În timp ce o serie de parametri atmosferici afectează rigiditatea dielectrică a izolației exterioare, densitatea relativă a aerului (δ) și umiditatea absolută sunt considerate cele mai importante. Aici, accentul este pus pe prima, care joacă un rol esențial în dezvoltarea sistemelor de transport la altitudine mare, ca de exemplu în China, până la 5 000 m. Studierea rolului densității aerului a început cu peste un secol în urmă, dar s-a accelerat odată cu dezvoltarea EHV și cu necesitatea de a optimiza proiectarea liniilor și a substațiilor în condiții de supratensiuni de comutare. Teste la mare altitudine pe distanțe mari au fost efectuate în Rusia (1967 Bazeylan & 1968 Volkova și colab.: teste până la 3370 m), în SUA (1967 Phillips și colab.: teste până la 3500 m), în Japonia (Harada și colab. 1970: teste până la 1850 m), precum și în Italia, Africa de Sud și Mexic (Pigini și colab. 1989: teste comparative până la 3000 m). Cercetările mai recente au apărut ca urmare a necesității de a optimiza proiectarea proiectelor UHV la altitudini mari în China, cu teste sistematice în Wuhan (35 m), Beijing (50 m), Chengdu (500 m), Yinchuan (1000) m, Lanzhong (1500 m), Kunming (2100 m), Xining (2260) m, Qinghai (3000) m și Tibet (4300 m). Camere climatice de mari dimensiuni, cum ar fi cea de la China EPRI, au fost construite pentru a simula altitudini de până la 6000 m.

Au existat diferite abordări în standarde cu privire la modul de a ține cont de schimbarea densității aerului în funcție de altitudine. IEC 60060-1, de exemplu, concepută pentru corectarea testelor de laborator, utilizează: U=Uo*K, unde U și Uo sunt rigiditățile dielectrice la altitudine mare și, respectiv, în condiții atmosferice standard și unde K este factorul de corecție a densității aerului dat de K=δm, δ fiind densitatea relativă a aerului la altitudine mare. CEI 60071-2, concepută pentru coordonarea izolației, face referire directă la altitudinea amplasamentului (H), fiind δ în ipoteze simplificate legate de H prin δ=e(H/8150). Principala problemă este determinarea parametrului m, care depinde de tipul de solicitare a tensiunii, de configurația izolației, de tipul de izolator și de condițiile de mediu (de exemplu, uscat, umed, contaminat). Fig. 1 prezintă un exemplu al intervalului de valori “m” găsite de diverși cercetători pentru Impulsul de comutație pozitiv pentru diferite configurații cu și fără izolatori. Rezultatele sunt reprezentate grafic în funcție de distanța de separare. În același grafic, curbele continue reprezintă abordarea de corecție adoptată în vechea IEC 60 care face legătura între m și spațiul liber. Cea mai nouă abordare din cadrul standardelor IEC 60060 și 60071, a încercat să raționalizeze mai bine informațiile disponibile (limitate atunci la 3500 m), raportând factorul m la parametrii de tensiune în loc de spațiu liber. Cu toate acestea, abordările din cele două sunt uneori contradictorii, chiar dacă pornesc de la aceleași date de bază, și sunt, de asemenea, dificil de aplicat. În plus, ele nu iau în considerare informațiile din testele efectuate până la 5000 m. Prin urmare, a existat necesitatea de a actualiza și de a armoniza astfel de abordări de corecție, luând în același timp în considerare cele mai recente rezultate, așa cum a recomandat IEC și a fost sprijinit de CIGRE, unde grupurile de lucru au analizat influența altitudinii asupra izolatorilor curați (WG D1.50) și a izolatorilor poluați (WG D1.44).

Există mai multe modalități de optimizare a noii abordări:

1. Influența densității aerului este, în general, o parte minoră a tensiunii de defectare/aprindere în caz de explozie: o inexactitate cu adevărat mică în măsurători, în simularea configurației sau în parametrii de tensiune poate duce la inexactități semnificative ale parametrului m atunci când se compară rezultatele la altitudini diferite. Prin urmare, testele comparative la diferite altitudini trebuie să fie proiectate și efectuate cu precizie.

2. Cel mai bine este să nu se neglijeze gama existentă de date experimentale istorice, folosind datele nou generate pentru a le integra și implementa mai bine.

3. Multe teste au fost efectuate pe configurații de bază, cum ar fi planul tijei, în condiții uscate, unde influența densității aerului poate fi mult diferită de cea a configurațiilor reale ale izolatorului. Ar trebui furnizate, pe cât posibil, date noi pentru configurații reale.

4. Una dintre cele mai importante condiții de mediu care trebuie luată în considerare în proiectare este performanța în condiții de ploaie, care poate reduce drastic rezistența izolatorului în funcție de tensiune, configurație și tipul de izolator. Deoarece influența relativă a densității aerului asupra rezistenței izolatorului se poate schimba sub ploaie, ar putea fi necesare mai multe date pentru a înțelege mai bine cum (de exemplu, prin cercetarea performanțelor izolatorilor sub tensiune continuă și ploaie).

5. Având în vedere că poluarea este stresul de proiectare care guvernează sistemele de curent continuu, sunt necesare date suplimentare privind influența densității aerului asupra flashoverului de poluare a izolatorilor hidrofili, precum și a celor hidrofobi, în funcție de geometria acestora.

6. Din cauza complexității fenomenului și a numeroșilor parametri implicați, înțelegerea influenței densității aerului poate fi facilitată dacă este însoțită de o analiză a impactului acesteia asupra proceselor fizice care conduc la flashover, inclusiv influența sa asupra fazelor streamer și leader.

7. Din cauza acestei complexități, nu pare posibil să se ajungă la o abordare unică care să fie în același timp precisă și relativ simplă. În cele din urmă, simplitatea ar trebui să fie obiectivul pentru aplicațiile inginerești, iar acuratețea necesară ar putea fi evaluată prin examinarea dispersiei tipice a rezultatelor experimentale.

8. Pe cât posibil, abordarea “formală” ar trebui să fie aceeași pentru toate diferitele standarde, pentru a evita confuzia în standardele actuale care exprimă adesea același concept și dau indicații similare, dar folosesc un limbaj diferit.

.