當(dāng)我們談?wù)摳吆０苇h(huán)境時，通常關(guān)注的是人類活動所受到的影響，如高原反應(yīng)。然而，海拔高度的變化同樣會對電子設(shè)備，包括常見的電能表和電動汽車充電樁，可能產(chǎn)生深遠(yuǎn)而復(fù)雜的影響。

這些影響源于高海拔地區(qū)大氣壓力的降低和空氣密度的減小，進(jìn)而引發(fā)散熱困難、絕緣性能下降等一系列問題。

01 ｜ 電能表的適用海拔與原理

電能表作為電力系統(tǒng)的基本計(jì)量設(shè)備，其正常工作范圍通常受到海拔高度的限制。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 62052-11，電能表適用于海拔高度不超過2000米的地區(qū)；電能表相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如GB/T 17215.211-2021或JJG 596-2012中規(guī)定，電能表的工作環(huán)境通常對海拔有明確限制，一般不超過2000米或2500米。

對于特殊需求，有些電能表可以滿足在海拔4000米到4700米的高度正常工作。由此看出，不同型號和設(shè)計(jì)的電能表對海拔高度的適應(yīng)能力存在差異。

總之，高海拔環(huán)境對電能表的影響主要通過兩個關(guān)鍵因素實(shí)現(xiàn)：散熱效率下降和絕緣性能降低。

02 ｜ 海拔高度影響電子設(shè)備的機(jī)理

●低氣壓對散熱的影響

隨著海拔升高，大氣壓力逐漸降低，空氣變得稀薄。例如，在海拔約5.5公里處，大氣壓力降至海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值的一半左右。

空氣密度降低會直接影響散熱效果。對于依靠對流散熱的設(shè)備（大多數(shù)電子設(shè)備都屬于這一類），散熱效率會明顯下降。

●絕緣性能與電氣安全

海拔升高導(dǎo)致氣壓降低，會顯著影響以空氣作為絕緣介質(zhì)的設(shè)備。在正常大氣條件下，空氣是良好的絕緣介質(zhì)，但在高海拔地區(qū)，由于大氣壓力降低，在電場強(qiáng)度較強(qiáng)的電極附近容易產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生空氣間隙擊穿。

這就是為什么高海拔環(huán)境下需要特別考慮元器件的間隙和爬電距離——為了防止在高海拔低氣壓環(huán)境下發(fā)生不應(yīng)有的放電或擊穿現(xiàn)象。

●材料物理特性的變化

低氣壓環(huán)境還會導(dǎo)致電子元件的物理特性發(fā)生變化。半導(dǎo)體器件的PN結(jié)特性在高壓環(huán)境下可能會有所不同，進(jìn)而影響其開關(guān)特性、導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性。

對于金屬材料制成的組件，如連接器和導(dǎo)線，高空氣壓可能會導(dǎo)致物理形變和材料疲勞。

03 ｜ 電動汽車快充樁的海拔高度要求

簡單來說，多數(shù)電動汽車充電樁的標(biāo)準(zhǔn)適用海拔高度是不超過2000米。這對于在普通平原和丘陵地區(qū)使用基本沒問題，但在一些高原地區(qū)就需要特別注意了。例如某充電樁中基本特性是：海拔高度 2000m~5000m功率降額。

這種限制主要源于充電樁內(nèi)部電力電子元件對散熱和絕緣的高要求。充電樁工作時產(chǎn)生大量熱量，需要有效的散熱系統(tǒng)來維持正常運(yùn)行。在低氣壓環(huán)境下，散熱效率降低，可能導(dǎo)致元件過熱，影響性能和壽命。

同時，充電樁內(nèi)部的高壓電路需要足夠的空氣間隙和爬電距離來防止電弧和擊穿，這在低氣壓環(huán)境下尤其重要。

04 ｜ 實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

在選擇和使用高海拔地區(qū)的電子設(shè)備時，用戶應(yīng)該：

仔細(xì)查看設(shè)備的技術(shù)規(guī)格表，關(guān)注海拔高度參數(shù)；

在超過設(shè)備額定海拔高度的地區(qū)使用可能會使制造商的質(zhì)量保證失效；

考慮設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的溫升會比低海拔地區(qū)更高，需要提供更好的通風(fēng)條件；

定期檢查和維護(hù)設(shè)備，因?yàn)楦吆０苇h(huán)境可能加速材料老化和設(shè)備磨損。

國內(nèi)約50%的國土面積海拔高于1000m，約25%的面積海拔高于2000m。例如手機(jī)在海拔3000米以下區(qū)域可正常使用，超過此高度可能出現(xiàn)高原反應(yīng)影響使用體驗(yàn)。這意味著在高海拔地區(qū)使用的電子設(shè)備需要特殊考慮。

審核編輯 黃宇