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[摘 要] 分析了国内外252kV气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）的制造水平，详细介绍了新东北电气集团高压开关有限公司新研制的252kV、4000A/50kA，除断路器与电流互感器外其他结构均共箱的GIS的设计、结构特点及型式试验情况。该产品具有自主知识产权，达到国际先进水平，目前已完成全套型式试验项目，小批量生产。。
[关键词] 气体绝缘金属封闭开关设备；分相；共箱；结构特点；型式试验
中图分类号：U462.2+2
0 引言
气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS）经过近半个世纪的研制、运行与发展，其电压等级从40.5kV增加至1100kV，开断电流从25kA增加至100kA，已形成完善的系列产品，并在电网中表现出前所未有的优良的使用性能。随着城市用电量的急增，迫切要求GIS开关站尽量减小占地面积或下地入洞的空间，因此设备的小型化、三相共箱化成为GIS在高压领域的一个发展方向 [1]。
1 252kV GIS技术水平现状
就252kV GIS产品而言，目前国内产品均为分箱结构，共箱只发展到126kV（145kV）GIS；而国外已有252kV电压等级的共箱型GIS，例如ABB公司。突破的难点在于进一步优化结构，均匀电场；同时还要尽量减小设备体积，降低成本。共箱型GIS的优势在于：壳体数量少，可大大节省材料，降低成本；密封环节和长度减少，故漏气率低；可减少涡流损失和现场安装工作量。
2 共箱型252kV GIS的研制
通过大量的产品结构创新、精确的电场分析与计算，新型产品ZFW20A-252（L）/ T4000-50型GIS应运而生。其极大限度的降低了产品成本，减少了产品的零部件数量、模块数量，使之更加适合现代规模化生产和组织，是顺应GIS产品发展方向而开发的断路器分箱、其它单元均为共箱结构的新一代GIS产品，填补了国内空白。
本产品为断路器分箱、其它单元均为共箱结构的新型252kV GIS。包括断路器（配弹簧机构）、三工位隔离接地开关、隔离开关、快速接地开关等，整机图见图1。
图1 断路器整机试验照片
2.1 断路器
断路器为分箱型，通过三相合一的电流互感器单元，实现接口共箱化。断路器整体水平布置，采用三相连铸罐体，降低成本的同时，装配对中连接更可靠。断路器中心高度仅537mm，间隔宽度1.5m，本体高度3.3m，可适应用户任意布置要求；抗震性能好，便于操作、维护、检修。灭弧室采用单气室半自能式灭弧室，配用CT20弹簧机构，传动装置中间环节少，操作功小，使机构操作更稳定可靠。
2.2 三工位隔离、接地开关
共箱型隔离开关不同于分箱型的同轴回转体结构，其隔离断口及屏蔽结构为异型铸造结构，即要满足通流性能，更主要的是绝缘结构设计。
2.2.1 三工位开关的研发
采用三工位开关，将隔离开关和接地开关结构合二为一，且共用一个操动机构，使结构简化，尺寸显著变小；同时从机械上解决了隔离开关和接地开关之间的联锁问题，不会发生接地误合隔离刀闸的问题，大大提高了产品运行的可靠性。
2.2.2 母线侧隔离开关快分结构的研发
母线侧隔离开关有开合母线转换电流的功能要求[2-3]，需设计快分结构以实现该功能。本产品隔离断口采用特殊弹簧结构，在电动机构慢分的基础上，实现触头快分切环流。该结构已申请国家专利。
2.3 快速接地开关
快速接地开关与电动机操动机构设计为一个整体模块单元，既能够进行电动操作又可以进行手动操作。分闸操作的同时对弹簧进行储能压缩，为合闸做准备；在合闸时弹簧释放，实现快速合闸。
整体结构紧凑，传动环节简捷可靠，损失操作功小，有效节省了空间，方便了设备的厂内安装调试、运输以及现场安装调试和检修维护等工作；三相动触头间加连板，实现机械联动，更有效的保证分合闸操作时三相同期性
3 产品型式试验
2011年6月-2012年11月，本产品按照GB、DL及IEC相关标准，在西安高压电器研究院有限责任公司（以下简称XIHARI）及机械工业高压设备质量检测中心（地址沈阳，以下简称AQTC）通过了全部型式试验项目。主要试验项目有断路器开断试验、绝缘试验，短时、峰值电流耐受试验，温升试验，密封及机械寿命试验，隔离开关开合母线转换电流试验，快速接地开关的短路关合、开合感应电流试验等。
截至2012年11月，产品已完成全部型式试验项目，满足国家相关标准的要求；部分结构表现出优异的性能，试验参数超过国外共箱型252kV GIS产品。目前产品小批量生产中。
4 结语
共箱型ZFW20A-252（L）/ T4000-50型GIS的研制成功，具有重大的社会意义：①其打破了国外产品在252kV电压等级共箱型GIS产品方面的垄断，填补了国内空白；②成功的实现了252kV GIS的小型化，再一次证明小型化不仅仅是简单的缩小尺寸，而是合理的结构设计与先进的管理理念完美结合，使GIS获得更高的运行可靠性。③坚持自主创新，拥有自主知识产权，技术水平国际领先。其研制的成功，必将坚定国内同行自主研发的信念，使我国高压开关设备的研发和制造进军世界领先行列。
参考文献：
[1] 黎 斌.SF6高压电气设计[M].北京：机械工业出版社，2003.
[2] GB 1985-2004.高压交流隔离开关和接地开关[S].
[3] DL/T 486-2000.交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件[S].
[关键词] 气体绝缘金属封闭开关设备；分相；共箱；结构特点；型式试验
中图分类号：U462.2+2
0 引言
气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS）经过近半个世纪的研制、运行与发展，其电压等级从40.5kV增加至1100kV，开断电流从25kA增加至100kA，已形成完善的系列产品，并在电网中表现出前所未有的优良的使用性能。随着城市用电量的急增，迫切要求GIS开关站尽量减小占地面积或下地入洞的空间，因此设备的小型化、三相共箱化成为GIS在高压领域的一个发展方向 [1]。
1 252kV GIS技术水平现状
就252kV GIS产品而言，目前国内产品均为分箱结构，共箱只发展到126kV（145kV）GIS；而国外已有252kV电压等级的共箱型GIS，例如ABB公司。突破的难点在于进一步优化结构，均匀电场；同时还要尽量减小设备体积，降低成本。共箱型GIS的优势在于：壳体数量少，可大大节省材料，降低成本；密封环节和长度减少，故漏气率低；可减少涡流损失和现场安装工作量。
2 共箱型252kV GIS的研制
通过大量的产品结构创新、精确的电场分析与计算，新型产品ZFW20A-252（L）/ T4000-50型GIS应运而生。其极大限度的降低了产品成本，减少了产品的零部件数量、模块数量，使之更加适合现代规模化生产和组织，是顺应GIS产品发展方向而开发的断路器分箱、其它单元均为共箱结构的新一代GIS产品，填补了国内空白。
本产品为断路器分箱、其它单元均为共箱结构的新型252kV GIS。包括断路器（配弹簧机构）、三工位隔离接地开关、隔离开关、快速接地开关等，整机图见图1。
图1 断路器整机试验照片
2.1 断路器
断路器为分箱型，通过三相合一的电流互感器单元，实现接口共箱化。断路器整体水平布置，采用三相连铸罐体，降低成本的同时，装配对中连接更可靠。断路器中心高度仅537mm，间隔宽度1.5m，本体高度3.3m，可适应用户任意布置要求；抗震性能好，便于操作、维护、检修。灭弧室采用单气室半自能式灭弧室，配用CT20弹簧机构，传动装置中间环节少，操作功小，使机构操作更稳定可靠。
2.2 三工位隔离、接地开关
共箱型隔离开关不同于分箱型的同轴回转体结构，其隔离断口及屏蔽结构为异型铸造结构，即要满足通流性能，更主要的是绝缘结构设计。
2.2.1 三工位开关的研发
采用三工位开关，将隔离开关和接地开关结构合二为一，且共用一个操动机构，使结构简化，尺寸显著变小；同时从机械上解决了隔离开关和接地开关之间的联锁问题，不会发生接地误合隔离刀闸的问题，大大提高了产品运行的可靠性。
2.2.2 母线侧隔离开关快分结构的研发
母线侧隔离开关有开合母线转换电流的功能要求[2-3]，需设计快分结构以实现该功能。本产品隔离断口采用特殊弹簧结构，在电动机构慢分的基础上，实现触头快分切环流。该结构已申请国家专利。
2.3 快速接地开关
快速接地开关与电动机操动机构设计为一个整体模块单元，既能够进行电动操作又可以进行手动操作。分闸操作的同时对弹簧进行储能压缩，为合闸做准备；在合闸时弹簧释放，实现快速合闸。
整体结构紧凑，传动环节简捷可靠，损失操作功小，有效节省了空间，方便了设备的厂内安装调试、运输以及现场安装调试和检修维护等工作；三相动触头间加连板，实现机械联动，更有效的保证分合闸操作时三相同期性
3 产品型式试验
2011年6月-2012年11月，本产品按照GB、DL及IEC相关标准，在西安高压电器研究院有限责任公司（以下简称XIHARI）及机械工业高压设备质量检测中心（地址沈阳，以下简称AQTC）通过了全部型式试验项目。主要试验项目有断路器开断试验、绝缘试验，短时、峰值电流耐受试验，温升试验，密封及机械寿命试验，隔离开关开合母线转换电流试验，快速接地开关的短路关合、开合感应电流试验等。
截至2012年11月，产品已完成全部型式试验项目，满足国家相关标准的要求；部分结构表现出优异的性能，试验参数超过国外共箱型252kV GIS产品。目前产品小批量生产中。
4 结语
共箱型ZFW20A-252（L）/ T4000-50型GIS的研制成功，具有重大的社会意义：①其打破了国外产品在252kV电压等级共箱型GIS产品方面的垄断，填补了国内空白；②成功的实现了252kV GIS的小型化，再一次证明小型化不仅仅是简单的缩小尺寸，而是合理的结构设计与先进的管理理念完美结合，使GIS获得更高的运行可靠性。③坚持自主创新，拥有自主知识产权，技术水平国际领先。其研制的成功，必将坚定国内同行自主研发的信念，使我国高压开关设备的研发和制造进军世界领先行列。
参考文献：
[1] 黎 斌.SF6高压电气设计[M].北京：机械工业出版社，2003.
[2] GB 1985-2004.高压交流隔离开关和接地开关[S].
[3] DL/T 486-2000.交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件[S].