Embora vários parâmetros atmosféricos afectem a resistência dieléctrica do isolamento externo, a densidade relativa do ar (δ) e a humidade absoluta são considerados os mais significativos. Aqui, o foco é o primeiro, que desempenha um papel fundamental no desenvolvimento de sistemas de transmissão em alta altitude, como por exemplo na China até 5000 m. O estudo do papel da densidade do ar começou há mais de um século, mas acelerou com o desenvolvimento da MAT e a necessidade de otimizar o projeto de linhas e subestações sob sobretensões de comutação. Testes em alta altitude em grandes clareiras foram realizados na Rússia (1967 Bazeylan & 1968 Volkova e al: testes até 3370 m), nos EUA (1967 Phillips e al.: testes até 3500 m), no Japão (Harada e al. 1970: testes até 1850 m), bem como na Itália, África do Sul e México (Pigini e al. 1989: testes comparativos até 3000 m). Pesquisas mais recentes vieram da necessidade de otimizar o desenho de projetos UHV em altas altitudes na China, com testes sistemáticos em Wuhan (35 m), Pequim (50 m), Chengdu (500 m), Yinchuan (1000 m) m, Lanzhong (1500 m), Kunming (2100 m), Xining (2260) m, Qinghai (3000) m e Tibete (4300m). Grandes câmaras climáticas, como a da China EPRI, foram construídas para simular altitudes de até 6000 m.

Existiram diferentes abordagens nos padrões sobre como explicar a variação da densidade do ar com a altitude. O IEC 60060-1, por exemplo, concebido para corrigir testes de laboratório, usos: U=Uo*K, onde U e Uo são as forças dielétricas em alta altitude e em condições atmosféricas padrão respectivamente e onde K é o fator de correção da densidade do ar dado por K=δm, sendo δ a densidade relativa do ar em alta altitude. O IEC 60071-2, concebido para coordenação de isolamento, faz referência direta à altitude do local (H), sendo δ sob hipóteses simplificadas relacionadas a H por δ=e(H/8150). O principal problema é determinar o parâmetro m, que depende do tipo de tensão, da configuração do isolamento, do tipo de isolante e das condições ambientais (por exemplo, seco, úmido, contaminado). A figura 1 mostra um exemplo da faixa em valores ‘m’ encontrados por vários pesquisadores para Impulso de Comutação positivo para diferentes configurações com e sem isoladores. Os resultados são traçados como uma função da folga. Neste mesmo gráfico, as curvas contínuas representam a abordagem de correção adotada na antiga IEC 60 relacionada a m de folga. A nova abordagem sob as normas IEC 60060 e 60071, tentou racionalizar melhor a informação disponível (então limitada a 3500 m) relacionando o fator m aos parâmetros de tensão em vez da folga. Contudo, as abordagens nas duas são por vezes contraditórias, mesmo que partindo dos mesmos dados básicos, e são também difíceis de aplicar. Além disso, eles não levam em conta informações de testes até 5000 m. Portanto, existia a necessidade de atualizar e harmonizar tais abordagens de correção, levando em conta os últimos resultados, como recomendado pelo IEC e suportado pelo CIGRE, onde grupos de trabalho analisaram a influência da altitude em isoladores limpos (WG D1.50) e isoladores poluídos (WG D1.44).

Existem várias formas de otimizar a nova abordagem:

1. A influência da densidade do ar é geralmente uma pequena parte da tensão de ruptura/flashover: uma imprecisão realmente pequena na medição, na simulação de configuração ou nos parâmetros de tensão pode levar a imprecisões signficantes no parâmetro m quando se comparam resultados em diferentes altitudes. Portanto, testes comparativos em várias altitudes devem ser projetados e executados com precisão.

2. É melhor não ignorar a gama existente de dados experimentais históricos, usando dados recém gerados para melhor integrá-los e implementá-los.

3. Muitos testes foram feitos em configurações básicas como o plano da haste em condições secas, onde a influência da densidade do ar pode ser muito diferente da influência das configurações reais do isolador. Novos dados para configurações reais devem ser fornecidos o máximo possível.

4. Uma das condições ambientais mais importantes a ser considerada no projeto é o desempenho sob chuva, que pode reduzir drasticamente a resistência do isolador dependendo da tensão, configuração e tipo de isolante. Como a influência relativa da densidade do ar na resistência do isolador pode mudar sob chuva, mais dados podem ser necessários para entender melhor como (por exemplo, pesquisando o desempenho de isoladores sob tensão DC e chuva).

5. Uma vez que a poluição é a tensão de projecto para sistemas DC, são necessários dados adicionais sobre a influência da densidade do ar na poluição flashover dos isoladores hidrofílicos e hidrofóbicos em função da sua geometria.

6. Devido à complexidade do fenômeno e aos muitos parâmetros envolvidos, a compreensão da influência da densidade do ar pode ser facilitada se acompanhada pela análise do seu impacto nos processos físicos que levam ao flashover, incluindo a sua influência nas fases de streamer e líder.

7. Devido a esta complexidade, não parece possível chegar a uma abordagem única que seja ao mesmo tempo precisa e relativamente simples. No final, a simplicidade deveria ser o objetivo das aplicações de engenharia e a precisão necessária poderia ser avaliada observando a dispersão típica nos resultados experimentais.

8. Tanto quanto possível, a abordagem ‘formal’ deveria ser a mesma para todos os vários padrões para evitar confusão nos padrões atuais que freqüentemente expressam o mesmo conceito e dão indicações semelhantes, mas empregam linguagem diferente.