Přestože dielektrickou pevnost vnější izolace ovlivňuje řada atmosférických parametrů, za nejdůležitější se považují relativní hustota vzduchu (δ) a absolutní vlhkost. Zde je pozornost zaměřena na první z nich, která hraje klíčovou roli při rozvoji přenosových soustav ve vysokých nadmořských výškách, jako například v Číně až do 5 000 m. Studium role hustoty vzduchu začalo před více než sto lety, ale urychlilo se s rozvojem NN a potřebou optimalizovat návrh vedení a rozvoden při spínacích přepětích. Výškové zkoušky na velkých světlostech byly provedeny v Rusku (1967 Bazeylan & 1968 Volkova a kol: zkoušky do 3370 m), v USA (1967 Phillips a kol.: zkoušky do 3500 m), v Japonsku (Harada a kol. 1970: zkoušky do 1850 m) a také v Itálii, Jižní Africe a Mexiku (Pigini a kol. 1989: srovnávací zkoušky do 3000 m). Novější výzkumy vyplynuly z potřeby optimalizovat projektování projektů UHV ve vysokých nadmořských výškách v Číně, a to systematickým testováním ve Wuhanu (35 m), Pekingu (50 m), Chengdu (500 m), Yinchuanu (1000) m, Lanzhongu (1500 m), Kunmingu (2100 m), Xiningu (2260) m, Qinghai (3000) m a Tibetu (4300 m). Pro simulaci nadmořských výšek až do 6000 m byly vybudovány velké klimatické komory, jako například v čínské EPRI.

V normách se objevily různé přístupy k tomu, jak zohlednit změnu hustoty vzduchu s nadmořskou výškou. Například norma IEC 60060-1, koncipovaná pro korekci laboratorních zkoušek, používá: U=Uo*K, kde U a Uo jsou dielektrické pevnosti ve vysoké nadmořské výšce, resp. za standardních atmosférických podmínek, a kde K je korekční činitel hustoty vzduchu daný vztahem K=δm, přičemž δ je relativní hustota vzduchu ve vysoké nadmořské výšce. IEC 60071-2, koncipovaná pro koordinaci izolace, přímo odkazuje na nadmořskou výšku místa (H), přičemž δ je za zjednodušených předpokladů vztaženo k H pomocí δ=e(H/8150). Hlavním problémem je stanovení parametru m, který závisí na typu napěťového napětí, konfiguraci izolace, typu izolantu a podmínkách prostředí (např. suché, vlhké, znečištěné). Na obr. 1 je uveden příklad rozsahu hodnot “m” zjištěných různými výzkumníky pro kladný spínací impulz pro různé konfigurace s izolátory a bez nich. Výsledky jsou vyneseny v závislosti na světlosti mezery. V tomtéž grafu představují spojité křivky korekční přístup přijatý ve staré IEC 60 vztahující m ke světlosti. Novější přístup podle norem IEC 60060 a 60071 se snažil lépe racionalizovat dostupné informace (tehdy omezené na 3500 m) vztahující součinitel m k napěťovým parametrům místo k vůli. Přístupy v těchto dvou normách jsou však někdy protichůdné, i když vycházejí ze stejných základních údajů, a jsou také obtížně aplikovatelné. Navíc neberou v úvahu informace ze zkoušek až do výšky 5000 m. Vznikla proto potřeba aktualizovat a harmonizovat tyto korekční přístupy a zároveň zohlednit nejnovější výsledky, jak doporučuje IEC a podporuje CIGRE, kde se pracovní skupiny zabývaly vlivem nadmořské výšky na čisté izolátory (WG D1.50) a znečištěné izolátory (WG D1.44).

Existuje několik způsobů, jak optimalizovat nový přístup:

1. Korekční přístup v staré verzi IEC 60. Vliv hustoty vzduchu je obecně zanedbatelnou součástí průrazného/přepěťového napětí: reálně malá nepřesnost v měření, v simulaci konfigurace nebo v parametrech napětí může vést ke značným nepřesnostem v parametru m při porovnávání výsledků v různých výškách. Srovnávací zkoušky v různých nadmořských výškách proto musí být navrženy a provedeny přesně.

2. Nejlepší je nepřehlížet existující řadu historických experimentálních dat a využít nově vytvořená data k jejich lepší integraci a implementaci.

3. Mnoho zkoušek bylo provedeno na základních konfiguracích, jako je tyčová rovina za suchých podmínek, kde se vliv hustoty vzduchu může značně lišit od skutečných konfigurací izolátoru. Měly by být poskytnuty pokud možno nové údaje pro skutečné konfigurace.

4. Jednou z nejdůležitějších podmínek prostředí, které je třeba při návrhu zohlednit, je výkonnost za deště, který může dramaticky snížit pevnost izolátoru v závislosti na napětí, konfiguraci a typu izolátoru. Vzhledem k tomu, že relativní vliv hustoty vzduchu na pevnost izolátoru se může pod deštěm měnit, může být zapotřebí více údajů, abychom lépe pochopili, jak (např. výzkumem výkonnosti izolátorů pod stejnosměrným napětím a deštěm).

5. Vzhledem k tomu, že znečištění je rozhodujícím konstrukčním napětím pro systémy stejnosměrného proudu, je zapotřebí dalších údajů o vlivu hustoty vzduchu na vzplanutí znečištění hydrofilních i hydrofobních izolátorů v závislosti na jejich geometrii.

6. Vzhledem ke složitosti jevu a mnoha souvisejícím parametrům může být pochopení vlivu hustoty vzduchu snazší, pokud bude doprovázeno analýzou jeho vlivu na fyzikální procesy vedoucí k vzplanutí, včetně jeho vlivu na proudovou a vůdčí fázi.

7. Vzhledem k této složitosti se nezdá být možné dospět k jedinému přístupu, který by byl přesný a zároveň relativně jednoduchý. Pro technické aplikace by nakonec měla být cílem jednoduchost a požadovaná přesnost by mohla být posouzena na základě typického rozptylu experimentálních zjištění.

8. “Formální” přístup by měl být pokud možno stejný pro všechny různé normy, aby se předešlo zmatkům v současných normách, které často vyjadřují stejný pojem a uvádějí podobné údaje, ale používají odlišný jazyk.

.