计方案罗志辉【摘要】本文通过分析高原气候对电气设备的正常工作的影响的基础上,从多个方面进行阐述,并提出高原电气设计需要注重解决的问题以及解决方式.%In this paper,by analyzing the plateau climate impact on the normal work of the electrical equipment,on the basis of from multiple aspects,and put forward the plateau electrical design needs to pay attention to solve the problems and solutions.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2016(000)017【总页数】2页(P25-26)【关键词】高海拔;电气设备;电气设计【作者】罗志辉【作者单位】长沙有色冶金设计研究院有限公司,410000【正文语种】中文1.1 空气压力和空气密度降低的影响1.1.1 对绝缘介质强度和电气间隙的影响。
空气压力和空气密度降低,会引起固体绝缘材料表面放电能力的降低,其下降程度与电场的均匀程度有关:电场不均匀程度越大,放电能力降低越大(b值越大),而且与固体绝缘材料的介质常数ξ有关系,ξ越大,沿表面的放电电压也显得低一些。
实验证明在海拔5000m以内,每升高1000m,即气压每降低7.7~10.5kPa时,外绝缘强度降低8%~13%,不过海拔高度对固体绝缘材料的瞬时击穿电压没有明显的改变。
随着空气压力和空气密度的降低,电气间隙间的击穿电压也会降低。
其下降程度同样与周围分布的电场的均匀程度有关,电场不均匀程度越大,击穿电压降得越低(b值越大)。
1.1.2 对电晕及放电电压的影响。
高海拔低气压环境使高压电气设备局部放电起始电压降低,即电晕的起始电压降低,从而加重了电晕的腐蚀影响。
第一作者:肖 伦(19802),男,工程师,从事低压电器技术工作。
高原环境下微型断路器的应用肖 伦, 胡宏宇, 刘丽萍(北京ABB 低压电器有限公司,北京 100054)摘 要:从微型断路器受高原环境影响的主要因素,对新修订的《特殊环境高原用低压电器技术要求》的理解以及电气厂商针对高原特殊环境设计研发的微型断路器产品三方面,分析了高原环境下微型断路器的应用。
关键词:高原环境;微型断路器;专用低压电器中图分类号:T M 56418 文献标识码:A 文章编号:100125531(2006)1020054205Appli ca ti on of M i n i a ture C i rcu it Breakerfor Pl a teau Env i ronm en tX I AO L un, HU Hong 2yu, L I U L i 2ping(ABB LV I nstallati on Materials Co .L td .,Beijing 100054,China ) Abstract:According t o the main influential fact ors of the m iniature circuit breakers f or the high altitude envi 2r on ment,the research of the new e mendat ory “Specific envir on mental conditi on —technical require ments of l ow 2voltage apparatuses f or p lateau ”,the analysis of ne w series m iniature circuit breakers which are designed for the high altitude envir on ment,res pective elaborati on of the above t op ics were given out .Key words:h i gh a ltitude env i ronm en t ;m i n i a ture c i rcu it breaker(M CB);spec i a l low volt age electr i 2ca l appara tus0 引 言随着西部大开发的日渐深入,高原环境下低压电器的应用已成为一项必须深入探究的问题。
高原环境下的低压电器如何选择摘要: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。
1.5 电寿命由于受高海拔地区极端最低气温过低及电器产品温升和灭弧时间的综合影响,高原环境会对低压电器产品的电寿命产生一定影响。
特殊环境条件高原用高压电器的技术要求
高原地区是指海拔在3000米以上的地区,这种地区的气压和氧气含量都比平原地区低,因此在这种特殊环境条件下使用高压电器需要特殊的技术要求。
首先,高原地区的气压低,这会导致电器设备内部的气压也降低,从而影响设备的正常运行。
因此,在设计高压电器时需要考虑到高原地区的气压情况,采用合适的材料和结构设计,确保设备在低气压环境下也能正常运行。
其次,高原地区的氧气含量低,这会影响电器设备的绝缘性能。
因为氧气是绝缘材料的氧化剂,如果氧气含量低,绝缘材料容易受到氧化破坏,从而影响设备的绝缘性能。
因此,在设计高压电器时需要选择合适的绝缘材料,并采用特殊的绝缘结构,确保设备在低氧环境下也能正常运行。
此外,高原地区的温度变化大,昼夜温差大,这也会影响电器设备的正常运行。
因为温度变化会导致电器设备内部的材料膨胀和收缩,从而影响设备的性能。
因此,在设计高压电器时需要考虑到高原地区的温度变化情况,采用合适的材料和结构设计,确保设备在温度变化大的环境下也能正常运行。
最后,高原地区的气候干燥,这会导致电器设备内部的静电积聚,从而影响设备的正常运行。
因此,在设计高压电器时需要采用特殊的防静电措施,确保设备在干燥环境下也能正常运行。
综上所述,高原地区的特殊环境条件对高压电器的技术要求很高,需要采用合适的材料和结构设计,选择合适的绝缘材料和绝缘结构,采用特殊的防静电措施,确保设备在低气压、低氧、温度变化大、干燥环境下也能正常运行。
简析高低压成套开关设备在高海拔环境的应用摘要:在我国经济和政治体制下,我国政府部门对高海拔地区用电问题更加重视,每年都投入大量资金用于高原地区的基础建设。
其中,电网建设是非常关键的部分。
基于高海拔区域供电有其特殊性,往往在研究高低压成套开关设备上有更大的开发力度。
从我国地质角度而言,海拔高度在2000m以上区域占据总面积为33%,按照现有国家标准来说,高压成套开关设备只能在海拔高度为1000m 以下区域使用,低压成套开关设备只能在海拔高度为2000m以上的区域应用。
但是,我国高海拔区域面积大,有着非常大的用电需求,这就需要对高低压成套开关设备进行合理设计。
应当将海拔因素作为高低压成套设备的主要衡量因素,对其各个影响因素进行全面剖析,确保高低压开关设备符合该区域的应用要求,有效保障区域供电稳定安全。
关键词:高海拔环境;高低压成套开关设备;绝缘介质引言:在经济发展中,能源经济得到更大发展趋势,为更好解决高海拔地区供电稳定,我国加大力度对高低压设备标准进行严格规定,确保各个区域的供电都能保持稳定[1]。
在高海拔地区中,需要使用高低压成套开关设备解决当地区域的用电问题,但是这种区域各项电气设备在应用中是非常特殊的,与低海拔区域有着明显差异[2]。
在具体选择高海拔区域使用的高低压成套开关设备时,应当从海拔因素进行全面考虑,才能确保设备和产品作用充分发挥[3]。
因此,在高海拔区域应用的各项设备,都要从海拔高度对产品和设备的适用性进行全面分析,确保设备能够安全稳定进行工作,也可以让其使用寿命得到保障,以此保障高海拔地区供电稳定。
一、高低压成套开关设备应用的影响因素分析(一)绝缘介质强度在高海拔环境中,大气压和空气密度都会产生重大变化,基本上都是持续降低的,一旦二者降低后就会造成高低压成套开关设备绝缘强度下滑[4]。
此时,高低压成套开关设备在运行过程中,散热性能也会更差,往往温度不会在设备规定时限内完成散热,导致空气绝缘强度也会继续下降,甚至增大运行中承载压力,直接出现绝缘穿底现象。
浅谈仪表设备在高寒地区的维护摘要:中国北方地区冬季气温寒冷,冬季最低气温可达-30℃左右,甚至气温更低都可以达到-40℃,低温环境严重影响仪表设备的正确测量,因此仪表设备必须采取保温措施,对此作者通过十几年的工作经验进行了详细总结。
关键词:保温伴热中国东北特别是黑龙江部分地区冬季最低地位都可以达到-40℃左右甚至更低,这给仪表设备的正常稳定运行带来非常严峻的考验,必须采取必要的保温伴热措施才能保证仪表的的正常工作。
下面对于如何对仪表设备保温伴热进行总结如下:1 要对现场一次测量仪表、一次阀、现场调节阀阀体进行保温、伴热低温环境对现场测量仪表、伴热管线和一次阀的危害主要有以下几点:(1)介质冻凝后使管线膨胀冻裂。
(2)引压管内介质冻凝后导致仪表测量不准。
(3)介质冻凝后挤压膜盒,使膜盒破裂导致仪表损坏。
(4)介质冻凝后一次阀无法正常开关。
以上几种情况都会使引压管内的介质冻凝致使参数无法检测,影响生产的平稳运行。
解决的办法就是对容易冻凝的仪表设备进行保温和伴热。
如果一次阀和仪表设备直接安装在工艺管线上的可以利用工艺管线内介质的温度进行伴热,方法就是用保温棉和铁皮把仪表设备和工艺管线包裹在一起,这样既可以节省单独安装保温伴热的费用也可以避免资源的浪费,在维护的时候还简单易操作。
2 对现场仪表设备的保温伴热2.1 对安装在现场的差压变送器要加装仪表保温箱,对仪表设备保温箱的要求有以下几点:(1)仪表保温箱的密封要严密,保温箱上的窟窿要堵严。
(2)通过保温现场仪表保温箱内温度应保持在15-20℃之间,这就要求高寒地区的现场仪表保温箱内必须加伴热。
(3)仪表保温箱内的空间要适中,便于仪表一次阀、放空阀、伴热阀的开关,要保证维护时有足够的空间。
(4)通过保温使仪表管线内介质的温度应保持在20-80℃之间。
2.2 仪表取压点、一次阀、引压管要加装保温伴热仪表引压管要有专门的伴热管线,并且伴热管线要和工艺管线的伴热管分开使用,原因是当工艺维修玻璃板或者停用伴热或者工艺伴热检修时,不会导致仪表伴热的停用。
低压电器在高原环境下的应用及建议随着西部地区的经济繁荣,高原地区对低压电器的需求量也在日益增加,对低压电器的性能要求也在日益提高。
但目前低压电器一般按海拔2000米以下设计、生产和使用。
在海拔超过2000米的高原环境下,空气压力和空气密度下降、空气温度降低、日温差大、空气绝对湿度减少等因素,均会对低压电器的正常使用带来不良影响。
本文正是基于此目的,针对高原环境对低压电器影响的几个重要因素进行的摸底试验,试验在模拟高原气候环境的条件下进行。
在试验的基础上,对试验结果进行分析与研究,提出了低压电器产品在高原环境下设计和使用时的一些注意事项及建议。
2 高原环境下使用低压电器产品应注意的问题分析根据高原环境的气候特点以及低压电器的电气性能,高原环境下使用低压电器产品应着重关注以下几个方面:1)温升:由于海拔提高,空气密度渐低,散热的对流作用减弱,温升就会随之升高,而高原地区的气温随海拔高度的增加而降低,递减率为海拔每升高100m,气温降低0.5℃,又可以部分补偿,由海拔升高对电器温升的影响。
因此,低压电器的温升如何补偿需要关注并采取一定措施。
2)绝缘性能:由于海拔升高,空气密度渐低,介质绝缘强度降低,外绝缘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。
因此在进行电器的介电性能试验时,如何选甩试验电压也应予以考虑。
3)接通能力和分断能力:空气压力和空气密度的降低,造成对空气介质灭弧的开关电器灭弧性能的影响。
目前,存在两种说法:普通的一种说法,认为海拔升高,气压降低,空气密度下降,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;而另一种说法恰恰相反,认为海拔升高,气压降低,空气密度下降,反而有利于开关电器灭弧,真空开关的灭弧原理就是基于空气密度极其低,国外也见到类似的报道。
因此对于高原用低压电器产品的接通分断能力影响也应予以考虑。
4)对产品动作性能的影响:随着海拔升高,空气密度渐低,散热的对流作用减弱,而且高原地区最低气温低,日夜温差较大,会给低压电器产品的动作特性带来一定影响。
大雪天气下的电力设备防冻与维护在寒冷的冬季,大雪天气给电力设备的正常运行带来了一系列的挑战。
电力设备的防冻与维护变得尤为重要。
本文将从以下几个方面来讨论大雪天气下电力设备防冻与维护的方法和措施。
一、冬季大雪天气带来的挑战冬季的大雪天气给电力设备带来了许多问题。
首先,大雪覆盖电力设备的表面,容易造成设备的损坏。
其次,大雪天气常伴有低温,电力设备在极寒的环境下容易受到冻结的影响,导致设备无法正常工作。
此外,雪花的积聚还可能造成设备的漏电和短路等安全隐患。
二、电力设备防冻的常见措施为了保证电力设备在大雪天气下的正常运行,我们可以采取以下几个措施来防止冻结:1. 清除积雪:在大雪天气之前,需要及时清理设备周围的积雪。
可以使用专门清雪工具或机械来清除积雪,确保设备的正常运行。
2. 加热设备:对于易受冻结影响的设备,可以采用加热的方法来解决。
例如,在电缆线路上可以使用电加热带或保温罩等设备来保持温度,防止冻结。
3. 使用防冻液:在一些易受冻结影响的设备中,可以添加防冻液来防止冻结。
防冻液具有防腐蚀和保持温度的作用,可以有效地阻止设备的冻结。
三、电力设备维护的重要性除了防冻措施外,电力设备的维护也是至关重要的。
在大雪天气下,设备可能出现故障或损坏的情况,及时的维护可以保证设备的正常运行。
1. 定期检查:定期对电力设备进行检查和维护是必要的。
这包括设备的外部清洁、零部件的检查和更换,以及设备运行状态的监测等。
2. 检修设备:对于存在问题的设备,需要及时进行检修和维修。
例如,如果发现设备存在漏电或短路等问题,需要及时进行处理,修复或更换相关零部件。
3. 设备保养:在大雪天气下,设备需要更加密切的保养。
这包括设备的防锈、润滑和保温等措施,以确保设备在严寒的天气下能够正常运行。
总之,大雪天气下的电力设备防冻与维护是确保电力设备正常运行的重要措施。
通过采取防冻措施和定期的维护工作,可以有效地减少设备的损坏和故障,确保电力供应的稳定性和安全性。
高海拔环境下高低压成套开关设备的设计与应用解析摘要:高低压开关设备在机械工业生产中占有重要地位,也是电力工业中的关键性设备,其生产和设计关乎国民经济和社会的有序运行。
我国高海拔地区对高低压电气设备的要求比较特殊。
从目前来看,虽然高低压电气设备在我国高海拔电力工程中已经得到了较为广泛的应用,但尚未实现安全使用。
因此,对高低压电气设备的设计进行研究,确保其设备使用安全就十分必要。
关键词:高海拔环境;高低压成套开关设备;设计与应用引言:如今,我国正处于由重经济增长向重经济和环境保护协调发展转变的关键时期。
在技术的发展中,高低压成套开关设备已经逐渐应用于电气设备中,但是依然存在较多的不足之处,如参数选择与布置等问题限制着设备的使用效率,需要通过不断的优化设计来提升设备的使用性能。
1.高海拔环境对高低压成套开关设备的特殊要求近年来,随着我国社会经济的快速发展,国家加大了对西部地区的开发力度,并取得了一系列瞩目成绩。
能够适应高海拔环境下的高低压成套开关成为支持西部大开发的重要内容。
众所周知,我国幅员辽阔,气候差异明显。
其中,海拔超过2000m以上的地区占到了我国总领土面积的30%以上,而海拔超过1000m的地区占到了总领土面积的一半以上。
电力作为一项基础的民生工程,无论是对促进我国经济发展,还是提高人民生活水平店都有着十分重要的意义。
在高海拔地区,由于地形相对复杂,气候也较为恶劣。
因此,需要大量高低压成套开关设备配套使用。
同时,恶劣的自然环境也会对成套开关设备产生影响。
导致其自身功能无法得到充分发挥,缩短使用寿命。
根据国家相关标准,高、低压成套开关设备分别适用的正常海拔为的1000m 以下和2000m以下。
一旦超过这一标准,就需要对成套开关设备进行重新设计和试验。
在设计环节就要充分考虑高海拔环境对高低压成套开关设备的影响。
2.高海拔环境下对高低压成套开关设备的影响随着海拔高度不断上升,低气压和缺氧现象越来越严重。
高寒地区断路器伴热带应用研究和措施摘要:在当前新常态和市场经济发展新常态下,电力最重要的资源是作为基础设施的能源,近年来电力需求量也在持续快速增加的与此同时,对于高寒地区而言,如何有效确保高寒地区电力系统的安全稳定性和正常运行,成为了高寒地区电力企业的一项核心任务和发展战略方向。
鉴于此,本文主要基于高寒区域断路器的基本工作原理,对高寒区域电力断路器伴热带技术应用的必要性和具体伴热带应用的手段方法进行了深入而系统化的剖析,以此为高寒地区电力企业的可持续发展战略目标的顺利达成以及实现奠定良好基础。
关键词:高寒地区;断路器;伴热带应用引言:随断路器开关作为一种简单的使用方法是对电流较大的断路器开关进行控制的装置,被广泛应用于各种的电力系统中,但对于高寒的热带地区而言,由于其地理环境的复杂和其特殊性,倘若未对断路器开关安装在高寒地区所伴随的亚热带,不仅难以有效地确保各种电力系统断路器的其原有功能和经济效益的得到充分发挥,甚至还极大地降低和增加了居民和其他电力企业的其基础建设和经营管理的成本,损害了这些地区居民和其他电力企业的原有经济效益。
一、断路器工作原理的基本概述低压空气断路器也可以简称为自动空气分断开关,从某方面而言与其他高压的断路器产品相比,动作值可调、分断负载能力高、操作方便等特点是低压断路器的显著技术应用发展优势,但由于高寒地区恶劣环境的工作复杂度相对较高,当环境温度较低时气体断路器会自动出现快速液化的现象,断路器内的sf气体会因气体的液化而产生的压力迅速下降,从而大大降低了产品的空气绝缘性能和控制空气开断的能力,为从根本上确保断路器设备正常运行的温度稳定性和断路器的可靠性,将先进的伴热带技术实践于高寒地区断路器的设计上是十分必要的。
二、高寒地区断路器伴热带作业原理和应用现状通过上述的统计数据分析和结果可知,断路器自动开关控制装置断路器作为应用于现代异常回路电力系统的重要自动断路控制设备之一,其主要断路控制功能指的是在符合国家电力工程技术标准规定的异常回路的一定时间内自动承载和控制开断异常回路电流和一定条件下的异常开关回路输出电流的一种自动开关断路控制装置,目前随着我国电力工程的主触点规模和其断路器主触点数量的扩大和增加在其应用中持续地扩大和增加,断路器的各个主触点在其使用和可操作的范畴也在其应用中持续地扩展和加大。
组合电器在高寒地区户外应用的探讨李岳孙志堃刘建军李国强陈海伦163458大庆电业局李兴斌姚辉冉1 概述封闭式组合电器是SF6气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称GIS)的简称,是用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的配电装置。
目前,GIS已在国内电网中得到广泛应用,但是,由于温度的限制,在东北由于高寒(最低气温低于-30C),大部分GIS设备安装在室内。
增加了土建工程费用,工程造价大幅提高,影响了GIS更好的推广。
因此,研究GIS设备在高寒地区户外应用的课题显得尤为重要。
本文着力论述GIS 在高寒地区户外运行的理论基础和实际应用的可行性。
2 SF6气体性能分析SF6气体是目前高压电器中使用的最优良的灭弧和绝缘介质,它是无色、无味、无毒不燃的非金属化合物,化学性能稳定,SF6气体热稳定性极好,但在有金属存在的情况下,热稳定则大为降低,SF6气体温度在150℃以上即可缓慢分解。
SF6气体是一种高绝缘强度的气体,温度在20℃、压力为0.3MPa时,其绝缘强度就相当于变压器油的绝缘强度,这个比率随着压力的增大还会增大。
SF6气体受压力、密度和温度的影响会呈现三个状态:气态、液态和固态。
SF6气体在液态、固态时没有灭弧功能。
当高压电气设备的气室充有SF6气体后,常用SF6气体密度这个概念来衡量是否已满足绝缘或灭弧的要求,因为,SF6气室内的绝缘强度取决于SF6气体的密度值,即单位体积内SF6气体的分子数,而与温度无关。
密度值是由在20℃情况下的充气压力来体现的。
为了保证用SF 6气体作为绝缘介质的设备安全可靠运行,必须监测SF 6的气体密度值,而不是SF 6气体的压力。
在SF 6的气体密度值一定的情况下,温度发生变化时压力也随之改变,不同的SF 6气体密度所对应的温度与压力曲线也各不相同,要准确计算SF 6气体状态参数间的关系,可采用比较实用的Beattie-Bridgman 公式p =56.2γT (1+B)-γ²A (1)A=74.9 (1-0.727×10ˉ³γ)B=2.51×10ˉ³γ(1-0.846×10ˉ³γ)式中,p 为压力P a ; T 为温度K ;γ为密度,kg/m3; A 、B 为系数。
适用于高寒高原地区运输车的电气系统随着互联网时代的到来,城市化的快速发展,在交通运输领域里,运输车成为交通运输领域中重要的一种交通工具,不仅有效地解决了物流的问题,也提高了经济的发展。
但是,在高寒高原地区,由于复杂的自然环境和恶劣的气候条件,对运输车的电气系统提出了更高的要求,因此运输车的电气系统则需要具备更加强大、可靠和适应性更强的特点。
本文将会对适用于高寒高原地区运输车的电气系统进行介绍与总结。
一、车辆电气系统架构运输车的电气系统主要由动力电路和控制电路两大部分组成。
动力电路包括:蓄电池组、变频器、主机、电机、传动装置与动力分配装置等。
控制电路则由运输车的各种控制模块所组成,包括:行车、驾驶、座舱、上下装置等。
二、车辆电气系统的设计要求1. 抗干扰性和耐高冲击性能高寒高原地区的环境极为恶劣,气温极低,地质条件异常复杂,强烈的干扰信号常常影响电子设备的工作,因此,车辆电气系统需要具备强大的抗干扰能力,具体表现为抗冲击、耐高温、抗雷电、抗电磁干扰等。
2. 能量转化和传输性能运输车电气系统的能量转化和传输性能是衡量其最主要的一项指标,这是由于在高寒高原地区的环境,电池组的性能会大受影响。
因此,需要更加完善的充电和输出控制机制,以确保高效的能量转化和传输。
3. 安全性和可靠性运输车电气系统需要保证电气安全性和可靠性,因为在高寒环境中,运输车维修非常困难,所以确保运输车电气系统的可靠性,对于保证其正常使用非常关键。
4. 节能性能高寒地区地形复杂,路面坎坷,因此运输车的行驶阻力较大,同时气温低,电池工作阻力也较高。
电气系统的设计需考虑到能量的合理转化,充分利用动力系统的潜力,以确保最小化的能量损失和最高效的能量利用。
三、适用于高寒高原地区运输车的电气系统特点1. 较高的耐高低温特性高寒高原地区因为地域特殊,例如青藏高原、大兴安岭等地,其温差极大,温度变化也很快,这对电气系统的性能提出了极高的要求。
2. 更加强大的数据采集和处理能力由于对于信息化的转型,在电动车的电气系统里,数据采集和处理的能力在高寒地区显得极为关键。
飞机电热装置在高原地区的特殊应用与考虑随着航空业的飞速发展,飞机电热装置的应用越来越广泛。
而在高原地区的特殊环境下,飞机电热装置的使用也面临一些独特的挑战和考虑。
本文将探讨飞机电热装置在高原地区的特殊应用以及相应的考虑因素。
高原地区的气候条件特殊,空气稀薄,氧气含量较低,气压和温度都较低,这给飞机电热装置的工作环境带来了一定的困难。
首先,高原地区的低温环境会增加电热装置的能耗。
在低温下,电热装置需要耗费更多的能量来提供足够的热量,以保证各个系统的正常运行。
其次,高原地区的低氧环境会对电热装置的工作效果产生一定影响。
低氧环境会导致电热装置生成的热量不容易传递到目标物体上,从而降低了电热装置的效率。
为了应对高原地区的特殊环境,飞机电热装置需要在设计和制造过程中考虑以下几个因素。
首先是可靠性。
高原地区的气候条件恶劣,温度低、氧气稀薄等因素都会对电热装置的可靠性造成一定的影响。
因此,在设计和制造过程中,需要选用高品质的材料,采取合适的工艺和技术,以提高电热装置的可靠性和耐用性。
同时,还需要定期进行维护和保养,及时检查和更换老化或故障的部件,确保电热装置的正常运行。
其次是能效性。
考虑到高原地区的低温和低氧环境,飞机电热装置在设计和制造过程中应该追求更高的能效性。
通过提高电热装置的能量利用率和效率,减少能源消耗和热量损失,不仅可以降低运营成本,还可以减少对环境的影响。
再者是适应性。
由于高原地区的气候条件会随着海拔高度的变化而变化,因此飞机电热装置需要具备一定的适应性。
这就需要设计和制造适应不同海拔高度的电热装置,以确保在高原地区的不同气候条件下,能够正常、稳定地提供所需的热量。
此外,飞机电热装置在高原地区的特殊应用还需要考虑系统的安全性和稳定性。
高原地区往往存在较大的气候变化和天气波动,这可能对电热装置的运行产生负面影响。
为了保证飞机电热装置的安全运行,需要对系统进行严格的监控和维护,确保在极端天气条件下,能够及时调整和适应系统的运行状态。
浅谈电气控制设备在高寒缺氧地区的应用
摘要:随着西部能源开发项目的开工建设,煤矿开采电气设备的自动化控制升级为提高安全开采等级奠定了基础,但对在高寒缺氧地区电气设备的正常运行提出了更高的要求。
该文选择设备个例,从技术和管理两方面来阐述如何做好高寒缺氧地区煤矿电气设备的应用和保养。
关键词:高寒缺氧电气设备应用保养
西气东输、西电东送等中国西部大开发标志性工程的实施,不仅改变了中国能源的空间分布格局与利用结构,而且对区域经济发展产生了重要的影响,同时也调动了内地集团化公司进驻西部参与发展的积极性。
集团公司新疆战略能源开发项目昭苏煤矿位于高寒缺氧地区,昼夜温差达到20℃左右,寒冷季节最低温度到-40℃,矿井建设期间大部分电气设备需露天或室外安装。
目前,国内电网中新装备的控制开断均采用气体绝缘金属封闭开关设备,是用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的配电装置,由于温度的限制,在高寒(最低气温低于-30℃)地区大部分安装在室内;电子控制元件的电源模块、蓄电池电源在电气设备控制回路中起一个储备和转换能量的作用,寒冷的环境可致电解液浓度过低,形成蒸馏水过多出现冻裂现象,直接影响电子控制元件的稳定性。
因此,研究电气控制设备在高寒地区户外应用的课题显
得尤为重要,本文依据电气控制设备在高寒地区户外运行的理论基础,结合电气设备现场使用个例,着力论述实际应用的可行性。
1 电气控制设备个例分析
就以当前我们在用的电气控制设备断路器来进行分析研究,确定应对方案,保证电气控制安全可靠。
我们采用的真空断路器内充气体为SF6气体,是目前高低压电器中使用的最优良的灭弧和绝缘介质。
它是一种高绝缘强度的气体,温度在20℃、压力为0.3MPa时,其绝缘强度就相当于变压器油的绝缘强度。
SF6气体受压力、密度和温度的影响会呈现三个状态:气态、液态和固态。
SF6气体在液态、固态时没有灭弧功能,相反可能导致事故的发生。
当电气设备的触头气室充足一定密度的SF6气体后,其状态变化取决于压力或温度的变化。
气体能否液化首先决定于饱和压力,当气体压力高于饱和压力时,气体就会液化。
在我们这个特殊地域,随着环境温度的降低,加高原缺氧、空气稀薄、饱和压力随之下降,当饱和压力降值小于气室内恒压时绝缘气体就会产生液化,导致电气短路或设备故障。
可见,电气设备在高寒地区应用时必须解决SF6气体的液化问题。
2 解决的主要问题
2.1 气体的低温液化
我们在购置电气设备选型时,20℃时SF6气体的绝对压力是一项
关键的技术指标,选择的断路器气室充气压力值必须考虑设备实际运行中可能出现的最低温度,保证在出现最低温度时气体不液化。
通过降低气室充气压力以平衡因低温、缺氧造成的饱和压力值,来实现低温运行是必要的措施之一,但是有一定限度的。
2.2 密封件的耐低温
选型时必须考虑电气设备密封胶圈的耐低温问题。
从我们调研的情况看,目前,国内生产的密封胶圈大多采用了进口的三元乙丙胶材质,应用环境温度范围在-60℃~+200℃之间,通过低温试验验证其低温性能优异,完全可以满足高寒地区设备的气体密封要求。
2.3 绝缘件的耐低温
我们通过借鉴资料重点对电气控制绝缘件的耐低温问题,其是否能满足在低温状态下的机械性能、电气性能均不发生变化进行调研。
调查的结果是:国内生产的控制设备绝缘件(锥形绝缘子)多采用环氧树脂加三氧化二铝浇注而成,这种材料绝缘好、强度大,通过低温试验证明,绝缘件的绝缘性能、机械性能、电气性能及产品的密封性能完全可以满足-40℃的环境要求。
选择设备绝缘件必须索取其性能测试报告。
2.4 设备转动部分在低温状态下的润滑
选择设备时应考虑设备本体与转动部分的轴密封胶圈的耐低温
和润滑问题。
从调研的情况看,我们采用的电气设备转动部分低温润滑采用的航空宽温润滑脂润滑适宜环境温度为-60~130℃,能够保证转动件在低温下可靠动作。
但设备的机械机构箱应有加热保护措施,预防机械部分温度失灵。
2.5 设备在低温环境运行中的冷缩
我们使用的断路器一次连接导体均为合金或铜,-40℃低温环境下其各项机械性能和电气性能没有明显的变化;断路器内部导体均为一端为固定静触头、一端为动触头的连接形式,在导体连接部位的设计行程压缩量,大于由于热胀冷缩引起的变化量,可以保证导体的可靠接触。
由于电气设备的主母线由多节硬金属母线罐组成,相对较长,当安装在高寒地区时,尽管年温差在70℃左右,满足母线的纵向热胀冷缩问题。
3 电气控制设备在高寒地区的应用措施
矿井开工建设以来,由于地理环境的影响,我们一直致力研究解决高寒地区电气设备应用的问题,通过近段时间研究和实践,针对以上个例分析及设备运行过程的维护保养,可采取以下措施来满足设备在高寒地区应用。
(1)选择使用低压充气压力的断路器,防止气体液化。
提前与设备厂家沟通,优化断路器灭弧室结构,控制断路器SF6气体充气压力在0.3MPa,就可以应用开断短路电流为40kA、-40℃的高寒地区。
(2)使用混合气体,防止气体液化。
选择设备时要求厂家提供使用SF6+CF4混合气体,可以应用在开断短路电流为50kA、-55℃高寒地域。
但此种设备灭弧室结构较复杂。
(3)采用加热方法,防止气体液化。
通过采取给设备加热保温的措施,可以实现在-32℃~-45℃高寒地区的设备正常运行,但温度控制程序复杂,易出现温控失效损坏设备故障。
(4)设备的维护保养。
在高原高寒缺氧地区,电气控制设备的选择和选型是第一位的,要选择符合高寒缺氧地区条件的电气设备;其次是在使用过程中的维护和保养。
维护和保养是电气设备选型购买后一直贯穿设备的整个生命周期的一项重要工作。
建立和完善电气设备管理制度,强化树立保养意识。
建立健全电气设备技术档案,尤其是在电气设备刚刚配备时,实行一机一档,建立电气设备运行故障台账和卡片,由专职设备管理人员统一保管,并且应实现电气设备档案管理计算机信息化以提高效率。
制定严格的电气设备管理制度,将技术保养制度化,并建立相应的监督机制。
4 结语
综上所述,我们建议在环境温度不低于-40℃、开断电流要求不大于40kA的高寒地区,配置充气压力为0.4MPa的断路器;在环境温度为-40℃~-55℃的区间内、开断电流50kA的高寒地区,电气设备的防寒采用加热方式。
同时,电气控制设备所使用的材料和制造工
艺在提报购置计划时需附加技术要求,要求必须满足在高寒地区户外应用的环境,配合现场采取的维护保养措施更好地保证设备运行的技术和经济性能,为在高寒缺氧地区的开发建设发挥重要作用。