这 一期有一篇Jonathan Woodworth的专栏文章，题为"避雷器应用中始终要记住的十件事"。短短的两千多字却涉及到避雷器的许多概念，本文将对其中的第一件事的某些概念进行说明。

1.避雷器的持续运行电压Uc
避雷器的持续运行电压基本上与系统的最大相电压相当，但对于中性点不直接接地系统，避雷器的持续运行电压又要大于故障期间的最大相对地额定工频电压。

由于氧化锌避雷器没有间隙，于是电网的工频电压一直加在它身上，这种电压的持续作用有可能使氧化锌产品产生老化(性能逐渐劣化)，所以在避雷器的试验中，当危险的过电压过去之后，要用额定电压模拟暂时过电压加在避雷器上，时间为10秒钟(这个时间是由接在电网中的断路器的动作时间决定的，而在超高压系统中，即使考虑后备继电保护的动作，也不超过1秒钟的时间)，这还不够，因为暂时过电压之后避雷器还要承受系统的运行电压，这时就用持续运行电压去模拟系统的最大运行相电压，即系统最大运行线电压除以根号3，加压时间为30分钟，然后再观察避雷器的温度是下降还是继续上升并造成热崩溃。所以在某种意义上来说，避雷器的额定电压和持续运行电压在试验上具有很大意义而在运行中意义不大。为了说明这一点，我们再看一例。在IEC标准和国家标准中，要做避雷器的加速老化试验，因为氧化锌避雷器长期接在电网中，连续不断地承受电网的电压，所以产品有可能老化，产品接在实际电网中的老化是自然老化，如果我们认为某种避雷器在电网中的正常运行时间为100年，如果用自然老化的方法，那我们要等上100年，这种等待对于任何新产品的开发是受不了的，所以必须要做人工加速老化试验，即在人为的因素下，用一段不太长的时间(当然不能太短)，使产品加速老化，然后把这段时间去等效自然老化的时间。在避雷器的加速老化试验中，首先要加电压，这个电压就规定要加持续运行电压，加压时间为1000个小时(大约42天)，如果氧化锌阀片的表面温度一直能保持在115±4ºC 的范围内，则认为该避雷器能在持续运行电压下运行100年，这就是人工加速老化的作用，它把人工加压时间1000小时与自然加压时间100年联系起来，真是极大地提高了效率，真可以这样说：没有人工加速老化几乎就没有任何电器设备。当然，至于能否这样等价，各国还在进一步的研究，但能够耐受持续运行电压1000小时是对氧化锌阀片的起码要求，但它真的可以等效100年吗？我看只有天知道!

2.避雷器的额定电压Ur
一般电力设备的额定电压是最好理解的，它们大多与系统的额定电压相一致，但对于避雷器的额定电压就不同了，它首先不等于系统的额定电压，而且碳化硅避雷器和氧化锌避雷器两者的额定电压还不一样，甚至对于后者的额定电压有无必要，至今国内外的专家还有不同意见。

出现上述情况的主要原因是因为避雷器是一种过电压的保护设备。一般作用于电器设备上的电压可以分为：正常运行条件下的工频电压、暂态过电压(产生这种过电压最通常的原因是单相接地故障)、操作过电压(产生这种过电压的主要原因是由于断路器的操作)和雷电过电压。

由于氧化锌避雷器没有间隙，所以它不仅要直接承受正常工作电压和暂时过电压的作用，而且还要承受雷电过电压和操作过电压的作用。

3. 落雷密度

因为避雷器要能够承受暂时过电压的作用，人们就不得不考虑在暂时过电压下避雷器的老化、寿命和热稳定问题。而避雷器的耐受暂时过电压的能力，就要用避雷器的额定电压来衡量，所以避雷器的额定电压往往大于系统的额定电压，避雷器在其额定电压下，运行一段时候(标准规定为10秒钟)后，能够正常冷却下来而不发生热崩溃。所以用避雷器的额定电压来衡量其耐受暂时过电压的能力是一个很复杂的问题，因为涉及到的运行条件是复杂的。避雷器额定电压的确定、额定电压的加压时间是否与实际系统有等价性、合理性都存在许多问题。例如在标准GB11032－89中，对于中性点非直接接地系统用无间隙氧化锌避雷器，通常取1.1倍的最大工作线电压作为避雷器的额定电压，于是对于10kV系统用避雷器的额定电压为：
1.15×10×1.1＝12.65≈12.7（kV）
这就是在1989年的氧化锌避雷器的国家标准中,10kV产品的额定电压为12.7kV的由来，上式中的1.15是因为系统的最大运行电压高于正常系统电压5～15％是正常的，而10kV系统的最大运行电压往往取其上限值15％。

但是还有一种意见认为：为了保障系统的安全运行，建议提高避雷器的额定电压。例如电力部安全生产司1993年12月30日第十七期 《安全情况通报》就提出了"关于提高3--66kV无间隙金属氧化物避雷器额定电压和持续运行电压" 的要求，在1997年的机械行业标准中，也对中性点非直接接地的氧化锌避雷器提高了额定电压和持续运行电压。

现在我们知道了, 提高了避雷器的额定电压，就是提高了产品耐受暂时过电压的能力, 即增加了其使用寿命, 但是对于氧化锌材料而言, 额定电压提高了, 残压也会随之升高, 所以避雷器的保护裕度减小了。

国外有的公司干脆就把避雷器的额定电压与系统的额定线电压相对应，例如美国G.E.公司的产品目录中，将中性点直接接地系统用避雷 器的额定电压定为系统额定线电压的 75～90％, 将中性点非直接接地系统用避雷器的额定电压定为系统额定线电压的 1.05～1.25％。

大家对上面的变电站27年才落一次雷可能不以为然，觉得好像该变电站并无防雷的必要，但是27年落雷一次，不是说第27年雷才到此一游，而是27年间，随时都有可能落雷，说不定明天这个变电站就会遭受雷击。更何况，武汉市也并不只有这一个变电站，起码27个变电站是需要的，如果这27个变电站都不防雷的话，那么武汉市平均每年都要有一个变电站遭受雷击，这种现象无论如何是不允许的。

在我们国家, 对于在220kV及以下的中性点直接接地系统，避雷器的额定电压习惯上都取为相电压的1.4倍，对于500kV电网, 由于线路较长, 电容效应的影响较大, 所以在母线侧和线路侧的暂时过电压不一样, 在线路侧额定过电压要大一些, 所以标准规定避雷器的额定电压在母线侧和线路侧分别取最大相电压的1.3倍和1.4倍，所以同样电压等级的避雷器,往往有几个额定电压就是这样得出来的。

在上一期INMR的专栏文章中，Arizona State University的R. S. Gorur教授以"绝缘子涂层好"为标题，提出一个问题：“将RTV涂覆在变电站的陶瓷绝缘子上始于25年前或更早，并取得了成功，但是我很想知道，为什么这种技术到现在却始终没有得到更广泛的普及，特别是用于架空线路绝缘子。”

我很愿意就这个话题谈谈我的看法，并介绍RTV技术在中国的应用情况。清华大学在上世纪80年代初就开始了RTV硅橡胶防污闪涂料的研究，并于1986年在电力部门试运行，首先的应用对象就是线路绝缘子。我们和天津电力局合作，在塘沽地区选择一个位于海边的化工厂附近的35kV输电线路，将涂覆RTV硅橡胶涂料的15串绝缘子挂网试运行。地区污秽严重，几个月就需清扫一次绝缘子，而且不能避免污闪事故的发生。该35kV输电线路绝缘子的配置是4片双伞型防污绝缘子，涂覆RTV硅橡胶防污闪涂料的绝缘子配置是3片普通型绝缘子，在同一杆塔上作运行状况对比试验，未涂涂料的是4片防污型绝缘子，涂涂料的是3片普通型绝缘子，这其实是评价涂料效果的不等价比较。

在运行过程中若出现大雾等恶劣天气，线路维护人员都会到杆塔下观察绝缘子状况，他们在总结报告中描述如下：在大雾天气里无涂料绝缘子放电现象很严重，放电声响非常大，夜间看犹如一串灯笼(该绝缘子刚清扫一个月)，有涂料绝缘子没有放电现象。通过长达数年的对比观察，在此期间有涂料绝缘子不做清扫和维护，虽然后来在恶劣天气也有轻微放电现象和声音，但比同杆悬挂的无涂料绝缘子的放电现象要微弱得多，运行三年后取下3串RTV涂料绝缘子作试验，发现污层表面有优良憎水性，绝缘子的污闪电压很高，运行经验和检测试验都表明RTV硅橡胶涂料绝缘子有优越的防污闪性能。于是该技术在天津电力局得到推广应用，初期重点用于变电站，电站支持绝缘子和电气设备的套管全都涂上RTV。对重要输电线路的电瓷绝缘子也涂覆了RTV。

试运行的15串绝缘子在运行6年、9年以及14年后分别取下2-3串作详细观察、试验和分析，发现虽然涂层有轻微破损，但仍有很高的污闪电压。目前仍有5串绝缘子在挂网运行，运行时间已有25年，期间没有做过清扫和维护。下图是已运行6年的RTV涂料绝缘子下表面照片，用喷壶将自来水喷到污层表面，很难润湿污层，水珠能在棱槽里滚动，可以看出有很好的憎水性。

这项技术在天津电力局得到推广应用，现在天津电力系统内35kV-500kV的所有变电站、升压站都采用了该技术，35kV-500kV输电线路的所有电瓷和玻璃绝缘子也都涂覆了RTV硅橡胶涂料。在上世纪90年代初中国河南、山东、河北、辽宁、吉林、黑龙江、山西等省份也都积极推广使用了RTV防污闪涂料技术，并且都取得成功运行经验，目前这些省份采用RTV涂料的覆盖面也达到80-90%。采用RTV防污闪涂料技术不仅大大降低了污闪事故，而且大大减少了输变电设备外绝缘的维护工作量。该技术被电力部门普遍认可和接受，认为是行之有效的防污闪技术措施，中国各省市都已采用了该技术，已在全国范围推广应用。

目前中国有数十家生产RTV涂料的企业，有些企业还配有涂覆RTV涂料的施工队伍，企业之间有竞争，并且和高等院校、科研院所有密切合作，RTV涂料的性能以及涂覆工艺都在不断改进之中，这为RTV涂料技术在中国的广泛应用提供了技术支撑。

RTV防污闪涂料在变电站的应用效果得到电力运行部门的充分肯定，相信这个技术会进一步推广普及。该技术在线路绝缘子上的应用面临两种选择：一是采用硅橡胶复合绝缘子，二是在电瓷或玻璃绝缘子上涂覆RTV涂料。

复合绝缘子的优点是价格便宜、重量轻、运输安装方便，缺点是运行经验不如陶瓷绝缘子丰富，而且发生过芯棒断裂、不明原因闪络等事故，虽然事故率很低，但人们多多少少仍有些担心，特别是对耐张串还不敢大量采用复合绝缘子。

涂覆RTV涂料的优点是兼备无机绝缘子机械性能可靠和硅橡胶材料耐污闪能力强的特点，更令人放心，缺点是价格和在杆塔上的涂覆质量问题。

对于新建线路，采用喷涂RTV涂料的绝缘子一定比采用复合绝缘子贵，对于已运行线路，在现有陶瓷绝缘子上涂覆RTV涂料的价格和用硅橡胶复合绝缘子替换的价格相比，并不贵。

在杆塔上的涂覆质量问题，初期采用刷涂的方法，很难保证涂覆质量，后来采用了喷涂的方法，使涂覆质量得到很大提高。也有电力部门采用先将绝缘子落地，喷涂好再吊上去的办法。已有电瓷或玻璃绝缘子生产厂家愿意在出厂前就将RTV涂料涂覆好，这些措施可保证RTV的涂覆质量。

对于重要输电线路，电力运行部门更愿意采用涂覆RTV涂料的措施，例如天津电力局在上世纪90年代初就对连接北京-天津的220kV输电线路涂覆了该涂料。对于耐张塔的绝缘子，目前多采用在电瓷或玻璃绝缘子上涂覆RTV涂料的方法。上图就是中国湖北省500kV输电线路耐张串涂覆RTV涂料的绝缘子。

终上所述，我对R.S.Gorur教授所提出问题的回答是：RTV硅橡胶防污闪涂料技术在中国已得到较为广泛的普及，而且已用于输电线路。