电气保护金具

第二节　电气保护金具

用于输电线路电气保护紧金具，主要有均压环、屏蔽环、均压屏蔽环。绝缘子串产生电晕有两个来源：一是绝缘子，二是金具。控制绝缘串的电晕强度，是安装均压环和屏蔽环。

根据有关测试资料表明，在330kV、500kV线路不采取均压屏蔽环措施，绝缘子串每串消耗电能可分别达8W、80W。更为严重的问题是电晕引起无线电干扰或称高频干扰（可用场强仪测得），干扰广播的中波波段收听，尽管这种干扰强度随着离线路的距离而迅速减弱，但接近线路的居民将无法排除这种公害的长期影响。

因此，必须控制电晕，即控制绝缘子和金具两部分电晕。电晕，就是导线和金具上电压很高时，其表面的电位梯度超过临界值，就产生可见电晕。因为其表面的空气在过高的电位梯度下产生电离作用，发出蓝的光辉，同时有吱吱的响声，这就是电晕现象。

电晕的危害性，首先就是消耗能源。也就是说，必须实施控制电晕的措施。而实施控制电晕的有效措施则是安装电气保护金具，如均压环、屏蔽环及均压屏蔽环等。均压环和屏蔽环的安装，均应在架线后附件安装时进行。在施工和检修时均不得脚踏均压环，以避免变形。

均压环、屏蔽和屏蔽环必须执行DL/T760．3—2001《均压环、屏蔽和屏蔽环》的标准规定。

一、均压环

《金具术语》（GB 5075-85）对均压环定义为：改善绝缘子串电压分布的环状金具。均压环选用无缝钢管制成，结构形式有圆形、长椭圆形、倒三角形、轮形等。各种电压的等级下的均压环所采用钢管最小直径与电压等级有关，一般电压等级为110kV、220kV、330kV、500kV时，应分别对应选用其无缝钢管的最小直径分别是φ16～20mm、φ25～30mm、φ32～34mm、φ50～60mm。

在超高压线路中，绝缘子串的绝缘子片数是很多的。例：500kV超高压线路中绝缘子串的数量为23片。而绝缘子串中每片绝缘子上的电压分布并不均，特别靠近导线的第一片绝缘子片承受电压就极高，因此它的劣化率高。为此，将均压环装在与第二片绝缘子瓷裙相平，因为装低了均压的效果不够，再装高则过多的削弱了绝缘强度。对500kV线路安装均压环后第一片绝缘子的电压可降至7．8%，控制了绝缘子的电晕。故在绝缘子串上设计安装均压环，改善绝缘子串中绝缘子的电压分布。

为了保证工艺效果最好，安装均压环时，其钢管边缘应安装在第一片绝缘子瓷裙以上或等高线上，并距第一片绝缘子瓷裙75～l00m处，这样可以避免第一片绝缘子附件早期出现电晕。均压环的边缘至绝缘子裙变距离为150～250mm。工程上实际应用，应通过试验来确定最佳尺寸。绝缘子串安装均压环与不安装均压环的电压分布百分比如图5-24所示。

图5-24　绝缘子串安装均压环与不安装均压环的电压分布百分比

输电线路电压在220kV及以下（除高海拔地区外）时，一般不需安装均压环。

近年来架空避雷线采取对地绝缘，以供通信需要，避雷线用绝缘子本身带有放电间隙，亦勿需另配其他电气防护金具。

二、屏蔽环

屏蔽环的作用是对金具的保护，控制金具上的电晕。

事实上，均压环本身除均压外，还起屏蔽作用。《金具术语》（GB 5075-85）定义为：使被屏蔽范围内不出现电晕现象的环状金具。

对220kV以上线路和变电所，由于电压很高，金具（包括线夹、挂板、螺栓等，都是带棱角的部件）的尖端及导线表面电位梯度大于临界值时，就会产生强烈的电晕，要消除消耗这里电晕，必须加装屏蔽环，使其形成均匀电场避免电晕放电。

三、均压屏蔽环

均压屏蔽环，《金具术语》（GB 5075-85）定义为：兼有均压和屏蔽作用的环状金具。

在330kV及500kV线路上，为简化均压环和屏蔽环的安装条件，大多将这两种环设计成一个整体，称为均压屏蔽环。

一般来说，均压环本身除均压外，还起屏蔽作用。均压环是对绝缘子的保护，屏蔽环是对金具的保护。因此，要求屏蔽环自身应屏蔽，即管的表面应光洁无毛刺，以求达到自身不产生电晕的目的。

（1）用于330kV架空输电线路中的均压屏蔽环

330kV以上电压的输电线路用双联耐张绝缘子串采用的FJP-330NS型长椭圆形均压屏蔽环主要尺寸，如图5-25（a）所示。单联悬垂串用倒三角型、轮型均压环及变电所单联张绝缘子串用倒三角轮型均压环的形状尺寸规范如图5-25（b）及见表5-3所示。

图5-25　330kV以上电压的输电线路所使用的绝缘子串

表5-3　FJP-330CD型、FJP-330NB型均压屏蔽环主要尺寸规范

（2）用于500kV架空输电线路中的电气防护金具

图5-26（a）所示为用于500kV架空输电线路中的单联悬垂均压环。

图5-26（b）所示为用于500kV架空输电线路中的FJ-500CS双联悬垂轮型均压环。

图5-26（c）所示为用于500kV架空输电线路中的FP-500CD型双联耐张椭圆型均压屏蔽环。

图5-26（d）所示为用于500kV架空输电线路中的FP-500NS型单联悬垂轮型屏蔽环。

图5-26　500kV线路用电气防护金具

（a）单联悬垂均压环；（b）FJ-500CS型；（c）FP-500CS型；（d）FP-500CD型

（3）变电用电气防护金具

FJ-××型均压环如图5-27所示，尺寸规范见表5-4所列。

图5-27　FJ型均压屏蔽环（变电用）

表5-4　变电用均压环主要尺寸规范（一）　单位：mm

FP-××型屏蔽环形状及尺寸参数见图5-28及表5-5的要求。

图5-28　均压屏蔽环（变电用）

FJP-500B-7型均压环形状及尺寸参数见图5-29及表5-6的要求。

表5-5　变电用FJP-500B-7型均压环尺寸参数（部分）　单位：mm

FJP-500B-×型均压环形状及尺寸参数，分别见图5-29（b）、（c）、（d）及表5-6的要求。

表5-6　变电用FJP-500B-×型均压环尺寸参数　单位：mm

图5-29　变电用电气防护金具

图5-30所示为均压屏蔽环（变电用）安装图例。

图5-30　均压屏蔽环（变电用）安装实景

在输电线路中，除采用均压环、屏蔽和屏蔽环，还可利用分裂导线自行均压和屏蔽。具体措施是抬高分裂导线的位置，利用两根上导线代替均压环的办法来实现控制电晕现象的产生。其优点是缩短绝缘子串，也即缩小了塔头，降低了塔高，省去了均压屏蔽紧具。我国已在500kV线路工程中，设计应用了上杠下垂式悬垂（悬垂线夹为防电晕型）组合的方式，实现了控制电晕现象的目的。