DCL执行器可以在高海拔地区使用吗？
高海拔地区环境较为特殊，对DCL电动执行机构的性能有一定的影响。本报告将对DCL电动执行机构在海拔3000米地区使用作出评估。
一、高海拔地区对电工产品的影响机理
随着海拔升高，空气变得稀薄，气温逐渐降低，可导致一系列结果。
1、空气密度降低，气压下降的影响：
- 引起外绝缘强度的降低。据查得经验数据，海拔5000米以下，每升高1000米，平均气压降低7.7～10.5kPa，外绝缘强度降低8%～13%。
- 固定电气间隙的击穿电压下降。要保证海拔3000米电气不被击穿，其电气间隙需加大至零海拔的1.45倍。
- 降低介质冷却效应，提高产品的温升。海拔5000米以下，每升高100米，电机温升增加1%。
- 润滑剂更易蒸发，气体或液体更易从密封容器中泄漏
2、 气温降低，且昼夜温差大。气温降低，可补偿电机温升；温差较大使外壳更容易变形，密封容器更易破裂。
3、降水减少，空气绝对湿度较小。空气绝对湿度降低，使得产品外绝缘降低，电机换向器火花增大，增加碳刷磨损。
4、太阳辐射较高。加速有机材料的老化导致有机绝缘强度降低。
综上所述，高海拔对电气设备的影响主要是绝缘和温升两个方面，对机械结构的影响主要是气压和低温。
二、海拔3000米环境对机械结构的影响
对DCL电动执行机构的机械机构来说，气压方面并无影响。低温的影响主要体现在增加轴承及齿轮润滑脂的粘度，从而影响输出力矩。但只要环境温度不低于零下25℃，执行机构即可达到额定输出力矩。
由于执行机构各零部件均密封于外壳之内，外壳强度较高，且表面喷塑有户外粉，耐候性能优良，因此海拔3000米地区对机械结构的影响可以忽略。
三、海拔3000米环境对电机的影响
1、对电机温升的影响。根据GB755-87旋转电机基本技术要求和GB5171-2002小功率电机通用技术要求，关于温升限值的修正指出：指定最高环境温度在40℃到60℃之间时，温升限值应减去环境温度超过40℃的数值。DCL使用最高环境温度为60℃，而正常情况下，绝缘等级为E级的电机温升限值为75℃，因此，DCL执行机构在海拔3000米的温升只要不大于55℃即可满足上述标准要求。JBT 8219-2016 工业过程控制系统用普通型及智能型电动执行机构要求电动执行机构温升不得大于60℃，但我们DCL系列产品无论是现场使用，还是型式试验中，温升均小于50℃，因此满足GB755-87中对温升的要求。
2、对电机绝缘强度的影响。DCL产品所使用的电机的常态绝缘电阻要求不下于100MΩ，按每升高1000米，外绝缘强度降低10%计算，海拔3000米时，绝缘电阻降至72.9 MΩ，而GB5171-2002小功率电机通用技术要求中规定电动机常态绝缘电阻不低于20 MΩ即可。
3、对电机机械性能的影响。如果环境温度过低，会影响电机转子轴承，从而影响电机的启动性，此时最好可采用低温轴承。另外，会加大对直流有刷电机碳刷的磨损。
四、海拔3000米环境对伺服控制器的影响
由于DCL执行机构所用伺服控制器的电子元件均用环氧胶灌封于外壳之中，且各元件爬电间隙留有足够余量，因此，海拔3000米环境对伺服控制器影响。
五、海拔3000米环境对电容的影响
GBT 3667.2-2016 交流电机电容标准中，对于电容正常使用条件要求海拔不超过2000米。标准要求电容耐压值不小于1.5倍的额定电压，DCL系列产品电容实际耐压值均大于额定电压的2倍。以额定电压220V为例，标准要求海拔2000米以下电容耐压值不小于220*1.5=330V，海拔3000米电气间隙修正值为海拔2000米的1.13倍，即海拔3000米电容耐压值要求不小于330*1.13=372V，而DCL电容耐压值实际为450V。因此，海拔3000米环境也不影响电容的正常使用。
六、海拔3000米环境对电位器、微动开关等其他电气元件的影响
电位器、微动开关等其他电气元件性能参数中均无对海拔高度或气压环境的要求，它们的绝缘电阻均大于100 MΩ，与电机要求相同。微动开关耐压1500V.A.C(1min,10mA)，电位器耐压500V.A.C(1min,10mA)。按海拔5000米以下，每升高1000米，绝缘强度降低10%计算，海拔3000米时，微动开关和电位器耐压分别降至1094V.A.C(1min,10mA)和365V.A.C(1min,10mA)。
七、评估结论
按JBT 8219-2016 工业过程控制系统用普通型及智能型电动执行机构 标准要求，电动执行机构使用环境的大气压应在86KPa～106kPa的范围内，即海拔高度不得高于1300米。因此，海拔3000米的环境对电动执行机构提出了更高要求。
由上文分析可知，DCL系列电动执行机构由于各零部件设计参数具有更高的要求，在电气间隙和温升设计方面留有足够余量，因此在海拔3000米使用时，对其性能无影响。但由于绝缘耐压均有所降低（约为原来的72.9%），因此在此环境使用时必须保证接地牢靠。
目前DCL系列产品已用于青海德令哈地区，该地区平均海拔2980米，目前使用情况一切正常，也佐证了上述评估结论。
鄂公网安备 42018502006527号