3 环境条件
3.0.1 屋外配电装置中的电气设备和绝缘子,应根据当地的污秽分级等级采取相应的外绝缘标准及其他防尘、防腐措施,并应便于清扫。发电厂、变电所污秽分级标准应符合本规范附录B的规定。
原规范第3.0.1条的修改条文。为了防腐,对于架构、金具、导线等也应采取相应措施,如混凝土杆应加厚保护层,钢材、金具等应刷漆或镀锌。对于导线则可采用耐腐型铝绞线。对屋外防污一般采用耐污型电瓷。
3.0.2 配电装置中裸导体和电器的环境温度应符合表3.0.2的规定。
表3.0.2 裸导体和电器的环境温度
注:1 年最高(或最低)温度为一年中所测得的最高(或最低)温度的多年平均值。
2 最热月平均最高温度为最热月每日最高温度的月平均值,取多年平均值。
3 选择屋内裸导体及其他电器的环境温度,若该处无通风设计温度资料时,可取最热月平均最高温度加5℃。
原规范3.0.2条的修改条文。年最高(或最低)温度为一年中所测得的最高(或最低)温度的多年平均值;最热月平均最高温度为最热月每日最高温度的月平均值,取多年平均值。根据调查测算不宜采用少于10年的平均值。
对于屋外裸导体,如钢芯铝绞线允许在+90℃时运行,而据实测新制金具接点温度一般为导线温度的50%~70%,从未超过导线温度,故本规范对屋外裸导体的环境最高温度取最热月平均最高温度。
选择屋内裸导体和电气设备的环境最高温度时,应尽量采用该处的通风设计温度,当无资料时,才可取最热月平均最高温度加5℃。
对于屋外电气设备环境最高温度的选择,广州电器科学研究所认为,极端最高温度是自有气象记录以来的最高温度,在几十年内可能出现一次,持续时间很短,一般电器无需如此严格要求。最热月平均最高温度是每日最高温度的平均值,持续时间最长7~8h,每年累计100h,若用此值选择高压电器,难以保证可靠运行,采用两年一遇的年最高温度则可保证一般电器的安全运行。两年一遇的年最高温度接近于年最高温度的多年平均值。另外,西安高压电器研究所的有关研究报告亦认为,电器产品中的开断电器如断路器、隔离开关等是带有可动接触的电器,一旦触头过热氧化,势必引起严重后果。故应当着眼于短至几个小时的气象参数变动情况。基于上述原因,本规范对屋外电器的环境最高温度采用年最高温度的多年平均值。
3.0.3 导体和电器的环境相对湿度,应采用当地湿度最高月份的平均相对湿度。在湿热带地区应采用湿热带型电器产品。在亚湿热带地区可采用普通电器产品,但应根据当地运行经验采取防护措施。
原规范3.0.3条的修改条文。《电工电子产品自然环境条件 温度和湿度》GB/T 4797.1—2005中采用IEC标准作为新的工业气候分类方法,标准将我国气候按温度和湿度的年极值的平均值分为六种类型,见表1。湿热带仅包括广东省的雷州半岛、云南省的西双版纳地区、台湾南端和海南省等地。
表1 按年极值划分的各种气候类型
据调查,在我国湿热带地区如海南岛,采用普通高压电器产品问题较多(因产品受潮、长霉、虫害、锈蚀严重等引起的故障较多),今后应采用湿热带型高压电器。
亚湿热带地区(包括贵州、湖南、湖北、江西、福建、浙江、广东、广西、安徽和江苏中南部、四川和云南东部以及台湾中北部)建国60年来全都使用普通高压电器产品。经过上述地区的调查,在外绝缘和发热方面未出过重大问题。其中,“湿”与“热”相对较重的雷州半岛和海南省,高压电器运行中主要问题是由于密封不良引起进水和受潮,以及外表锈蚀和虫害等。这些问题可以通过对普通产品加强质量管理及采取相应的措施来解决。因此,应允许亚热带地区采用普通高压电器,但应根据当地运行经验加强防潮、防水、防锈、防霉及防虫害等措施。
3.0.4 周围环境温度低于电器、仪表和继电器的最低允许温度时,应装设有自动温控的加热装置或采取其他保温措施。
在积雪、覆冰严重地区,应采取防止冰雪引起事故的措施。
隔离开关的破冰厚度,不应小于安装场所的最大覆冰厚度。
原规范第3.0.4条的修改条文。根据运行调查,电气设备在低温下运行易发生一些不利于安全运行的问题,例如:变压器油一般采用25#油,当气温在-25℃以下时,一旦变压器停止运行后再恢复供电就有困难;当变压器负载轻、气温低时,由于油的运动黏度增大,导致油循环不畅,潜油泵供油不足,因而会出现轻瓦斯误动现象;各型断路器在冬季运行时,密封件普遍渗油;隔离开关瓷棒断头、触头合不严等。
现在国内制造厂通常采用的气温标准为-30~+40℃。在严寒地区建议制造厂将气温下限值再适当降低。
据调查,东北某变电所220kV破冰式隔离开关因降雪覆冰,使刀闸嘴部和底部转动部分结冰而拉不开,另一变电所一组同类型隔离开关,因刀闸嘴部覆冰而合不上,故本规范要求隔离开关的破冰厚度应大于安装场所实测的最大覆冰厚度。
3.0.5 设计屋外配电装置及导体和电器时的最大风速,可采用离地10m高,30年一遇10min平均最大风速。最大设计风速超过35m/s的地区,在屋外配电装置的布置中,宜采取降低电气设备的安装高度、加强设备与基础的固定等措施。
原规范第3.0.5条的修改条文。风速的重现期一般采用设计建筑物的使用年限。日本、英、美及澳大利亚等国家多采用50年,我国《建筑结构荷载规范》GB 50009—2001(2006年版)从安全可靠性考虑将30年修改为50年,由于导体和电气设备的尺寸和惯性都远较建筑物小,故本规范仍沿用30年一遇。
屋外35~110kV电压的电气设备和导线一般均安装在10m以下(只有110kV高型布置的隔离开关和上层母线安装在10m以上),故一般采用离地10m高的风速是可以满足要求的(校核高层母线时,可将离地10m高的风速,根据母线高度用高度变化系数进行换算)。
现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009—2001(2006年版)规定建筑物采用10min平均最大风速,主要是考虑除建筑物体个别构件外,对于整体建筑物而言,一般质量比较大,因而它的阻尼也较大,故风压对建筑物的作用,从开始到破坏需要一定的时间。我国有许多瞬时风速大于35m/s,而10min平均最大风速较小,对建筑物亦未造成任何破坏实例。证明建筑物采用10min平均最大风速设计是合理的。据调查,由于导体和电器的尺寸和惯性都远较建筑物小,则在阵风作用下,导体和电器可能因过载而损坏,所以对风速特别敏感的110kV支柱绝缘子、隔离开关、普阀避雷器及其他细高电瓷产品,要求制造部门在产品设计中考虑阵风的影响。
3.0.6 配电装置的抗震设计应符合现行国家标准《电力设施抗震设计规范》GB 50260的有关规定。
原规范第3.0.6条的保留条文。
3.0.7 海拔超过1000m的地区,配电装置应选择适用于该海拔高度的电器和电瓷产品。其外部绝缘的冲击和工频试验电压应符合现行国家标准《高压输变电设备的绝缘配合》GB 311.1的有关规定。
原规范第3.0.7条的保留条文。对安装在海拔高度超过1000m地区的电气设备外绝缘一般应予加强,当海拔高度在4000m以下时,其试验电压应乘以系数K。这是因为高海拔地区的低气压条件使外绝缘强度降低。高海拔地区空气间隙的击穿电压、绝缘子的干闪、湿闪和污闪电压都低于平原地区,海拔越高,绝缘强度的降低越严重。高海拔地区输变电设备的电晕起始电压也明显低于平原地区。电晕放电会造成无线电干扰、噪声干扰、烧蚀、腐蚀、电能损耗等一系列问题。因此高海拔地区电气设备外绝缘应予以修正。
依据《高电压输变电设备的绝缘配合》GB 311.1规定:对用于海拔超过1000m,但不超过4000m处的设备的外绝缘及干式变压器的绝缘,海拔每升高100m,绝缘强度约降低1%。在海拔不高于1000m的地点试验时,其试验电压应按设备的额定耐受电压乘以海拔修正系数Ka。海拔修正系数Ka按式(1)计算。
式中 Ka——海拔修正系数;
H——海拔高度。
由于现有110kV及以下大多数电器的外绝缘有一定的裕度,故可使用在海拔2000m以下地区。
3.0.8 配电装置设计应降低有关运行场所的连续噪声级。配电装置紧邻居民区时,居民区围墙外侧的噪声标准应符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》GB 3096和《工业企业厂界噪声标准》GB 12348的有关规定。
原规范第3.0.9条的修改条文。配电装置中的主要噪声源是主变压器、电抗器及电晕放电,其中以前者为最严重,因此,在设计时必须注意主变与控制室、通讯室及办公室等的相对布置位置及距离,使变电所内各建筑物的室内连续噪声水平不超过国家相关标准要求。噪声限制值见表2、表3。
表2 工业企业噪声控制标准
表3 厂界噪声限制值
电器的连续性噪声水平不应大于85dB,断路器的非连续性噪声水平,屋内不应大于90dB,屋外不应大于110dB(测试位置距声源设备外沿垂直面的水平距离为2m,离地高度1~1.5m处)。
3.0.9 110kV的电器及金具,在1.1倍最高相电压下,晴天夜晚不应出现可见电晕。
110kV导体的电晕临界电压应大于导体安装处的最高工作电压。
原规范第3.0.8条的保留条文。