1　引言  

　　绝缘子、避雷器行业是输变电设备行业的重要组成部分。其中，绝缘子主要用于高压输变电线路和各种电器设备之中，起绝缘、机械联结和支持作用。避雷器是输变电系统中主要的过电压保护设备，对输变电系统的绝缘水平和安全起决定性作用。
　　瓷和玻璃绝缘子技术比较成熟，除了近年来采用等静压技术大量生产棒形支柱绝缘子，并向生产高强度空心绝缘子发展外，其技术进步主要体现在提高产品可靠性和发展产品品种，以满足电网运行可靠性提高和日益增长的对产品品种的需求；近十几年来发展较快的是复合绝缘子技术，这种绝缘子有着瓷和玻璃绝缘子无法比拟的优点――制成的产品体积小、重量轻、制造工艺简单、因其独特的憎水性而耐污性能好等，目前在新建输电线路上的使用量已达40%以上；电站电器类复合绝缘子也正处于产品开发和积累运行经验阶段，已有产品投入运行；高压套管类产品的主流技术目前仍为油纸绝缘结构，国外已有胶浸纸绝缘结构的技术和产品，但因其价格偏高、一次性投资大，国内只有中外合资的传奇公司少量生产。
　　避雷器方面，从上世纪八十年代中期至今，经过近二十年的发展，已完成了从碳化硅型避雷器向金属氧化物型避雷器的过渡，目前的技术发展热点是研究开发电位梯度400V/mm左右的金属氧化物电阻片，以适应开发生产小型化避雷器产品和降低产品制造成本的需要。

2　国内外研究、生产概况  

2.1　瓷和玻璃材料绝缘子
　　作为传统的电瓷工业，由于瓷绝缘子的制造技术比较成熟，因而与其它新兴工业相比，技术发展比较缓慢，工厂的基本格局、产品的更新换代、设备的更新并没有发生根本性改变。
　　国内交直流输电线路用瓷盘形悬式绝缘子仍采用湿法成型工艺，强度等级达到400kN，已基本适应国内直流±500kV输电线路和交流750kV输电线路建设的需要；日本NGK公司生产的盘形悬式绝缘子的强度等级已达700kN，也有强度等级840kN产品试制成功的报道。
上世纪九十年代及以前，瓷长棒形悬式绝缘子的生产和使用主要集中在欧洲。这类产品的主要特点是帽、脚和金属附件的连接采用钨－锑合金胶装，将盘形悬式绝缘子的可击穿结构改为不可击穿结构，避免了运行中的零值击穿。我国电力系统近年来也有使用，因而一些厂家也开展了这类产品的研究，或从国外购入瓷件，在国内胶装后销售，额定拉伸负荷达到160kN。
　　钢化或退火玻璃材料主要用于制造盘形悬式绝缘子，目前南京电气（集团）有限责任公司已试制成功强度等级为300 kN的玻璃绝缘子产品，正在研制400 kN和530 kN等级产品；法国的塞迪维尔公司和意大利的迪艾夫公司已在我国建立盘形悬式玻璃绝缘子组装厂，绝缘子用玻璃件从国外运来，金属附件和其它材料在国内采购，组装后在我国大量销售。  
我国瓷棒形支柱绝缘子以前多采用湿法成型工艺，受制造工艺复杂、材料微观均匀性较差等因素限制，其抗弯强度水平稳定在60 kNm ～80kNm。西安西电高压电瓷有限责任公司于上世纪八十年代引进等静压棒形支柱绝缘子制造技术后，经过近二十年的发展，国内已有近十个厂家用等静压技术生产棒形支柱绝缘子，制造技术水平最高的当数西安西电高压电瓷有限责任公司与香港合资的西安双佳高压电瓷电器有限公司，该公司研制的750kV系统用棒形支柱绝缘子的抗弯强度达20 kN，约为130kNm，单元件高度2.3m,杆径220mm，与国际先进水平相当。目前采用等静压成型技术制造棒形支柱绝缘子在国内已逐步成为主流。
电器瓷套类产品目前仍以湿法成型为主，国内单节元件为1.6m-2m，抗弯强度80kNm，更高的元件采用无机粘接二次烧成或有机粘接制造。近年来采用等静压成型技术制造的瓷套单节元件高度可达2.3m。

2.2　复合材料绝缘子
　　复合绝缘子（主要指用硅橡胶作为外绝缘的绝缘子）作为新一代绝缘结构，近二十年来得到长足发展。这种绝缘子有着瓷和玻璃绝缘子无法比拟的优点――制成的产品体积小、重量轻、制造工艺简单、耐污性能好等。硅橡胶复合绝缘子的耐污性能来源于其具有憎水性，这种憎水性在特定条件下短暂丧失后可以得到恢复，并且在绝缘子表面积污后迁移到污层表面。因为我国地域广阔，不少地区存在污秽严重等问题，近年来复合线路绝缘子的发展更为迅速，是世界上发展最快的国家，从而引起世界各国的注意。我国复合绝缘子的开发和使用基本与世界先进水平相当。 
　　国内复合棒形悬式绝缘子的强度等级已达到300kN，并在500kV线路上大量使用。相对于瓷绝缘子而言，根据使用需要选用不同直径的芯棒较易达到较高强度等级。绝缘子伞套绝大多数采用高温硫化硅橡胶。因耐蚀损性、耐漏电起痕性和耐气候性能等较差，前期使用的液体硅橡胶伞套已逐步退出市场。复合棒形悬式绝缘子伞套目前有在芯棒上直接粘伞、在芯棒上挤包后套伞粘接和整体或分段注射成型等方式，因大批量生产中手工操作难以控制等因素，芯棒上直接粘伞工艺在复合棒形悬式绝缘子生产中已基本停用，整体或分段注射成型工艺较为流行。复合棒形悬式绝缘子金属附件和芯棒的连接有内楔、外楔、内外楔、胶装、压接等方式，目前楔式结构被认为存在一定问题，胶装结构工艺过程较为复杂，压接结构因便于大批量生产而较为流行。
　　复合电站电器用支柱和空心绝缘子目前正处于大力发展期，国内外都在花大力气进行研究。外复高温硫化硅橡胶的支柱和空心绝缘子在110kV－220kV系统已有使用，外复液体硅橡胶的空心绝缘子已大量用于电流互感器、避雷器等电器产品。因大直径高温硫化硅橡胶注射成型设备还不成熟，较高电压等级的高温硫化硅橡胶支柱和空心绝缘子仍采用粘伞工艺。与瓷绝缘子不同，复合支柱和空心绝缘子的承力材料属弹性变形量较大的材料，因而这类绝缘子的设计原则、制造工艺、试验和运行评价方法与瓷绝缘子有很大不同。国际电工委员会（IEC）已发布了技术报告：IEC 61462 “复合绝缘子 户内外电器设备用空心绝缘子―定义、试验方法、判定准则和设计推荐”，用以规范复合空心绝缘子的设计，并进行试验评价。同时，IEC目前正在制定IEC 62231 “电站用复合支柱绝缘子”国际标准,北京侦探公司。

2.3　套管

　　110 kV及以上电力系统和电器设备使用的套管基本上都是电容式套管。油纸电容式套管用油和纸作为主绝缘，属成熟技术，国外原全苏电瓷厂（现在乌克兰境内）可生产1150kV产品，日本NGK公司可生产1100kV产品。我国南京电气（集团）有限责任公司、西安西电高压电瓷有限责任公司已生产500kV油纸电容式套管，目前正在研制750kV产品。胶浸纸电容式套管属一种更为先进的绝缘结构，适应了电力系统无油化和高性能的发展要求，近年来得到较快发展，但缺点是一次性投资大、制造成本较高，制造技术主要掌握在少数几个国外大公司中，国内主要为传奇公司（原抚顺雷诺尔套管有限公司）生产。塑料薄膜电容式套管是近年来随着复合绝缘技术发展，结合市场需求而发展起来的一种全新的电容式套管，具有耐污秽性能好、重量轻、无油等特点，但还没有成为市场的主流产品，也仅用于220kV电力系统。随着SF6组合电器和大容量发电机组的发展，油－气、气－气套管和大载流量的套管也都在开发中，并取得了阶段性成果。

2.4　避雷器
　　从上世纪八十年代以来，逐步形成了以金属氧化物避雷器替代碳化硅避雷器的趋势，目前金属氧化物避雷器的生产和使用量已达95%以上，碳化硅避雷器已基本不再发展。金属氧化物避雷器（MOA）是上世纪八十年代发展起来的新型保护电器，由于氧化锌电阻片优异的非线性特性，其保护性能比原碳化硅避雷器有了大幅度提高。八十年代中期在原机械工业部领导下，我国二厂一所联合引进了日本日立公司MOA制造技术，通过消化吸收、改进产品技术性能，已能够大量生产500kV电压等级产品，使我国的交流MOA制造水平基本达到世界先进水平。为配合正在建设的西北750kV示范工程，国内在研制避雷器方面较有实力的单位开展了交流750kV系统用避雷器的研制，目前已有样品通过技术鉴定。随着复合外绝缘引入MOA制造，复合外套避雷器大量用于电力系统。
　　直流系统用避雷器研究开发是近年来的热点问题之一，国家为此也投入了大量资金。直流避雷器按照被保护对象不同有换流阀组直流母线避雷器、阀避雷器、阀中性点母线避雷器、直流母线避雷器、直流滤波器避雷器、直流中性母线避雷器、阀中性母线对直流中性母线避雷器、换流阀组直流母线对直流中性母线避雷器、平波电抗器避雷器等。直流避雷器的特点是能量吸收能力要求高、耐污秽性能要求高、避雷器的性能参数随系统设计不同而不同。国内西安电瓷研究所从上世纪八十年代即已开展直流避雷器的研制开发，近年来承担了两项±500kV直流避雷器国家攻关项目，并取得了阶段性成果。已建的宁波－舟山±100kV直流工程和嵊泗±50kV直流工程用成套避雷器均为该所研制提供。到目前为止，因我国±500kV直流工程均为国外公司总包，±500kV直流工程用避雷器都随主机进口，只有西安电瓷研究所为葛州坝－上海直流工程研制提供了四种±500kV直流工程用避雷器进口替代品，并投入运行。通过这些工作，应该说我国已具备了直流系统用避雷器的研制开发能力，与国外公司的差距主要体现在根据不同的系统设计确定避雷器的性能参数。
国内外在避雷器方面研究的另一个热点问题是开发研究避雷器的心脏――ZnO电阻片，通过改变配方、制造工艺得到高电位梯度的电阻片，从而使避雷器的制造成本大大减小，也使制造体积大大减小的GIS用避雷器成为可能。1997年国外已有高度降低一半、直径减小1/3的GIS用避雷器试运行的报道。目前国内大批量生产的ZnO电阻片的电位梯度为200V/mm左右，已有电位梯度达到300V/mm左右的报道。国外报道能够批量生产的高梯度电阻片的电位梯度为400V/mm左右。

3　今后几年的技术发展方向

3.1　瓷和玻璃材料绝缘子
　　传统的瓷和玻璃材料线路绝缘子技术比较成熟，其发展主要着眼于增加产品品种、改善产品性能和质量，以满足不同使用要求。预计未来十年不会有突破性发展，这一点已为国际公认。

3.2　复合材料绝缘子
　　由于复合线路绝缘子在减少污闪方面的较为成功的应用，近年来复合绝缘子发展很快，其技术发展方向是：①增加产品品种，特别是高电压等级产品，适应各种用途对产品的要求；②开展塑性材料机械行为及破坏机理研究，确定复合绝缘子机械设计原则；③开展试验评价指标及方法研究，建立和完善产品考核体系；④继续开展硅橡胶材料研究，形成有别于其它行业的电工行业专用的各类硅橡胶材料系列；⑤开展大规模生产专用设备及工艺研究，实现高效、稳定、规模化生产；⑥积累运行评价经验，在此基础上不断优化产品设计，如伞形设计、连接结构设计、密封结构设计等。

3.3　套管
　　110 kV及以上电力系统和电器设备使用的套管基本上都是电容式套管。油纸电容式套管用油和纸作为主绝缘，属成熟技术，但因制造过程方面的原因，有时会出现渗漏等现象，其发展主要着眼于改善制造过程，提高产品质量，在国内研制更高电压等级的产品，以满足使用要求。胶浸纸电容式套管属一种更为先进的绝缘结构，适应了电力系统无油化和高性能的发展要求，其发展主要着眼于制造工艺技术和设备研究、开发产品品种、降低制造成本，以满足电力系统和电器设备的不同需求。塑料薄膜电容式套管是近年来随着复合绝缘技术发展，结合市场需求而发展起来的一种全新的电容式套管，具有耐污秽性能好、重量轻、无油等特点，其发展主要着眼于改善制造过程，提高产品质量，研制更高电压等级的产品，以满足使用要求。随着气体绝缘组合电器的发展，需要各种类型的连接用套管，包括油―气套管、气―气套管等，这也是套管类产品的一个重要发展方向。另外，适应大容量发电机组要求的大载流量套管也是套管类产品的发展方向。

3.4　避雷器
　　金属氧化物避雷器（MOA）是上世纪八十年代发展起来的新型保护电器，我国的交流MOA制造水平基本达到世界先进水平。避雷器的发展方向是提高瓷套式避雷器的性能，向小型化、大容量发展；开发复合外套避雷器（CMOA），开发更高电压等级产品，以适应特高电压输变电发展的需要；大力开发电位梯度400V/mm左右的高梯度电阻片，以适应小型化产品的发展，并降低制造成本；结合直流工程建设开发直流避雷器产品，最终掌握成套直流避雷器设计和制造技术；发展组合电器用罐式避雷器产品，以满足SF6组合电器发展的需要。

3.5　其它 
　　近年来，随着通信信息产业的蓬勃发展，各种类型的低压冲击保护器发展迅猛，已在相当程度上形成了规模化生产。其中和金属氧化物避雷器用非线性氧化锌电阻片属于同一类别的压敏电阻型低压冲击保护器是最主要的一种。目前IEC已成立了专门的分技术委员会开展标准制订工作，有些已形成标准并转化为我国标准。利用已有的氧化锌制造技术和生产条件，研究开发此类产品是可行的。
　　众所周知，近十几年来微粉甚至纳米技术发展迅速，可能会给绝缘子、避雷器制造业带来革命性的变革，应该跟踪并开展这方面的研究，以求在该领域未来的发展中有所作为