淺析高原環境對絕緣子閃絡電壓的影響

段姝綺 劉文娟 白雪 沈宗丞

摘要：本文以絕緣子為研究對象，分別進行高原模擬環境條件下絕緣子閃絡電壓試驗。收集不同模擬環境條件下絕緣子閃絡電壓數據，分析絕緣子閃絡電壓與海拔之間的關系，為高原地區絕緣子的選型使用提供參考依據。

關鍵詞：高原環境、絕緣子、閃絡電壓

引言

我國地勢西高東低，呈階梯狀分布。山地、高原面積廣大。中國有四大高原，其中海拔最高的城市平均海拔在4000米左右。近年來高原地區輸電工程不斷地增加，西電東送工程不斷完善，輸電線路橫跨不同海拔地區。高原地區海拔高、氣壓低、相對空氣密度小，同時環境溫差大，架空輸電線路運行環境惡劣，而絕緣子在架空輸電線路中起到重要作用，它是一種特殊的絕緣控件，安裝在不同電位的導體之間或導體與地電位構件之間，能夠耐受電壓和機械應力作用。若絕緣子因受到外部環境而損壞就會損害整條線路的使用和運行壽命。因此對于不同高原環境條件下電工電子產品的研究分析十分重要，本文僅針對絕緣子不同海拔（不同氣壓）進行試驗分析。

1試驗內容及要求

1.1試驗對象

1.2試驗要求

模擬海拔1500m～2000m自然環境、3000m～3500m的自然環境及4000m的自然環境下，各選一個海拔點，共計三個海拔點進行試驗。依據GB/T 16927.1-2011《高電壓試驗技術 第1部分：一般定義及試驗要求》附錄A.1.3連續放電試驗，試驗次數n≥10的要求，考慮試驗數據的分散性，本次絕緣子的試驗次數為15次。在選定的不同海拔下分別對樣品進行15次試驗，記錄試驗數據，考慮誤差因素取每組數據的平均值作為該海拔下的閃絡電壓值。

樣品為新樣品，試驗前需對樣品進行檢查，樣品外觀應完好，無裂紋等缺陷。同時樣品應保持干燥，表面無污穢等雜質，排除樣品自身缺陷對試驗數據造成的影響，保證后續試驗過程及試驗數據的可靠性。

1.3試驗設備

模擬海拔試驗是在高原模擬實驗室進行，實驗室可以模擬海拔高度：（0～7000）m，溫度：-45℃～+50℃，濕度：30%～99%，且實驗室溫度濕度均可調控。耐壓設備為工頻電壓測試系統，輸出電壓范圍（0～300）kV，試驗設備均運行正常，都經第三方校準機構校準且在有效期范圍內。

2試驗數據

分別在海拔2000m、3500m、4000m模擬環境條件下對針式瓷絕緣子和盤形懸式瓷絕緣子進行試驗，記錄試驗數據，再根據閃絡電壓值計算出海拔升高后閃絡電壓降低百分比。

3結果分析

依據針式絕緣子和盤形懸式絕緣子不同海拔下的試驗數據表2分別繪制曲線，如圖1、圖2所示：

由圖1、圖2可知同一型號絕緣子海拔高度升高閃絡電壓值降低，由表2中閃絡電壓降低百分比試驗數據可知同一型號絕緣子海拔升高500m與海拔升高1500m的閃絡電壓降低百分比呈上升趨勢，說明海拔升高的高度越高，閃絡電壓值降低的越低。同時由表2中閃絡電壓降低百分比試驗數據可知不同型號絕緣子之間的降低百分比也有所差異，且只有兩組試驗數據，每次試驗海拔上升高度無不一致，所以無法確定是否為線性相關。但由整體的試驗數據可知海拔對絕緣子閃絡電壓有一定的影響即為海拔高度升高閃絡電壓值降低。

從不同產品型號的試驗結果來分析，在濕度，溫度、氣壓基本一致的干燥環境中，同時保證試驗用絕緣子是干凈無污穢的，所以不考慮污穢對絕緣子閃絡電壓影響的情況，且試驗在戶內進行排除雷電天氣現象影響。從不同型號來看針式絕緣子和盤形懸式絕緣子的閃絡電壓有一定的差異，但從所得數據整體來看海拔對絕緣子閃絡電壓的影響是可以肯定的。

因此高壓絕緣子在高原地區使用時，應進行相應海拔的高原環境模擬試驗，驗證產品是否滿足安裝海拔環境條件的需求，同時設備投入使用后的安全可靠運行和設備的使用壽命也才能的到保障。

4結束語

由本次的研究試驗可知海拔對絕緣子閃絡電壓有一定的影響，但試驗對象僅是盤形和針式瓷絕緣子，試驗對象不夠全面，試驗手段也不夠完善。同時影響絕緣子在高原環境下的因素僅考慮海拔（氣壓）因素，研究不夠全面。本次的研究試驗數據可以為絕緣子在高原地區的使用提供參考依據。通過本次的試驗數據對比可知在高原產品投入運行前的環境適應性驗證十分有必要，同時高原環境模擬試驗也是為高原地區電器產品的安全可靠運行提供一定的保障。

參考文獻：

[1]GB/T 20626.1-2017《特殊環境條件? 高原電工電子產品? ?第1部分：通用技術要求》

[2]GB/T 16927.1-2011《高電壓試驗技術 第1部分：一般定義及試驗要求》

[3]GB/T 1001.1-2003《標稱電壓高于1000V的架空線路絕緣子 第1部分：交流系統用瓷或玻璃絕緣子元件 定義、試驗方法和判定準則》

[4]GB/T 14597-2010《電工產品不同海拔的氣候環境條件》