我國高壓斷路器發(fā)展

1、我國高壓斷路器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 0.引言 高壓斷路器又叫高壓開關(guān)，具有足夠的開斷能力和滅弧能力，它不僅可以切斷與閉合高壓電路的空載電流和負載電流，而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時，它和保護裝置、自動裝置相配合，可以迅速地切除故障電流，以減少停電范圍，防莊事故擴大，對于保證電力系統(tǒng)的安全運行，具有極其重要的意義 高壓斷路器經(jīng)歷了油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器,SF6斷路器的演變。SF6斷路器在七十年代初被廣泛采用，它是以六氟化硫作為滅弧介質(zhì)，這種斷路器的切斷能力大，在自由開斷情況下，其切斷能力比其他斷路器高10倍左右。在電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運行發(fā)揮著重要的作用，在經(jīng)濟效益和社會效益方面也具有非常重要的

2、意義 1.SF6斷路器的性能 SF6斷路器是利用SF6氣體為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的無油化開關(guān)設(shè)備，其絕緣性能和滅弧特性都大大高于油斷路器。六氟化硫斷路器具有以下特點 1)滅弧能力強、介質(zhì)強度高、單元斷口耐壓值高，因而在同一額定電壓等級下，所需要的申聯(lián)斷口數(shù)減少，提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟性能 2)電氣壽命長。50kA滿容量連續(xù)開斷可達19次，累計開斷電流可達4200kA，檢修周期長，適于頻繁操作 3)開斷性能好。由于SF6氣體的電負性，使之具有強烈的吸附自由電子的能力。電離的等離子體擴散受到約束，從而使離子復(fù)合很有效。開斷電流大，已達80-100kA，甚而200kA,熄弧時間短，一般為5-15ms。同時反

3、相開斷、近區(qū)故障、空載長線、空變等開斷性能也好 4)絕緣性能高。SF6絕緣強度約為空氣的5-10倍 5)SF6氣體是無色、無味、無毒的，不易燃燒，而且不易與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的很穩(wěn)定的氣體。另外當斷路器斷開時，被電弧加熱所引起的壓力升高極小，因此運行可靠，不會發(fā)生爆炸事故 2.高壓S F6斷路器的發(fā)展 2.1雙壓式SF6斷路器 在斷路器內(nèi)設(shè)置兩個SF6氣體系統(tǒng)(高壓系統(tǒng)與低壓系統(tǒng))，只是在分閘過程，才通過控制吹氣閥門使高壓室流向低壓室形成高壓氣流。分斷完畢，吹氣閥門關(guān)閉。其滅弧室原理是在高壓室與低壓室間有壓氣泵、管道相聯(lián)，當高壓室氣壓降低或低壓室氣壓升高到一定限度時，壓氣泵啟動，把低壓室的SF。

4、氣體打到高壓室，形成氣體的自動封閉循環(huán)系統(tǒng)。 2.2單壓式SF。斷路器 單壓式結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)環(huán)境溫度范圍廣。壓氣式也經(jīng)歷了一個發(fā)展過程:從吹弧看，第一代單壓式為單吹結(jié)構(gòu)，開斷電流小。第二代單壓式為雙吹結(jié)構(gòu)，開斷電流增至(40 - 50kA )，斷口電壓仍低，一般252kV產(chǎn)品為雙斷口。第三代單壓式為雙吹結(jié)構(gòu)并輔以熱膨脹效應(yīng)(混合滅弧)。開斷電流大，增至63kA，斷口電壓高，單斷口可做到252kV,363kV,420kV甚至550kV 單壓式的發(fā)展，從滅弧室看，采用了更小的壓氣活塞。滅弧室活塞縮小帶來的優(yōu)點: 1)使產(chǎn)品開斷過程的整個運動系統(tǒng)質(zhì)量減小; 2)使產(chǎn)品的操作功率減小; 3)使產(chǎn)品的緩

5、沖變得容易，機械壽命長 2.3自能式SF6斷路器 自能式SF6斷路器有兩種滅弧原理:熱膨脹原理;旋弧原理。目前絕大多數(shù)自能式斷路器利用熱膨脹原理。自能式原理是利用電弧能量加熱膨脹室的SF6氣體，建立壓力，形成氣流，熄滅電弧。但在開斷小電流時，因電弧能量小，需要加一個小活塞壓氣，形成助吹。由于操作功的大大減小，這樣可采用結(jié)構(gòu)簡單的彈簧操動機構(gòu)。目前熱膨脹式已發(fā)展到第二代。第一代產(chǎn)品是通過減小滅弧所需壓氣能量而達到減少操作功的效果。壓氣活塞直徑是按開斷30%最大故障電流設(shè)計的，而且運動質(zhì)量也小，這就減小了操作功。第二代產(chǎn)品更加完善熱膨脹效應(yīng)，提高開斷性能，既改善了開斷容性電流，又進一步減小了操作功

6、 2.4智能式SF6斷路器 現(xiàn)代高壓斷路器現(xiàn)代化的又一個特點是斷路器智能化，即由傳統(tǒng)的機電系統(tǒng)發(fā)展成以計算機為核心的現(xiàn)代智能化系統(tǒng)。當前對高壓斷路器在線檢測內(nèi)容有: 1)SF6氣體; 2)操動機構(gòu)系統(tǒng); 3)脫扣器; 4)控制和輔助回路; 5)動力傳動鏈 通過這此檢測可發(fā)現(xiàn)90%以上的故障，在線檢測可使斷路器從定期檢修變?yōu)閷崟r狀態(tài)檢修 3.瓷柱式與罐式SF6斷路器及其應(yīng)用 我國最早應(yīng)用SF6斷路器，是在1970年東北電管局從國外引進了3臺西門子公司生產(chǎn)的H-912型220KV雙壓瓷相式SF6斷路器安裝于沈陽虎石臺一次變電站，如今運行良好。高壓六氟化硫斷路器按照結(jié)構(gòu)分為瓷相式與罐式兩種，二者對比

7、，它們都有各自的特點 1)瓷相式和罐式高壓SF6斷路器，它們均能滿足高壓大容量的要求。瓷相式的滅弧室裝在絕緣支相上，通過串聯(lián)滅弧室，將它們安裝在適當高度的絕緣支相上，便可獲得任意的電壓額定值。絕緣支相現(xiàn)大多為瓷相，也出現(xiàn)了有機復(fù)合支相。罐式的滅弧室安裝在與地電位相連的金屬罐體內(nèi)。高電壓下，每相需要將多個滅弧室串聯(lián)裝在同一罐體內(nèi)。 2)加裝電流互感器。從加裝電流互感器方面看，瓷相式斷路器處于劣勢。因為瓷相式的滅弧室安裝在絕緣子內(nèi)，位于絕緣支相頂上，電流互感器必須單獨裝在自身的絕緣支相上;而套管式電流互感器可裝在罐式斷路器的套管上。在某些使用場合，斷路器不需要帶電流互感器，尤其在用作投切電容器組和

8、并聯(lián)電抗器的開關(guān)時。在這里，瓷相式的價格只相當于罐式斷路器的60%，且因采用多斷口，能更好地耐受重擊穿 3)外部耐壓能力。從外部耐壓來看，瓷相式斷路器滅弧室多個串聯(lián)就能滿足任一額定電壓值，但外部絕緣耐受能力受其滅弧室自身長度的限制。而罐式斷路器只要能開發(fā)出為減少斷口數(shù)而必要的耐受能力，就可制出絕緣套管。因此罐式斷路器已做到550kV / 63kA單斷口1100kV / 50kA雙斷口。 4)SF6氣體用量。從SF6氣體用量看，瓷相式優(yōu)于罐式。罐式斷路器的用氣量比瓷相式多得多 5)適應(yīng)環(huán)境能力。從適應(yīng)環(huán)境角度看，大容積罐式斷路器表現(xiàn)出其優(yōu)勢。在罐式斷路器可放入加熱器，而瓷相式則不能 6)抗震能力

9、。從抗震角度看，罐式斷路器遠優(yōu)于瓷相式。因瓷相式斷路器重心高導(dǎo)致抗震性差 7)價格比較。從價格看，對同等容量而言，瓷相式斷路器優(yōu)于罐式。一般來說，罐式斷路器的價格比同等容量的瓷相式斷路器加外置電流互感器(如SF6互感器)的價格還高出20%左右 我國電網(wǎng)建設(shè)正在快速向前發(fā)展。一方面，表現(xiàn)在電網(wǎng)的建設(shè)投資已超過電源建設(shè)的投資，使電網(wǎng)與電源和諧發(fā)展，改善了過去那種“重發(fā)輕送不管用”的局面。在電網(wǎng)建設(shè)中，不僅注重骨干電網(wǎng)，而且作為輸配電的城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)也有了大發(fā)展，使電力能上網(wǎng)也能下網(wǎng)，以便供電給千千萬萬的用戶。另一方面，隨著電力的大發(fā)展，我國電網(wǎng)的電壓已有中壓、高壓、超高壓和特高壓。2009年1

10、月6日，我國首條1 000 kV線路投運，這是世界上首條真正投入商業(yè)運行的最高電壓線路。同時，我國現(xiàn)已建有220 kV及以上線路40多萬km。電網(wǎng)的大發(fā)展為高壓開關(guān)設(shè)備制造業(yè)提供了千載難逢的發(fā)展機遇。高壓開關(guān)設(shè)備在線路中起控制和保護作用。當線路運行時，隨著高壓開關(guān)的關(guān)合，強大的電力源源不斷地流向用戶，而當線路發(fā)生故障（如短路）時，高壓開關(guān)一馬當先，立即切除故障，保障線路的安全。因此，高壓開關(guān)對線路的安全運行至關(guān)重要。近20多年來，特別是改革開放以來，高壓開關(guān)行業(yè)經(jīng)歷了輝煌的發(fā)展歷程。這從高壓開關(guān)行業(yè)協(xié)會來看，會員單位從20年前的七八十家發(fā)展到今天的七八百家；高壓開關(guān)行業(yè)的產(chǎn)值從 20 年前的

11、25 億元發(fā)展到現(xiàn)在的1 000 多億元；生產(chǎn)配套能力從20年前的幾百萬千瓦發(fā)展到現(xiàn)在的過億千瓦；生產(chǎn)開發(fā)的產(chǎn)品從20年前的仿制和技術(shù)引進發(fā)展到現(xiàn)在自主創(chuàng)新的完全國產(chǎn)化；產(chǎn)品電壓等級從高壓上升到超高壓和特高壓。如我國自主創(chuàng)新，開發(fā)出550 kV單斷口SF6斷路器和GIS、800 kV雙斷口SF6斷路器和GIS，合作和自主開發(fā)出1 100 kV GIS和HGIS。這些產(chǎn)品已達到世界先進水平。“十一五”期間，高壓開關(guān)行業(yè)各項經(jīng)濟指標均大幅增長，其中，工業(yè)總產(chǎn)值年均增長25.89%；利潤總額年均增長20.43%。產(chǎn)品產(chǎn)量增長顯著，其中550 kV氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備2010年產(chǎn)量較2005年增長

12、3.3倍，年均增長66.1%；40.5 kV交流金屬開關(guān)設(shè)備2010年產(chǎn)量較2005年增長1.18倍，年均增長23.54%；12 kV環(huán)網(wǎng)柜2010年產(chǎn)量較2005年增長81%，年均增長16.2%。高壓開關(guān)行業(yè)平穩(wěn)快速增長，保障了國家重點工程建設(shè)的順利實施，滿足了電力發(fā)展和電網(wǎng)建設(shè)的需求，支持了國民經(jīng)濟的快速增長。2010年，高壓開關(guān)行業(yè)繼續(xù)保持平穩(wěn)較快增長，全年實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值1 518.19億元，比2009年增長13.24%。由于受到國家宏觀調(diào)控政策和電網(wǎng)投資下降等因素影響，增長速度較上年有所下降，較上年下降了3.78個百分點。全年生產(chǎn)126 kV及以上電壓等級氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備12

13、744間隔，生產(chǎn) 126 kV及以上電壓等級高壓SF6斷路器8 142臺，生產(chǎn)各型金屬封閉開關(guān)設(shè)備511 476面。高壓開關(guān)設(shè)備是指用于發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換有關(guān)的開關(guān)電器。習(xí)慣上將高壓開關(guān)設(shè)備的額定電壓細分為中壓（3.6 kV、7.2 kV、12 kV、24 kV和40.5 kV）、高電壓（72.5 kV、126 kV和252 kV）、超高壓（363 kV、500 kV和800 kV）及特高壓（1 100 kV）等。高壓開關(guān)設(shè)備的額定電壓高于線路對應(yīng)的標稱電壓。高壓開關(guān)設(shè)備包括元器件和成套裝置。以下介紹我國最新自主研發(fā)的特高壓和超高壓及高電壓典型產(chǎn)品。1 特高壓大容量1 100 kV/6

14、 300 A63 A GIS我國1 000 kV晉東南南陽荊門交流特高壓試驗示范工程是我國第一個特高壓輸電工程，且是世界上第一個以特高壓長期運行的特高壓輸電工程，于2009 年1月6日正式投入運行。該工程包括3站2線，起于山西省晉東南變電站，經(jīng)河南省南陽開關(guān)站，止于湖北省荊門變電站。1 000 kV晉東南南陽荊門交流特高壓試驗示范線路全長640 km（含黃河和漢江兩個大跨越工程），經(jīng)過山西、河南和湖北三省九市。我國特高壓形成三縱三橫一環(huán)網(wǎng)格局。根據(jù)國家電網(wǎng)公司透露的特高壓工程建設(shè)規(guī)劃，到2015年，將建成“三華”（華北、華東和華中）特高壓電網(wǎng)，形成“三縱三橫一環(huán)網(wǎng)”，并將建成11回特高壓直流輸

15、電工程。按照該規(guī)劃，未來5年特高壓的投資規(guī)模將達到2 700億元。2009年1月6日，我國首條晉東南南陽荊門1 000kV特高壓交流試驗示范工程投入運行。當時提供的1 100kV特高壓GIS（HGIS）為與國外企業(yè)合作生產(chǎn)，其中西開電氣與ABB 公司、平高電氣與東芝公司以及新沈高與日立公司合作。當時產(chǎn)品的主要參數(shù)為1 100 kV/4 000A50 kA。為了滿足國網(wǎng)公司后續(xù)特高壓工程1 100 kV/6 300 A63 kA 開關(guān)設(shè)備市場的需求，國內(nèi)主要制造商自主對該參數(shù)特高壓開關(guān)設(shè)備進行了研發(fā)。如西開電氣于2010年9月完成1 100 kV/6 300 A63 kA特高壓開關(guān)設(shè)備研制。又如

16、平高電氣特高壓大容量開關(guān)設(shè)備也于2010年12月23日在中國高壓電器監(jiān)督檢驗中心通過了全部型式試驗。平高電氣在晉東南特高壓工程50 kA百萬伏級斷路器的基礎(chǔ)上，研制成功了63 kA百萬伏級雙斷口斷路器。在歷時兩年的研制過程中，先后攻克了6 300 A額定電流升級，63 kA短路開斷電流增容及雙斷口等關(guān)鍵技術(shù)。新沈高自主研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的1 100 kV/6 300 A63 kA GIS產(chǎn)品。斷路器采用四斷口串聯(lián)結(jié)構(gòu)，用液壓彈簧操動機構(gòu)。全部殼體采用鋁合金材料，呈低位布置。西開電氣于2009年正式啟動了 1 100 kV/6 300 A63 A GIS 的研制，在特高壓試驗示范工程原有的4

17、 000A/50 kA 設(shè)備基礎(chǔ)上，研發(fā)了1 100 kV/6 300 A63 kA大容量開關(guān)設(shè)備。以下對西開電氣大容量GIS 作一簡介。1 100kV/6 300 A63 kA GIS采用整體分相式結(jié)構(gòu)，由斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)、充氣套管、母線、電壓互感器和避雷器等元件組成。（1）斷路器1 100 kV 斷路器整體采用水平布置，中心高度為1.3 m，便于操作、維護和檢修。滅弧室采用四斷口串聯(lián)結(jié)構(gòu)，水平布置，每斷口間帶有并聯(lián)電容器。閉合電阻與滅弧室并聯(lián)分列，處于一個單獨的氣室，并帶有一個單獨的閉合電阻開關(guān)。閉合電阻開關(guān)是一個合分開關(guān)，采用了合后即分的設(shè)計原理。每相

18、斷路器配用一臺HMB 16型液壓操動機構(gòu)，機構(gòu)與滅弧室采用直連結(jié)構(gòu)，通過傳動機構(gòu)驅(qū)動閉合電阻開關(guān)。斷路器滅弧室是在原有4 000 A/50 kA技術(shù)基礎(chǔ)上進行研發(fā)的，為了滿足電流6 300 A的要求，通過反復(fù)優(yōu)化導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，結(jié)合試驗驗證，使滅弧室額定電流達到了6 300 A。額定電流增容主要采取了以下措施。1）對通流4 000 A產(chǎn)品的溫升試驗數(shù)據(jù)進行分析，計算分析出通流1.1×6 300 A可能會超標的部位，優(yōu)化這些部位的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。2）觸頭連接部位通過增加觸指片數(shù)量，導(dǎo)體采用高電導(dǎo)率的材料減少發(fā)熱。3）改善散熱情況，如將靜側(cè)觸指支撐分拆為兩個零件，其中與靜觸頭接觸部分的材料由鑄鋁改為

19、銅材，以改善導(dǎo)熱、散熱條件，降低設(shè)備溫升。（2）隔離開關(guān)隔離開關(guān)分為帶投切電阻和不帶投切電阻兩種。不帶投切電阻隔離開關(guān)為直角型隔離開關(guān)，配用電動機機構(gòu)。帶投切電阻隔離開關(guān)采用立式布置，配用電動彈簧操動機構(gòu)，設(shè)有500 VFT電阻。兩種結(jié)構(gòu)的隔離開關(guān)均采用單相操作，三相間無傳動裝置，可根據(jù)需要設(shè)置觀察窗，方便觀察斷口狀態(tài)?？膳c接地開關(guān)組合，也可單獨使用。殼體采用焊接結(jié)構(gòu)。兩種隔離開關(guān)均具有開、合容性電流（有效值）2 A，感性電流（有效值）1 A及合母線轉(zhuǎn)移1 600 A，轉(zhuǎn)換電壓400 V的能力。（3）接地開關(guān)、快速接地開關(guān)接地開關(guān)、快速接地開關(guān)設(shè)計理念先進，零部件數(shù)量少，通用性強，生產(chǎn)組織極為

20、方便。接地開關(guān)配用電動機構(gòu)，快速接地開關(guān)配用電動彈簧操動機構(gòu)，可以與隔離開關(guān)配合使用，也可以與母線接頭配合使用?？焖俳拥亻_關(guān)具有關(guān)合短路電流，以及開合靜電感應(yīng)電流、電磁感應(yīng)電流的能力。采用鑄鋁殼體，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠。快速接地開關(guān)具有開合電磁感應(yīng)電流360 A，電磁感應(yīng)電壓30 kV，靜電感應(yīng)電流50 A，靜電感應(yīng)電壓180 kV的能力。額定短路關(guān)合能力171 kA，2次。（4）電流互感器電流互感器采用電磁式原理，外置式結(jié)構(gòu)，采用SF6氣體絕緣，安裝在斷路器兩側(cè)?；ジ衅骶€圈采用環(huán)氧樹脂半澆結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高。（5）進出線套管套管可選用瓷套管或復(fù)合套管，復(fù)合充氣套管的導(dǎo)2 800 kV

21、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）生產(chǎn)800 kV GIS的國內(nèi)公司主要有西安西電開關(guān)電氣有限公司（以下簡稱“西開電氣”）、新東北（沈陽）高壓開關(guān)有限責任公司（以下簡稱“新沈高”）、平高電氣有限責任公司（以下簡稱“平高電氣”）。西開電氣在消化吸收引進的550 kV GIS技術(shù)基礎(chǔ)上，自主創(chuàng)新，研發(fā)出了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的800 kV GIS，并于2007年5 月在國內(nèi)率先完成了整套型式試驗；新沈高公司通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓，分別引進韓國曉星公司的800 kV GIS制造技術(shù)，并逐步國產(chǎn)化。新沈高公司與韓國曉星公司合作為我國750 kV試驗示范線路提供了兩間隔GIS設(shè)備，并已投運。后續(xù)750 kV電網(wǎng)建

22、設(shè)中，西開電氣、新沈高及平高電氣均有不同數(shù)量的訂貨。2.1 西開電氣800 kV GIS西開電氣于2006年3月開始自主研制800 kV GIS，并于2007年5月完成了整套型式試驗，2008年6月通過了中國機械工業(yè)聯(lián)和會主持的技術(shù)鑒定，現(xiàn)已有22間隔的工程訂貨。800 kV GIS采用整體分組結(jié)構(gòu)，由斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)、充氣套管、母線、電壓互感器和避雷器等元件組成，除斷路器外，其余元件均按1 100 kV電壓等級進行設(shè)計，并分別按800 kV和1 100 kV電壓等級完成了絕緣試驗。800 kV GIS用斷路器，滅弧室為臥式布置，采用雙斷口結(jié)構(gòu)，斷口間帶有并

23、聯(lián)電容及閉合電阻。斷路器配用大功率液壓彈簧操動機構(gòu)。結(jié)構(gòu)上采用模塊集成化設(shè)計，無外接管路，以碟形彈簧為儲能元件，具有操作功率大，體積小，性能穩(wěn)定等特點。電流互感器采用電磁式原理，內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，氣體絕緣，安裝在斷路器兩側(cè)，互感器線圈采用整體環(huán)氧樹脂澆注。隔離開關(guān)采用立式布置，配用電動彈簧操動機構(gòu)，并設(shè)有分、閉合電阻，可有效地抑制快速瞬態(tài)過電壓（VFTO）。接地開關(guān)分兩種：檢修用接地開關(guān)，配用電動操動機構(gòu)；快速接地開關(guān)，配用快速彈簧操動機構(gòu)。盆式絕緣子采用帶金屬法蘭結(jié)構(gòu)，可有效減小絕緣材料的承載應(yīng)力，同時使接地連接更為可靠，產(chǎn)品外觀簡潔。母線殼體采用鋁合金焊接殼體，導(dǎo)體為鋁管型材加工而成，導(dǎo)體連接采

24、用插入式觸頭結(jié)構(gòu)產(chǎn)品基本參數(shù)：額定電壓800 kV，額定電流4 000 A，額定短路開斷電流為 50 kA，額定峰值耐受電流為135 kA，額定短路持續(xù)時間為2 s，額定雷電沖擊耐受電壓為2 100 kV，額定操作沖擊耐受電壓為1 550 kV，額定短時工頻耐受電壓為960 kV。西開電氣800 kV GIS 除斷路器外其余部分均按照1 100 kV電壓等級設(shè)計，有較大的裕度；并且在國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心進行了整套型式試驗，絕緣試驗分別按800 kV和1 100 kV電壓等級進行了絕緣驗證，對充氣套管外絕緣進行了海拔3 000 m的修正驗證；斷路器具有很強的短路分斷能力，可滿足系統(tǒng)時間常

25、數(shù)120 ms條件下的短路分斷要求，直流分量達81%。型式試驗表明該產(chǎn)品滿足設(shè)計要求。2.2 平高電氣ZF27800型GISZF27800型GIS是河南平高電氣有限責任公司為我國750 kV電網(wǎng)建設(shè)自主研發(fā)成功的800 kV GIS。該產(chǎn)品于2005年研制，2007年4月通過全部試驗，并于2007年10 月通過國家級鑒定。該產(chǎn)品由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、母線、電壓互感器、避雷器、套管和匯控柜等組成。ZF27800型GIS元件總體呈一字形布置，其中斷路器為雙斷口串聯(lián)臥式布置，液壓機構(gòu)在斷路器大罐體底部，電磁式電流互感器在其兩側(cè)。該產(chǎn)品在研發(fā)過程中進行了滅弧室開斷性能分析，優(yōu)化了滅

26、弧室的氣流場、電場等；又進行了機械特性和強度分析，使之達到結(jié)構(gòu)性能上的最優(yōu)化；還進行了絕緣性能分析，優(yōu)化元件內(nèi)部電場，改善電場分布。2.3 新沈高ZF15800型GISZF15800型GIS是新沈高公司自主開發(fā)的新產(chǎn)品，其性能優(yōu)良，已銷售11間隔。主要技術(shù)參數(shù)和特點：額定電流為5 000 A，母線額定電流為6 300 A，額定短路開斷電流為50 kA，斷路器為雙斷口，配液壓機構(gòu)，鋁外殼，適用于戶外、低溫和高海拔地區(qū)；標準模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊靈活；1 min工頻耐壓為960 kV；雷電沖擊耐壓為2 100 V，操作沖擊耐壓為1 550 kV；隔離開關(guān)、接地開關(guān)、母線和電流互感器SF6氣體額定最低

27、功能壓力僅為0.3 MPa。3 550 kV單斷口罐式SF6斷路器我國開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的550 kV單斷口罐式SF6斷路器，這使我國成為繼日本之后第二個擁有550 kV單斷口SF6斷路器設(shè)計和制造技術(shù)的國家。眾所周知，現(xiàn)代高壓斷路器的發(fā)展趨向高電壓、大容量和小型化。550 kV單斷口SF6斷路器的研制成功體現(xiàn)了高壓SF6斷路器技術(shù)的巨大進步。550 kV單斷口SF6斷路器的滅弧單元經(jīng)歷了四斷口雙斷口單斷口。單斷口相比雙斷口SF6斷路器，產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)得到了簡化，零部件數(shù)量及用氣量大大減少，產(chǎn)品的運行可靠性和技術(shù)經(jīng)濟指標得到大幅度提高。日本有這樣的經(jīng)驗：日本1976年550 kV罐式斷路器為

28、四斷口，到1993年減為單斷口。若以雙斷口與單斷口作比較，雙斷口的斷路器為100%，則單斷口斷路器的重量減至為70%，零部件數(shù)減至約70%，充氣量減至約60%。3.1 西開電氣500 kV單斷口罐式斷路器西開電氣公司于1999年開始啟動550 kV單斷口罐式SF6斷路器的研制計劃，1999年研制成功了363 kV/500 kA單斷口SF6斷路器，在此基礎(chǔ)上，通過利用計算機解析技術(shù)對高電壓、大容量斷路器滅弧室進行了探索研究，開發(fā)出了我國首臺550 kV/50 kA單斷口斷路器試驗樣機。（1）主要技術(shù)參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)額定電壓550 kV，額定電流4 000 A，額定短路開斷電流50 kA，額定雷電沖

29、擊耐受電壓1 657 kV，額定工頻耐受電壓680 kV。該斷路器為交流50 Hz戶外型落地罐式開關(guān)設(shè)備，產(chǎn)品為分相式，操動機構(gòu)掛于罐體的一端，電流互感器線圈置于套管下方，總體結(jié)構(gòu)緊湊。滅弧室為單斷口結(jié)構(gòu)，滅弧室零部件較雙斷口斷路器減少約一半，簡化了結(jié)構(gòu)，提高了產(chǎn)品運行的可靠性。每臺為斷路器配一定數(shù)量的電流互感器，斷路器采用CQ1型式氣動彈簧操動機構(gòu)，可實施分極操作，也可進行三極電氣聯(lián)動操作。（2）550 kV單斷口斷路器的技術(shù)要點通過提高額定氣體壓力，加大噴口喉部長度，增加大弧觸頭附近的氣體密度以及降低弧觸頭端部電場強度等措施，使得開斷速度與363 kV/50 kA單斷口SF6斷路器相比提高

30、了約30%。另外，在斷路器殼體內(nèi)部設(shè)置了內(nèi)拐臂，使滅弧室的動作行程相對于操動機構(gòu)得到了加大，從而減小了可動側(cè)的等價質(zhì)量。與雙斷口斷路器相比，將額定SF6氣體壓力0.5 MPa提高到0.6 MPa，使絕緣性能提高約13%（額定壓力下）和15.7%（閉鎖壓力下），從而增大了弧觸頭附近的氣體密度，有利于提高斷口間絕緣的恢復(fù)特性。3.2 平高LW55550/Y4000單斷口罐式SF6斷路器LW55550/Y4000型罐式SF6斷路器是河南平高電氣股份有限公司借鑒國內(nèi)外先進技術(shù)自主設(shè)計開發(fā)的產(chǎn)品。產(chǎn)品包括斷路器、電流互感器和充氣套管。采用SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)，滅弧室為單斷口，采用單壓式變開距結(jié)構(gòu)

31、。LW55550/Y4000型罐式SF6斷路器整臺產(chǎn)品由三個獨立操作的極組成。斷路器為單斷口，水平布置在罐內(nèi)；配用液壓操動機構(gòu)，操動機構(gòu)放置在金屬罐體一端。斷路器操作方式為分極操作，可以進行單極通斷操作和自動重閉合操作，也可通過電氣三極聯(lián)運操作，配用的液壓機構(gòu)為集成塊式、大功率液壓操動機構(gòu)，液壓管路全部內(nèi)置，無滲漏。采用了貝林格公司提供的閥系統(tǒng)（包括一級閥和二級閥），保證液壓系統(tǒng)的安全可靠操作。4 126 kV氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）技術(shù)的進步126 kV GIS在我國發(fā)展迅猛，產(chǎn)最多，用量大。據(jù)統(tǒng)計，2010年126 kV GIS產(chǎn)量為9 272間隔，較2009年增長率為24.76

32、%，較2009 年提高了16.44%，超過了GCB（斷路器）的產(chǎn)量，占全部電壓等級產(chǎn)量的70%左右126 kV GIS在我國的發(fā)展分為三個階段，三相分筒式、三相共筒式以及智能化型。分筒式階段：誕生于20世紀 七八十年代，參數(shù)做到額定電流2 0003 150 A，短路開斷電流31.540 kA。間隔寬度普遍在1.8 m左右，后又做到1.2 m左右。三相共筒式階段：誕生于20世紀90年代。參數(shù)做到額定電流3 150 A，短路開斷電流40 kA。三相共筒式分老產(chǎn)品和新產(chǎn)品。老產(chǎn)品間隔寬度為1.21.4 m，新產(chǎn)品小型化，間隔寬度最小為0.8 m。智能化型：隨著國家建設(shè)智能電網(wǎng)智能化型GIS 應(yīng)運而生

33、。它以先進的傳感技術(shù)為支撐，以電子和計算機控制技術(shù)為理論支撐的智能檢測分析判斷功能，以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為支撐的將GIS 設(shè)備信息與變電站主控計算機信息連在一起的信息共享功能。新一代三相共筒式設(shè)計是以小型化、標準模塊化、工程布置方案靈活以及高可靠性為出發(fā)點，全面提升三相共筒型GIS 的技術(shù)檔次。在新一代GIS 中，采用三工位隔離接地組合開關(guān)呈直列式布置，滅弧技術(shù)從原來的壓氣原理提升到自能熄弧原理。采用熱膨脹與壓氣室分離的自能滅弧結(jié)構(gòu)。126 kV GIS的最新產(chǎn)品可以 ZF23126/400050型GIS為代表，參數(shù)達到額定電流4 000 A，短路開斷電流 50 kA，間隔寬度1 m，結(jié)構(gòu)緊湊，做到小型化，減少制造和運輸材料約30%，運行期間耗能減少20%，減少SF6氣體用量20%，也就減少了對環(huán)境的破壞20%。5 高電壓126 kV及72.5 kV真空滅弧室及其真空斷路器目前，國內(nèi)外高電壓（72252 kV）真空斷路器已嶄露頭角，發(fā)展前景看好。我國最新研制出126 kV戶外高電壓真空斷路器及其滅弧室，國外已作出145 kV單斷口和168 kV雙斷口產(chǎn)品。我國由西安高壓電器研究所牽頭已自行研制出126 kV/200040玻璃外殼真空滅弧室，并配新研制的12