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我國(guó)在此領(lǐng)域的研究起步較晚，這與硅橡膠復(fù)合外套技術(shù)在避雷器上的應(yīng)用起步較晚分不開。相在系統(tǒng)中運(yùn)行，收到良好的效果。我國(guó)線路避雷器分有串聯(lián)間隙和無(wú)間隙兩大系列。與上的不同之處是目前無(wú)間隙線路避雷器占50％以上。
2 線路避雷器設(shè)計(jì)技術(shù)  無(wú)間隙線路避雷器的成功應(yīng)用得益于硅橡膠復(fù)合材料，它取代了原有瓷外套，使220kV避雷器的質(zhì)量從260kg降至50kg以下，從而實(shí)現(xiàn)在桿塔上懸掛安裝。有串聯(lián)間隙線路避雷器由避雷器本體和外串聯(lián)間隙組成。本體與普通的復(fù)合外套避雷器相當(dāng)，外串聯(lián)間隙（放電間隙）由兩個(gè)環(huán)–環(huán)或棒–棒型放電電極組成，如圖1所示。避雷器本體兩端采用金屬法蘭封口，內(nèi)部裝有非線性ZnO電阻片并
用簧壓緊的環(huán)氧玻璃纖維布筒，其外部采用硅橡膠傘裙包封。這樣，避雷器大大減少了因“漏氣”而帶來(lái)的受潮問題。上、下法蘭設(shè)計(jì)了經(jīng)典的球頭、球窩，分別與高壓端、接地端連接。以2003年我國(guó)天生橋—廣州線投入使用的500kV有間隙線路避雷器設(shè)計(jì)為例，除秉承電站避雷器技術(shù)基礎(chǔ)外，還必須解決如下8點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)問題：  （1）優(yōu)良性能的硅橡膠復(fù)合外套   采用硅橡膠等有機(jī)絕緣材料生產(chǎn)的避雷器復(fù)合外套必須

與瓷套式避雷器不同，它是懸掛在空中的，必須采用三維電場(chǎng)、用有限元法計(jì)算其電位分布[5]。由于在結(jié)構(gòu)上不能采用外并電容的均壓措施。避雷器高度超過(guò)5m時(shí)，如不采取措施，其電位分布不均勻系數(shù)將達(dá)1.2，荷電率達(dá)98％。改善電位分布
的設(shè)計(jì)，并通過(guò)改變均壓環(huán)的數(shù)量、大小、放置位置及深度等措施使500 kV無(wú)間隙線路避雷器（5.4m高）電位分布不均勻系數(shù)限制在10.4 ％以下[5]，詳在避雷器整體模壓注射硅橡膠過(guò)程中，避雷器各部分均處于受熱狀態(tài)（100℃以上）。當(dāng)模壓硫化完成（即避雷器密封完成），冷卻后內(nèi)部將形成低氣壓。由“巴申曲線”可知，此時(shí)電阻片沿面閃絡(luò)電壓大為下降，有可能在較低電壓下?lián)p壞避雷器。這是生產(chǎn)廠家容易忽略的工藝技
術(shù)問題。  （8）影響間隙放電穩(wěn)定性的因素  間隙放電電壓的穩(wěn)定性是避雷器保護(hù)性能的標(biāo)準(zhǔn)，棒－棒純空氣間隙與環(huán)－環(huán)帶絕緣子支撐間隙放電特性本身存在差異。前者是極不均勻電場(chǎng)，后者是稍不均勻電場(chǎng)；前者放電電壓稍低、分散性小，后者不僅分散性大，且受絕緣子污穢性能影響明顯，當(dāng)污穢引起漏電流且達(dá)到一定值時(shí)，它與避雷器本體漏電流形成一個(gè)“分壓器”，明顯地改變了整個(gè)避雷器電位分布，提高了避雷器放電電壓值
，這是設(shè)計(jì)者必須給予充分考慮的。 與瓷外套避雷器不同，復(fù)合外套避雷器的外套采用有機(jī)高分子材料，它必須進(jìn)行許多驗(yàn)證其特性的試驗(yàn)[6]，如耐天侯試驗(yàn)、耐電蝕試驗(yàn)、耐鹽霧試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)的要求及試驗(yàn)方法大部分都已體現(xiàn)在IEC新版本的標(biāo)準(zhǔn)中。  （1）復(fù)合外套起痕和電蝕試驗(yàn)  按比例制作了避雷器比例元件。霧室溫度20~25℃，鹽霧中NaCl含量為9.8kg/m3，以3.9L/ m3·h速度噴
向比例元件。同時(shí)將等比例持續(xù)運(yùn)行電壓Uc施加于比例元件上，持續(xù)時(shí)間1000h。試驗(yàn)期間無(wú)過(guò)流中斷，比例元件復(fù)合外套無(wú)起痕、裂縫和樹枝狀裂紋產(chǎn)生，傘裙未擊穿。  （2）熱機(jī)試驗(yàn)及沸水煮試驗(yàn)  該項(xiàng)試驗(yàn)用于驗(yàn)證避雷器在冷熱、機(jī)械力共同作用下法蘭與環(huán)氧玻璃纖維布筒結(jié)合部分粘合劑的性能，該項(xiàng)試驗(yàn)分兩步進(jìn)行：  1）比例元件在下列條件同時(shí)作用下進(jìn)行試驗(yàn)：①2次（-35±5）℃ ~（50±5）℃冷
熱循環(huán)，高低溫度至少保持8h，每一循環(huán)持續(xù)24h；②給比例元件施加50％額定拉伸負(fù)荷的負(fù)荷力。  2）比例元件在0.1％ NaCl的溶液中沸煮42h后，立即放進(jìn)環(huán)境溫度的水溶液中浸泡24h，取出后在環(huán)境溫度空氣中靜放24h，直到表面干燥。  （3）爬電比距的選擇  硅橡膠的復(fù)合外套的耐污穢性能比瓷套高出66％。這是由硅橡膠的憎水性所決定的，憎水性來(lái)自硅橡膠分子中具有排斥水分子天性的。試
驗(yàn)結(jié)果表明：  1）復(fù)合外套耐污穢性能遠(yuǎn)高于瓷套，但尚未取得定量的結(jié)論。  

具備耐天侯、抗紫外線、耐電蝕損等優(yōu)良性能。與瓷套相比，硅橡膠復(fù)合外套在重量、耐污性能上占有很大優(yōu)勢(shì)，詳見表1。復(fù)合外套可選用的材料、品種很多。我國(guó)主選材料為乙烯基硅橡膠，其分子結(jié)構(gòu)式如圖2 。由圖2可見，硅橡膠主鏈為Si—O鍵，鍵能高達(dá)445kJ/mol，遠(yuǎn)高于太陽(yáng)紫外線能量（398kJ/moI）。因此，避雷器于戶外長(zhǎng)期使用時(shí)紫外線不能斷開Si—O鍵，不發(fā)生硅橡膠開裂、“粉化” 現(xiàn)象。 （2）具
備耐久性粘接技術(shù)    避雷器在多年使用中要經(jīng)受引 線拉力、線震、風(fēng)擺、冰雪等的作用。上、下法蘭與環(huán)氧玻璃纖維布筒的粘接部分是避雷器負(fù)載力傳遞區(qū)域，也是密封技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)。筆者認(rèn)為，采用高溫、度環(huán)氧澆合劑和倒錐形結(jié)構(gòu)是目前成功的設(shè)計(jì)之一，實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。   （3）對(duì)接口的包封技術(shù)   包封硅橡膠復(fù)合外套上、下法蘭與環(huán)氧玻璃布筒連接的外露面是避雷器加強(qiáng)密封的良策，也是防止電蝕損的
又一有效措施。目前許多國(guó)外同類產(chǎn)品在工藝上亦未能實(shí)現(xiàn)這樣的包封；但必須保證硅橡膠與法蘭各種金屬材料及熱處理后的鍍層之間有良好的粘合。此外，可在法蘭上增加一個(gè)下大上小的槽形結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)硅橡膠不出現(xiàn)脫膠的機(jī)械應(yīng)力。  （4）防技術(shù)  為取得良好的防性能可在模壓硫化傘裙前將環(huán)氧玻璃纖維筒加工出長(zhǎng)條梯形槽，并用專用楔形嵌件堵緊。梯形槽在避雷器故障時(shí)起排氣作用，楔形嵌件保證注塑時(shí)硅橡膠不至于進(jìn)入環(huán)氧
玻璃纖維布筒內(nèi)腔。梯形槽的長(zhǎng)度、數(shù)量、防力須經(jīng)嚴(yán)格計(jì)算及試驗(yàn)求得。該型避雷器在中國(guó)及都通過(guò)了40kA和800A的短路電流試驗(yàn)。  （5）吸收能量校核  有間隙線路避雷器由避雷器本體和外串聯(lián)間隙構(gòu)成。正常運(yùn)行工況下避雷器本體的荷電率為10％以下，它主要承受雷擊過(guò)電壓，因此對(duì)它的其他技術(shù)性能要求大為降低。避雷器電阻片承受雷擊過(guò)電壓的能力極強(qiáng)，直徑50mm的電阻片即能承受4/10ms、100kA
大電流沖擊，其技術(shù)特性參見表2。330kV、500kV線路避雷器的突出技術(shù)問題是電位分布不均勻。

安裝位置按照三級(jí)防雷保護(hù)原理，電源和設(shè)備所需要的保護(hù)措施被分為三個(gè)等級(jí)。視情況而定），然后在下屬的區(qū)域配電箱處安裝第二級(jí)電源防雷器（Imax40KA左右），后在設(shè)備前端安裝第三級(jí)電源防雷器（Imax10KA-40KA）。 [4
] 檢測(cè)報(bào)告防雷產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合氣象主管機(jī)構(gòu)規(guī)定的使用要求。防雷產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)由氣象主管機(jī)構(gòu)授權(quán)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試，測(cè)試合格并符合相關(guān)要求后方可投入使用。申請(qǐng)氣象主管機(jī)構(gòu)授權(quán)的防雷產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)按照有關(guān)規(guī)定通過(guò)計(jì)量認(rèn)證、獲得資格認(rèn)可。 [5] 分級(jí)防護(hù)編輯分級(jí)防護(hù)分級(jí)防護(hù) 級(jí)防雷器可以對(duì)于直接雷擊電流進(jìn)行泄放，或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時(shí)傳導(dǎo)的巨大能量進(jìn)行泄放，對(duì)于有可能發(fā)生直
接雷擊的地方，必須進(jìn)行CLASS—I的防雷。第二級(jí)防雷器是針對(duì)前級(jí)防雷器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備，對(duì)于前級(jí)發(fā)生較大雷擊能量吸收時(shí)，仍有一部分對(duì)設(shè)備或第三級(jí)防雷器而言是相當(dāng)巨大的能量會(huì)傳導(dǎo)過(guò)來(lái)，需要第二級(jí)防雷器進(jìn)一步吸收。同時(shí)，經(jīng)過(guò) 級(jí)防雷器的傳輸線路也會(huì)感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當(dāng)線路足夠長(zhǎng)感應(yīng)雷的能量就變得足夠大，需要第二級(jí)防雷器進(jìn)一步對(duì)雷擊能量實(shí)施泄放。第三級(jí)防雷器是對(duì)LEM
P和通過(guò)第二級(jí)防雷器的殘余雷擊能量進(jìn)行保護(hù)。目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區(qū)傳導(dǎo)進(jìn)入LPZ1區(qū)，將數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)伏的浪涌電壓限制到2500—3000V。入戶電力變壓器低壓側(cè)安裝的電源防雷器作為 級(jí)保護(hù)時(shí)應(yīng)為三相電壓開關(guān)型電源防雷器，其雷電通流量不應(yīng)低于60KA。該級(jí)電源防雷器應(yīng)是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進(jìn)線各相和大地之間的大容量電源防雷器。一般要求該級(jí)電源防雷器具備每相100KA以上的大沖擊
容量，要求的限制電壓小于1500V，稱之為CLASS I級(jí)電源防雷器。這些電磁防雷器是專為承受雷電和感應(yīng)雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設(shè)計(jì)的，可將大量的浪涌電流分流到大地。它們僅提供限制電壓（沖擊電流流過(guò)電源防雷器時(shí)，線路上出現(xiàn)的大電壓稱為限制電壓）為中等級(jí)別的保護(hù)，因?yàn)镃LASS I級(jí)保護(hù)器主要是對(duì)大浪涌電流進(jìn)行吸收，僅靠它們是不能完全保護(hù)供電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設(shè)備的。 級(jí)電源防雷器可
防范10/350μs、100KA的雷電波，達(dá)到IEC規(guī)定的高防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)參考為：雷電通流量大于或等于100KA（10/350μs）；殘壓值不大于2.5KV；響應(yīng)時(shí)間小于或等于100ns。第二級(jí)防護(hù)目的是進(jìn)一步將通過(guò) 級(jí)防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到1500—2000V，對(duì)LPZ1—LPZ2實(shí)施等電位連接。分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級(jí)保護(hù)時(shí)應(yīng)為限壓型電源防雷器，其雷電流
容量不應(yīng)低于20KA，應(yīng)安裝在向重要或敏感用電設(shè)備供電的分路配電處。

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