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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。低气压和低温若同时出现，会增加润滑剂的蒸发效应，从而使运达件的表面摩擦加剧。
2、工作在高海拔的产品外绝缘试验电压的修正方法
气压、温度、湿度等大气状态参量随海拔高度的增加变化很大；就是相同海拔高度，地理位置不同时，大气参量也有较大差异。在解决高海拔地区电子设备的外绝缘时，必须考虑这些特殊的大气条件。
随着海拔高度增加，空气逐渐稀薄，大气压力及密度下降，因此外绝缘放电电压也随之下降，其影响可用经验公式计算。
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安装在海拔高度超过1km（但不超过4km）的电子设备，在非高海拔地区进行试验时，其外绝缘的试验电压应为标准状态下的试验电压再乘以系数ka，该系数为
式中：H—产品工作地点的海拔高度（km）
试验地点的海拔或环境温度与工作地点不同时温升
限值的修正由于低气压下对流传热系数降低，散热样品进行温度低气压综合试验时其表面温度要比常压温度试验下高，同时使产品内外的温度梯度改变。所以工作在高海拔产品也要考虑由于温升过高而引起的绝缘性能变化及产品温度过热可能引起的着火危险。
试验标准中的温升限值由于试验地点与工作地点间的海拔不同，或由于工作地点所指定的或实际的最高冷却温度与试验地点冷却温度不同，应进行修正。
如工作地点的海拔高于试验地点，温升限值应按两者的海拔差进行修正，如无其它规定，每100m减少1%。计算海拔差时，低于1000m的海拔均算作1000m。如试验地点的海拔高于使用地点，温升的限值也应修正，但每100m应增加1%。当然这一温升限值的修正要求还有待进行大量试验后进一步验证及修正。
3、提高气体间隙击穿电压的措施
产品工作在高海拔地区要比在较低海拔地区承受更大的耐压，如果按照单纯地放大产品的间隙势必会增加产品的尺寸。下面介绍几种方法，以提高产品气体间隙的击穿电压，缩短间隙距离、减小产品的尺寸。
3.1改进电极形状以改善电场分布
因为电场越均匀，间隙的平均击穿电场越高。因此可用改变电极形状、增大电极曲率半径的方法使电场分布趋于均匀，从而提高间隙的击穿电压。电极表面及边缘处应很好加工，应避免毛刺和尖利棱角，以消除局部电场增强的现象。
3.2利用屏障提高击穿电压
在电场极不均匀的空气间隙中，在适当的位置放入薄的片状固体绝缘材料（例如纸或纸板），可显著提高间隙的击穿电压，这就是屏障效应。薄屏障本身的绝缘强度没有重要意义，即使它的击穿电压很低，屏障效应依然存在。
3.3采用压缩气体
低气压下空气的耐电强度比较低。如果提高气压，分子密度增大，电子平均自由行程缩短，可使空气间隙的击穿电压大大提高。
采用压缩气体的缺点是对设备容器的机械强度及密封等方面的要求提高了，从而增加了制造成本。
3.4采用高介电强度气体
高介电强度气体是指具有高分子量的含有卤族元素的化合物。在常压下，它们的介电强度约为空气的，+-倍.提高压力可得到相当于一般液体或固体绝缘的介电强度。采用这些气体代替空气可大大提高间隙的击穿电压。空气中混用一部分这种气体也可提高间隙的击穿电压。
3.5利用真空的绝缘强度
根据巴申曲线，当气压很低接近真空时，击穿电压迅速提高。因此，采用高真空可显著提高间隙的击穿电压。
4、设备选型
高海拔地区使用的电子设备选型很重要，对高原用电子设备应尽量选用密封或者真空等不受海拔影响的电子设备，对于无法选用密封或真空电子设备的情况，可以采取如下措施:选择为高海拔地区专门研制专用的电子设备，如高原型变压器;采用绝缘水平高一等级的电子设备;采用复合绝缘的设备等。针对高海拔地区特殊的环境条件，可从以下方面考虑设备选型:
4.1抗温升。在高海拔地区运行的电子设备，应综合考虑环境温度降低、温升高及电子设备的工作温度等因素对电子设备的性能和寿命造成的影响，调节通风系统的散热能力。低压电子设备可参照GB20645进行修正，高压电气可参照GB20635进行修正，发电机和辅助电动机的温升可根据GB755进行修正。
4.2抗寒、抗温差。产品应选用抗寒能力强，结构性能稳定的材料或采取必要防护措施，如用电加热防寒、加强密封、使用耐低温的高分子材料等。
4.3防凝露。在容易产生凝露的地区，可通过如下方法防凝露:提高柜体的密封性能;增加防雨水进入的措施;采用凝露控制器与加热器相结合的办法等。
4.4防潮。云南牟定风场脱网事故发现箱变中加热除湿装置设置不合理，加热器布置在高压侧，温湿度检测装置布置在低压侧，且没有布置风扇，导致箱变高压侧设备绝缘降低发生故障。所以，应合理地利用空气循环和加热系统，建立程序控制立体循环除湿系统;对于重要部件可通过增加加热除湿装置的方式进行除湿。
4.5通断能力。在高海拔地区应尽量选用密封、真空或者惰性气体作为介质的开关设备，对于无法采用密封及真空等措施的设备，应验证其灭弧性能是否符合技术要求。
结束语
综上所述，工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能方面的变化是多方面的，为此，我们要考虑到工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能的变化问题，本文总结了工作在高海拔地区电子产品的绝缘性能的变化问题，对其相关的内容进行了总结，可供今后参考。
参考文献：
[1]余晓光.高海拔地区电气设计探讨[J].现代建筑电气，2017，8(10):33-36.
[2]汪洋，王志明，潘灵敏.影响绝缘子污闪电压的综合因素分析[J].电力与能源，2018，37(01):123-128.
论文作者:王保东,王淑艳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
标签：高海拔论文; 地区论文; 电压论文; 海拔论文; 性能论文; 空气论文; 电子设备论文; 《防护工程》2018年第32期论文;