摘要：详细介绍复合绝缘子的均压环作用，均压环的分类。并且根据实际工作经验，对现在220kV输电线路现场使用复合绝缘子的均压环，实际的使用效果不是很好，尤其是下均压环的容易脱落的问题，不仅存在导线断线跳闸的隐患，还会加大检修维护的难度，因此，提出了220kV输电架空线路复合绝缘子下均压环新的设计方法。
关键词：下均压环；复合绝缘子；检修维护
1.引言
随着中国高电压等级电网的飞速发展，体积小、弹性好、不易破损、重量轻、机械强度高的复合绝缘子，以其优异的防污闪特性及轻便、安装维护方便已在输电线路中得到广泛应用。复合绝缘子如图1所示，由复合伞裙、钢脚螺栓、引弧球、护罩等部分组成[1]。但是依据线路电压等级的不同、地理环境不同及认识方面的差异，复合绝缘子均压环有着不同的安装方式，相比传统的瓷或者玻璃绝缘子相比，在安装时多配有一个附件—均压环。
图1 复合绝缘子结构示意图
2.复合绝缘子均压环的作用
顾名思义均压环的作用是使电压在整个绝缘子串上均匀分布。通常绝缘子或绝缘子串两端分别为导体电位和大地电位，即承受相电压。由于导线对地耦合电容和导线之间的相间电容的作用，使得相电压在整个绝缘子串上呈现不均匀分布。其分布规律是：靠近导线端的绝缘子电压降最大，离导线端远的绝缘子电压降逐渐减少，当靠近铁塔横担时，电压降又有所上升。因此，可能产生电晕。均压环的原理是，在绝缘子或绝缘子串的导线端安装均压环，相当于加装了并联电容，从而加大绝缘子对导线的电容，使电压分布得到改善。
复合绝缘子的均压环有引弧（线路上产生放电闪络发生两环之间，保护伞裙不被灼伤）、防止金属电晕、改善电压分布、降低芯棒端部场强等作用。复合绝缘子的芯棒为有机材料，均压环可以降低高压侧芯棒的场强和延缓芯棒老化有一定的作用[2，3]。
在实际运行时，如果复合绝缘子不安装均压环，其表面场强电压分布极不均匀已是一个不争的事实[4]，但复合绝缘子均压环的安装位置及均压环的结构对复合绝缘子电压分布改善的影响很大。在不安装均压环的情况下，复合绝缘子靠近带电端的绝缘体与端部金属附件连接处的场强最高，靠近带电端的第一个伞裙上的分布电压也最高。如果均压环环体所在的平面与绝缘体和端部金属附件的连接处在同一高度上，均压环几乎起不到均压作用。
3.均压环的种类
均压环按用处不同，可分为避雷器均压环、防雷均压环、绝缘子均压环、互感器均压环、高压试验设备均压环、输变电线路均压环等。
均压环按材质不同，可分为铝制均压环、不锈钢均压环、铁制均压环等。
与均压环名称相似的有屏蔽环、均压屏蔽环两种。
目前我国高压电器和电力系统（变电站、高压线路等）中用的均压环主要是用铝合金加工而成，一般要求均压环表面进行抛光处理，达到表面光滑无毛刺。
4.复合绝缘子均压环失效
4.1不安装均压环或者均压环失效
复合绝缘子在实际运行时不安装均压环，或者均压环安装错误和均压环变形、移位统称为失效。如果均压环失效，在均压环失效的情况下，复合绝缘子靠近带电端的绝缘子与端部金属附件连接处的场强最高，靠近带电端的第一个伞裙上的分布电压电最高。均压环移位造成环体所在的平面与绝缘体和端部金属附件的连接处在同一高度上，均压环几乎起不到均压作用。如果均压环失效会导致局部场强过高，导致电腐蚀，其复合绝缘子表面电场强电压分布极不均匀，造成复合绝缘子伞裙热膨胀，造成绝缘子表面闪络放电跳闸事故的发生，降低了电网安全稳定运行。
4.2现在的均压环设计
在实际运用中，均压环有上均压环（低压侧）和下均压环（高压侧）。为了更好使相电压和场强在复合绝缘子伞裙分布均匀，现在220kV输电线路的每个复合绝缘子都安装了双均压环。上均压环多采用对半设计，下均压环是圆环设计。如果下均压环安装工艺不合格、均压环结构异常导致均压环失效。下均压环设计和安装方式，会导致220kV复合绝缘子的下均压环不仅会失去它应有的作用。而且还会在下均压环脱落至导线后，由季节风引起的导线振动会使下均压环持续磨损导线，引起局部发热严重，甚至会烧断导线，导致输电线路导线断股，造成严重的断线跳闸事故，所以下均压环的脱落至导线不仅会导致极其严重的后果。
4.3均压环脱落后维护方法
如果均压环脱落至导线后磨损导线后，需要更换新的均压环，对磨损不同导线的采取不同的补强的方法，需要把复合绝缘子脱离导线，换上新的均压环，复位复合绝缘子，不仅提高了作业的困难度、危险度，还会极大的增加了作业人员的体力要求。存在一定的安全隐患。
如何在下均压环脱落的时候不会脱落至导线上，所以本文提出了两种改进方法。
5.改进方法
采取新的均压环设计方法，把下均压环同样设计成对半的设计，在下均压环因为安装工艺不合格或者结构异常时，下均压环紧固螺丝松动导致均压环脱落后，会直接脱落到地面。不会留在导线上，不会引起导线断线故障。并且降低检修作业难度。
复合绝缘子的下均压环可以直接焊接在复合绝缘子的金属安装部位。这样的设计会更好的起到均压环的作用，并且对于维护保养得要求降到最低。但是这种设计会对生产厂家的要求提高，并且对于运输的要求更高，运输时占用的体积会更大。
6.总结
220kV输电线路复合绝缘子下均压环采用对接式结构，安装方便，大大降低人力、物力和时间的耗费。
220 kV复合绝缘子对接式均压环结构简单，均压效果优于封闭式结构均压环[5]。
新的设计和工艺及良好的质量控制能够保证对接式均压环满足220 kV输电线路的使用要求。
参考文献：
[1]吴绍卿．110kV复合绝缘子均压环配置原则分析[J]．天津电力技术，2011（1）.
[2]刘鹏.500 kV线路复合绝缘子的电场计算及均压特性研究[D].西安：西安交通大学，2004.
[3]毛凤麟，王雪松.复合绝缘子均压环对电场分布的影响[J].高电压技术，2000，26（4）：40- 42.
[4]白桢，合成绝缘子均压环安装方式的研究[J].电网与清洁能源，2010，26（11）：47-48
[5]李珍.关于750 kV输电线路复合绝缘子用对接式均压环的研制[J]，工业技术，2012，41（3）：37-39
作者简介：
张雪松（1992），男（汉族），内蒙古赤峰市，国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司输电运检中心，助理工程师，架空输电线路运行与检修工作。
论文作者:张雪松
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
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