悬式绝缘子主要由铁帽、铁脚和瓷件三部分组成。从理论分析,可将这三部分看成一个电容器,其铁帽和铁脚分别为两个极,瓷件可作为介质。假设每个绝缘子的电容为C0,绝缘子串可以看成由几个电容C0串联的等值电路。此外,绝缘子上的金属部分又分别和接地杆塔以及和导线形成电容C1和C2。因此,绝缘子串的电压分布可由电容所组成的等值电路来表示,如图4-2所示。
实际上,每个绝缘子的电容C1和C2互不相等,其大小决定于该绝缘子对杆塔和导线的相对位置。但是,为了分析方便,可以近似地假设对于每个绝缘子都相同。这样,电路在交流电压作用下,每个电容都将流过电容电流,并在电容上产生压降。流过每个串联电容C0的电流,包括三个分量:
(1)贯穿所有串联电容的电流分量I0对每个C0都相同,如图4-2(b)所示。
(2)由对地电容C1引起的电流分量为I1,流过每个C0的I1值都不相等,并随着离横担距离增加而增加,因此靠近导线的绝缘子流过的电流最多,电压降也最大,如图4-2(c)所示。(www.xing528.com)
(3)由对导线电容C2引起的电流分量为I2,流过每个C0的I2值也不相等,并随着离导线的距离增加而增加,同样可知靠近横担的绝缘子流过的电流最多,电压降也最大,如图4-2(d)所示。
由此可见,每个C0上分布的电压是由这三个电流分量的总和在C0上引起的压降。因此,由于C1和C2的影响,沿绝缘子串电压分布是不均匀的。从图4-2(a)中绝缘子上电压和绝缘子序号的关系曲线可以看出,从导线算起的第一个绝缘子承受的电压最大。故该绝缘子上的电场强度较大,会引起电晕甚至闪络放电,从而加速了绝缘子老化。为此,在超高压绝缘子串的上、下端装有均压环,如图4-3所示。这是为了增加绝缘子对导线的电容C2,以改善电压的分布,降低了靠导线第一片绝缘子的电压。
图4-2 绝缘子串的等值电路和绝缘子串上的电压分布
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