1. 均压环和屏蔽环。
均压环和屏蔽环虽然因为安装的地方不同造成其作用不同,但是它们的构造和最终目的是相似的。均压环的作用是控制绝缘子上的电晕。屏蔽环的作用则是控制金具上的电晕。
随着电压等级升高,线路绝缘子串越来越长,其电压分布也越不均匀。线路绝缘子串电压分布一般呈“u”形曲线分布,绝缘子两端承受电压较高,中间绝缘子承受电压较低。局部放电往往从局部场强较高处产生并发展,承受电压最高的绝缘子易先发生放电,并逐步发展成闪络,。
一般均压环安装在第二片绝缘子瓷裙的位置上,如果安装位置低了则均压的效果不够,高了则会影响绝缘强度。有测量数据显示:对于500kv线路安装均压环后,第一片绝缘子的电压可降至7.
8% 。
a) 适用于合成绝缘子的均压环。
绝缘子的电压分布与其自身的对地电容有关,对地电容大的绝缘子电压分布均匀,反之则不均匀。合成绝缘子较瓷绝缘子的对地电容小,电压分布不均匀,且随电压等级的升高不均匀性更加明显。因此,在高压输电线路上使用合成绝缘子就适当配置了相应的均压环(图1)。
均压环除具有均压效果外,还可起到引弧作用,使产生的放电闪络发生于两环之间,保护伞裙不被灼伤。
图1适用于合成绝缘子的均压环。
b) 适用于500kv线路的均压环。
500kv线路的绝缘子一般由陶瓷或者玻璃材料构成,电气性能上和合成绝缘子有着一定的差异,因此,在国内还有一类均压环被广泛使用(图2)。
图2适用于500kv线路的均压环。
金具,包括线夹、挂板、螺栓等,都是带有棱角的部件。对于220kv以上线路,在没有装设屏蔽环的情况下,金具尖端的高电位梯度将产生强烈的电晕。屏蔽环的高度和宽度需要保证覆盖被屏蔽物,且有余(图3)。
图3均压环和屏蔽环。
均压环和屏蔽环一般由圆管弯成,圆管可以是钢管,也可以是铝管。钢管须采用无缝钢管,在弯曲加工时不会开缝。对于环的表面处理也很重要,光滑的表面可以有效的控制电晕的产生。
关于环的形状,在国内一般认为形状的差别不大。多采用简单的圆环形(均压环)和两侧轮形(屏蔽环)。具体应该根据被屏蔽物的形状而定。
经过测试,对于管径的大小有一定的要求32mm(330kv),50mm(500kv),80~100mm(750kv),100~120mm(1000kv)。
对于钢管做的环,由于需要热镀锌,我国多采取分成两半体,镀锌后中间再用铝管插接的办法。在强度要求上,国内并无标准规定,一般考虑能够承受一个安装工人的重量为宜。
c) 均压屏蔽环。
有时根据工程的需要,将屏蔽环向上延伸,把绝缘子串的最后一片包容进来,就称该环为均压屏蔽环(图4)。线路上的均压屏蔽环对串上的金具起了屏蔽保护作用,也对串上的绝缘子起了均压作用。在国内工程上,均压屏蔽环较为常见。
在管材的选择上,一般是铝或者镀锌钢。
图4均压屏蔽环。
d) 新型均压环的设想。
国内不少专家对于现有的均压环设计并不满意,正在设想一种新型结构。这种均压环适用于低电压。这种均压环由硅橡胶与金属薄片经热加工压制而成(图5),均压环内径与绝缘子铁帽外径匹配,均压环外径约为绝缘子瓷盘径的2/3,平面设计与绝缘瓷上表面平行,其上覆有憎水性硅橡胶。
图5图6
图6(a)的瓷绝缘子上表面(特别是靠近铁帽部分)与等位线基本垂直,图6(b)的等位线与绝缘子上表面基本平行,因电力线垂直于等位线,故安装均压环后绝缘子表面电力线更垂直于上表面,减弱了平行方向的电场力,利于抑制导电粒子沿面发展,防止闪络。绝缘子增加均压环后,可减小铁帽处最大电场强度,降低电场畸变程度,利于提高绝缘子闪络电压和起晕电压。
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