以兰州东一官亭国内第 1 条 750kV 输电线路示范工程设计条件为依据，对用于直线塔的各种悬垂绝缘子串的型式进行了探讨，提出了单串、双串、调平串及 V 型串几种型式。通过试制、组装、机械性能试验和对典型单串、 v 型串电晕、无线电干扰及绝缘子电压分布试验，证明几种串型均能满足工程需要。

    [ 关键词 ]  悬垂绝缘子串   电晕   无线电干扰   绝缘子电压分布

    随着 " 西电东送、南北互供、全国联网 " 战略规划的实施，西北地区 330 kV 输电系统的升级势在必行。经过有关单位的研究论证，国家发改委批准，代表着西北地区未来输电主网络的兰州东一官亭国内第 1 条 750kV 输电线路示范工程，己于 2003 年 9 月开工建设。因此研究探索满足 750 kV 输电线路工程需要的悬垂绝缘子串的合理型式，具有重大的现实意义。

    经过大量的研究论证，兰州东一官亭 750kV 输电线路的设计条件为： (1) 线路最高运行电压 800kV 。 (2) 子导线排列方式为正六边形，分裂间距 400mm 。 (3) 适用导线为 LGJ-400 ／ 50 钢芯铝绞线及 LGJK-300 ／ 50 扩径钢芯铝绞线。 (4) 线路最高海拔 3 000m 。 (5) 悬垂绝缘子串型及强度：单串 1×210 ， 1× 300kN ；双串和 V 型串 2 ×160 ， 2×210 ， 2×300kN 。 (6) 调平串调平范围 10°-40° 。

    对用于直线塔的悬垂绝缘子串除应满足上述要求外，还应满足与铁塔连接安全可靠、活动自如，自身具有防电晕功能，同时还要保证每一片绝缘子所承受的电压不超过规定值，单根子导线允许摆动角度不小于 ±30° 等技术条件。

    综合分析各种悬垂绝缘子串结构，它们基本由三部分组成： (1) 与铁塔相连的挂点部分。 (2) 与导线、绝缘子相连的联板组合部分。 (3) 起电气保护作用的均压屏蔽部分。下面从这三部分人手，对悬垂绝缘子串的型式进行探讨。

l  悬垂绝缘子串的挂点型式

    作为悬垂绝缘子串的首要条件是安全可靠，转动灵活。几年来，科研人员研制了多种型式的挂点金具，其最大承载能力已经达到 588 kV 。工程中常用的型式有： U 型环、耳轴挂板、 GD 型挂点金具。鉴于本次 750kV 输电线路工程悬垂绝缘子串的最大荷重仅为 300kN ，仅推荐采用耳轴挂板和 GD 型挂点金具 2 种结构型式。

    在双串中，可以实现双串双挂点，也可以通过加二联板组合的方式实现双串单挂点，为进一步提高可靠性，推荐采用双串双挂点。   

2  悬垂绝缘子串的联板组合型式

    悬垂串组合联板的设计，首先要确保 6 根子导线分布在边长为 400mnl 的正六边形上，并满足强度匹配、连接安全可靠；转动灵活、单根子导线允许横向摆动不小于 ±30° 等条件。

    对于单串，探讨了整体联板和组合联板 2 种结构型式。如图 1 所示：
 
    在上述 2 种结构型式中，除悬垂线夹采用铝合金制造以满足节能和防电晕要求外，他部件均采用优质碳素结构钢制造。从图 1 可以看出：整体联板型式稳定性好，金具零件少，结构简单，必要时可加挂配重。组合联板型式可使悬垂线夹摆动更为灵活，单件重量轻，便于制造、运输和安装，在国外已被广泛应用。

    对于双串和 V 型串，也可以采用整体联板和组合联板 2 种结构型式，但需要适当改变联板的结构，形成与绝缘子相连的 2 个挂点，并且使 V 形串夹角为 90°(V 形串夹角为 90° 由西北院提出 ) 。

    对于调平联板，当调平范围较小时宜采用整体联板结构。调整范围较大时采用组合联板结构更加合理。与绝缘子相连的挂点应该并列设置多个，以利于安装时进行调整。调平联板见图 6 。

3  悬垂绝缘子串的均压屏蔽型式

    750kV 超高压输电线路，各种型式悬垂串均需满足均压屏蔽的要求，即均压屏蔽环、悬垂线夹、与导线、绝缘子相连的金具都应具有防电晕功能。悬垂绝缘子串产生的噪音、无线电干扰及每片绝缘子承受的电压均不超过规定值。

    均压屏蔽环主体采用铝质管材制造，其防电晕功能主要取决于管材直径和形状尺寸。根据设计条件计算的管材直径为 76mm ，实际选用 80 mm 。其形状尺寸应根据具体串型、具体设计。

    悬垂线夹防电晕功能主要取决于外部结构形状和一些部位圆角的大小。在实际设计时可以通过类比和试验的方式进行解决。

    与导线、绝缘子相连的金具组合的防电晕功能，主要依据具体串型加装均压屏蔽环来实现。下面重点加以阐述：

3 ． 1  单悬垂绝缘子串的均压屏蔽型式

    在单悬垂绝缘子串设计中，原考虑悬垂线夹自身具有防电晕功能， 6 根子导线对联板有一定的屏蔽作用，在绝缘子串中不加屏蔽环，只加均压环。由于该串型在试验中，中间 2 根子导线的悬挂点处产生了电晕。因此需要重新考虑在联板组合上加装屏蔽环，加装后满足了设计要求。如图 1 所示。该种型式起晕电压为 743 kV ，熄晕电压为 734 kV 。无线电干扰电压与施加电压关系见图 2 。绝缘子串电压分布见图 3 。
                
    分析前面 2 种型式，使我们有理由做出这样的假设：改变均压环结构使其两侧略微下垂，对联板组合形成一定的屏蔽作用后，两侧的屏蔽环完全能够取消。基于这种假设提出了一种钟罩式均压环设计方案，取消了常规的屏蔽环，满足了设计要求。见图 4 ，该种型式的起晕电压为 681 kV 。熄晕电压为 658kV 。
 
    综合分析图 1 和图 4 两种结构型式，不难看出 2 种型式均能满足设计要求，但各有优缺点。虽然图 1 结构型式的均压、屏蔽环的数量较多，但每个环的尺寸都比较小，有利于生产、运输和安装。图 4 结构型式虽然环的数量少，但结构尺寸较大，不利于生产、运输和安装，并且起晕和熄晕电压较图 1 结构型式低。因此在实际工程设计时应根据具体情况合理选择。

  3 ． 2  双串和调平悬垂绝缘子串的均压屏蔽型式

    从单串分析可知，仅采用一个均压环时尺寸较大，因此对于双串和调平悬垂绝缘子串在均压屏蔽设计时，只考虑采用一个均压环尺寸会进一步增大，是不合理的。基于这样考虑，在双串设计中同时采用均压环和屏蔽环，见图 5 。调平串见图 6 。               

3 ． 3  V 型悬垂绝缘子串的均压屏蔽型式

    为使 V 型悬垂绝缘子串中的绝缘子上的电压分布更均匀，均压屏蔽环尺寸不至于过大，在每个绝缘子串上安装了 1 个均压环。由于 V 型夹角为 90° ，均压环安装后自然倾斜，已经对联板组合起到了屏蔽作用，因此不需要加装屏蔽环，如图 7 所示。该种型式起晕电压为 679kV ，熄晕电压为 651 kV 。无线电干扰电压与施加电压关系，见图 8
 
 4  结束语
 
    通过对 750 kV 输电线路悬垂绝缘子串型式探讨，提出了适用于单串、双串、 V 型串和调平串等 7 种串型。通过试制、组装、机械性能试验和对单串， V 型串的电晕、无线电干扰及绝缘子电压分布试验，几种串型均能满足工程需要，并且通过专家鉴定，可在工程设计时选用。