特高压、大容量枢纽变电站关键设备的布置合理性与安全可靠性直接决定了电力系统经济性、稳定性和供电可靠性，因此电力设备小型化、智能化是电力技术发展的趋势。无论从变电站的占地面积、土建施工、人员配置、资源利用的经济性角度，还是从绿色环保角度考虑，复合化、小型化、智能化设备都应该成为特高压开关设备的重要发展方向。本文主要针对特高压气体绝缘金属封闭开关设备中断路器合闸电阻布置方式进行了优化设计，解决了特高压开关设备占地面积广，变电站内土地利用率低、设备运行安全性无法实时监测等技术问题。经优化设计后的平圩电厂百万伏开关设备与前期投运的荆门变电站、皖南变电站等1100kVGIS (气体绝缘金属封闭开关设备简称GIS，Gas Insulated Metal-enclosed Switchgear)设备进行了技术指标对比，设备优化布置后节省变电站开关设备占地面积近4成。对优化设计后的断路器传动系统、基础载荷的变化、断路器支架强度等方面也进行了分析和计算，满足技术标准设计要求。随后利用在线监测技术中超高频法UHF（Ultra High Frequency)，通过检测GIS断路器中局部放电产生的超高频脉冲电磁波，设计并研制了断路器局部放电传感器，对布置优化改进后的断路器进行安全监测、故障诊断和传输，提高了特高压开关设备安全性能。