超高压开关技术_3_800kV气体绝缘金属封闭开关设备_GIS_

4000A；额定短路开断电流为 50kA；额定峰值耐受电流为
135kA；额定短路持续时间为 2s；额定雷电冲击耐受电压
为 2100kV；额定操作冲击耐受电压为 1550kV；额 定 短 时
工频耐受电压为 960kV。
西 开 电 气 800kV GIS 除 断 路 器 外 其 余 部 分 均 按 照
1100kV 电 压 等 级 设 计 ，有 较 大 的 裕 度 ；并 且 在 国 家 高 压
器配用大功率液压弹簧操动机构。 结构上采用模块集成
化设计，无外接管路，以碟形弹簧为储能元件，具有操作
功率大、体积小、性能稳定等特点。
电流互感器采用电磁式原理，内置式结构，气体绝缘，
安装在断路器两侧，互感器线圈采用整体环氧树脂浇注。
隔离开关采用立式布置，配用电动弹簧操动机构，并
设有分、 合闸电阻， 可有效地抑制快速瞬态过电压
置电阻。
条 750kV 线路开建， 约需增加 10～20 间隔 800kV GIS 或 罐式断路器。
800kV GIS 为高科技产品， 技术含量高， 制造难度 大， 充分显示出我国设备制造业具备了超高压开关设备 的自主研制能力。
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ZF27-800 型 GIS 已中标青海官亭变电站二期 工程 2 间隔，三期工程 2 间隔，4 期工程 1 间隔，国 电宝鸡二电厂 2 间隔。
3 新沈高 ZF15-800 型 GIS（H-GIS）
ZF15-800 型 GIS 是 新 沈 高 自 主 开 发 的 新 产 品。 其性能优良，已销售 11 间隔。 主要技术参数和 特点：额定电流 5000A，母线额定电流 6300A，额定 短路电流 50kA；断路器为双断口，配液压机构，铝 外壳，适用于户外、低温、高海拔地区；标准模块化 设计，结构紧凑灵活。 1min 工频耐压 960kV，雷电 冲击耐压 2100kV，操作冲击耐压 1550kV。 隔离开 关、接地开关、母线、电流互感器 SF6 气体额定最低 功能压力仅为 0.3MPa。
dB
≤110
1P4X
套管采用平高成熟的双层金属屏蔽结构，用 于对地绝缘和电流的引进引出。 根据用户要求，可 提供硅橡胶套管、瓷套管 2 种规格的套管。
母线为三级分箱布置， 中心主导电回路封闭 在 接地的金属壳体内 ， 壳 体 内 充 SF6 气 体 作 为 绝 缘；中心导体用盆式绝缘子，支柱绝缘子支撑在金 属壳体中部。
学
设自主研发成功的 800kV GIS。
造
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专 家 讲 堂 Experts′ Platform
该 产 品 于 2005 年 研 制 ，2007 年 4 月 通 过 全 部 试
操 动 机 构 为 操 作 功 高 达 36kJ 的 大 功 率 集 成 式 液 压
验 ，并 于 2007 年 10 月 通 过 国 家 级 鉴 定 。 该 产 品 由 断 路
机构，控制阀为进口瑞士贝林格阀系统。
器、隔离开关、接地开关、电流互感器、母线、电压互感
隔离开关 ／ 接地开关采用东芝成功用于南非 ESKDM
器 、避 雷 器 、套 管 和 汇 控 柜 等 组 成 。 ZF27-800 型 GIS 元
800kV 断路器由 3 个独立的极组成， 每极配一台液
4 结束语
压操动机构。 单极断路器呈 T 型布置，液压机构位于断路
750kV 电压等级是西北电网主网架电压， 也是我国
器罐体中间下部。 其灭弧室为双断口单压式变开距结构，
目前正式运行的最高电压等级。 西北电网覆盖地域面积
通过传动箱将 2 个 550kV 单断口灭弧室串联而成。 整个
μV
≤500
12 SF6 气体年漏气率
%
≤0.5
13 SF6 气体压力（表压）MPa 断路器 其它气室
MPa
0.6 0.5
14 SF6 气体水分含量 (体积分数)
15 噪声测量 16 外壳防护等级
断路器、 隔离开关
其它气室
出厂前 ≤150 10-8 出厂后 ≤250
出厂前 ≤300 出厂后 ≤500
大，现正在建设 750kV 22 个站、38 条线。 2009 年，已有多
灭弧室由绝缘支座支撑。 绝缘支座内部有一绝缘操作杆，
●
栏 将机构与传动箱中拐臂连接， 再通过拐臂最终分别与灭
目
编 弧室 2 端的运动件连成一体， 进而实现液压机构对灭弧
辑
梁 室各断口的同步分、合闸操作，根据用户要求确定是否配
学 造
电流互感器为穿心式电流互感器 。 主绝缘是 SF6 气 体和绝缘子。
表 1 通用技术参数
序号
项目
单位
额定参数
1 额定电压
kV
800
2 额定频率
Hz
50
3 额定电流
A
5000
4 额定短时耐受电压
kA
50
5 额定短路持续时间
s
2
6 额定峰值耐受电流
kA
135
7 额定短时工频耐受电压 极对地
(1min 有效值)
（VFTO）。 接地开关分 2 种：检修用接地开关，配用电动操
动机构；快速接地开关，配用快速弹簧操动机构。
盆式绝缘子采用带金属法兰结构， 可有效减小绝缘
材料的承载应力，同时使接地连接更为可靠，产品外观简
洁。 母线壳体采用铝合金焊接壳体，导体为铝管型材加工
而成，导体连接采用插入式触头结构。
产品基本参数达到：额定电压为 800kV；额定电流为
该产品在研发过程中进行了灭弧室开断性能分析，
用作正常情况下的工作接地；二为快速接地开关(快动开
优化了灭弧室的气流场、电场等；进行了机械特性和强度
关)，配电动弹簧操动机构，还具有切合静电感应电流、电
分析，使之达到结构性能上的最优化；还进行了绝缘性能
磁感应电流及关合峰值电流的能力。
分析，优化元件内部电场，改善电场分布。 800kV GIS 的 通用技术参数见表 1。
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超高压开关技术（3）
8 0 0 k V 气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）
● 西安高压电器研究所有限责任公司 李建基
我国已研发出具有自主知识产权的 800kV 气体绝缘 金属封闭开关设备，并已用于我国西北 750kV 输电线路。 该产品具有国际先进水平。 西安西开高压电气股份公司 （下简称西开电气）、河南平高电气股份有限公司（下简称 平 高 电 气 ）、新 东 北 电 气 （沈 阳 ）高 压 开 关 有 限 公 司 （ 下 简 称新沈高） 均已研制出这种先进的产品。 以下介绍这种 800kV GIS 产品技术及性能。
800kV GIS 研制成功后得到了市场认可。 截止 2008
年西开电气已经获得了 22 间隔 GIS 的订货。 其中兰州东
750kV 变电站二期 800kV GIS 设备已交货， 并完成安装
调试工作。
●
栏
2 平高电气 ZF27-800 型 GIS
目 编
辑
ZF27-800 型 GIS 是 平 高 电 气 为 我 国 750kV 电 网 建 梁
断口间
kV
960 960+(324)
8 额定雷电冲击耐受电压 极对地
(1.2 ／ 50μs 峰值)
断口间
kV
2100 2100+(460)
9
额定操作冲击耐受电压 (全波 250 ／ 2500gs 峰值)
极对地(干 ／ 湿） 断口间
kV
1550 1300+(650)
10 局部放电量(整体)
pC
≤10
11 无线电干扰水平
电器质量监督检验中心进行了整套型式试验， 绝缘试验
分别按 800kV 和 1100kV 电压等级进行了绝缘验证，对充
气套管外绝缘进行了海拔 3000m 的修正验证； 断路器具
有很强的短路开断能力， 可满足系统时间常数 120ms 条
件下的短路开断要求，直流分量达 81％。 型式试验表明该
产品满足设汁要求。
1 西开电气 800kV GIS
西开电气于 2006 年 3 月开始自主研制 800kV GIS， 并于 2007 年 5 月完成了整套型式试验，2008 年 6 月通过 了中国机械工业联合会主持的技术鉴定，现已有 22 间隔 的工程订货。
800kV GIS 采用整体分组式结构，由断路器、电流互 感器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、充气套管、母 线、电压互感器、避雷器等元件组成（见图 1）。 除断路器 外，其余元件均按 1100kV 电压等级进行设计，并 分 别 按 800kV 和 1100kV 电压等级完成了绝缘试验。
800kV GIS 用断路器（见图 2）的灭弧室为卧式布置，
套管
套管支筒
隔离开关
CT
ZC
CT
YC
母线
断路器 接地开关
图 1 800kV GIS 主要组成元件
避雷器 电压互感器
合闸电阻 并联电容器
传动框架 灭弧单元
操动机构
支持绝缘台
图 2 800kV GIS 断路器内部结构
采用双断口结构，断口间带有并联电容及合闸电阻。 断路
250kV GIS 变电站的隔离开关 ／ 接地开关。 隔离开关又分
件总体呈一字型布置， 其中断路器为双断口串联卧式
为 T 形和 Z 形两种。 T 型主要用于主回路的直线隔离处，
布置，液压机构在断路器大罐体底部，电磁式电流互感
Z 形主要用于主回路的直角拐弯隔离处。 接地开关分 2
器在其两侧。
种类型：一为普通接地开关(慢动开关)，配电动操动机构，