高原电机设计

高原地区的主要特征为：

1、空气压力或空气密度小。

2、空气温度较低，且温度变化较大。

3、空气绝对湿度较小。

3、太阳辐射照度较高。

5、降水量较少。

6、每年大风日多。

7、土壤温度较低，且冻结期长。

由于上述原因，对电机运行会带来以下不利影响，因面在设计、制造上要采取相应的措施：

1、引起绝缘强度降低：每升高1000米，绝缘强度要降低8~15%。

2、电气间隙的击穿电压下降，因此要按海拔大小相应增大电气间隙。

3、电晕起始电压降低，要加强防晕措施。

4、空气介质冷却效应降低，散热能力下降，温升增加，每升高1000M，温升要增加3-10%，故要修正温升限值。

一般电动机的正常使用环境温度为-5℃至40℃，并且所在地应在海拔1000m以下。而高原电机要求在海拔高、气压低、缺氧、高寒、温差大、风沙大等恶劣条件下运行．所以高原电机需要更高的绝缘水平、良好的通风散热结构以及电机防振、防沙等结构。

海拔对电机的效率影响不大，但海拔对电机的功率有较大影响，由于海拔高，空气稀薄，转子和定子之间的间隙的导磁能力差，直接影响到电机的额定功率输出。相同功率的电机于高原运转时，实际功率会有所降低，同选定电机时需将使用海拔及环境温度告知电机厂，让电机厂计算电机功率降低余量及绝缘温升需求，选用适当的电机。

对于由空气进行冷却的电动机，在高原由于气体密度减小，冷却风量大幅度降低，会引起电机温度升高，所以在高原电机需降负荷使用。如采取其他冷却方式，比如液体冷却，就可避免上述情况。

提高气隙击穿电压的方法

产品工作在高海拔地区的绝缘强度要比在较低海拔地区(1000m以下)低，若单纯地放大产品的间隙，势必增加产品的尺寸。采用以下几种方法，可以提高产品气体间隙的击穿电压，甚至能缩短间隙距离、减小产品的尺寸。

(1)改进电极形状以改善电场分布

间隙电场越均匀，平均击穿场强越高。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，电极表面及边缘处应很好加工，避免毛刺和尖利棱角，以消除局部电场增强的现象。

(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)采用压缩气体

低气压下空气的绝缘强度比较低。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。

(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2.5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。采用这种气体代替空气，可大大提高间隙的击穿电压。空气中混用一部分这种气体，也可提高间隙击穿电压。

(5)利用真空的绝缘强度

根据巴邢曲线，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。 2100433B

黄土高原景观是由厚层黄土堆积而成的高原景观。是一种特殊的地貌单元。中国黄土高原面积44万平方千米。海拔一般为1000〜2000m。其范围在太行山以西，日月山以东，长城以南，秦岭以北的广大地区。包括4个地理区：六盘山以西为陇西高原;六盘山与子午岭之间为陇东高原;子午岭与吕梁山之间为陕北高原；吕梁山与太行山之间为山西高原。

黄土高原是我国重要的农业和能源基地。100多万年前，蓝田猿人就生活繁衍在这片土地上，千百年来孕育了中国农耕文化，成为中华文明的摇篮之一。但因黄土土质疏松，容易引起水土流失，所以黄土高原地区也是我国乃至世界水土流失最严重的地区，致使流经黄土髙原地区的黄河成为世界含沙量最大的河流，并形成“地上河”奇观。2100433B