高压开关产品系列介绍高压开关产品系列介绍

GFMGFM--126126型型SF6SF6气体绝缘金属封闭开关设备气体绝缘金属封闭开关设备

高压开关产品管理：庄严

4

500kV

110kV 25kV220/110kV

10/20kV10/20kV

380/220V

380/220kV

10/20kV 500kV

Power flow

-

Heavy Industry

Residential Areas

Family Homes Farmhouses

Transmission Network

Rail Traffic

Department Stores, Offices, Light

Industry

Power plant

FarmhousesFarmhouses

Transmission Network

Rail Traffic

高压断路器的演变

Air blast Oil SF6

Live tank-瓷柱式 Dead tank-罐式

高压SF6断路器分类

145kV PCB

420kV PCB245kV PCB

敞开式开关设备敞开式开关设备

–– 紧凑型组合设备紧凑型组合设备

敞开式开关设备敞开式开关设备AISAIS电站电站

敞开式开关设备敞开式开关设备

--

落地罐式断路器落地罐式断路器

混合技术组合电器混合技术组合电器

气体绝缘金属封闭开关设备(全封闭组合电器)

高压开关的分类:

AISAIS--敞开式开关设备敞开式开关设备::

采用空气绝缘技术将采用空气绝缘技术将SF6SF6断路器与隔离开关、接地开关、电流断路器与隔离开关、接地开关、电流//电压互电压互

感器组合在一起的开关设备感器组合在一起的开关设备

HH--GIS(HybridGIS(Hybrid GIS)GIS)--混合技术组合电器混合技术组合电器::

以断路器为主体以断路器为主体,,与隔离接地开关与隔离接地开关,,电流电压互感器等电器设备组合在电流电压互感器等电器设备组合在

一起封闭在一起封闭在充有充有SF6SF6气体的金属壳体内气体的金属壳体内..它不带母线它不带母线,,通过出线套管与通过出线套管与

敞开母线相连敞开母线相连..其纵向尺寸是其纵向尺寸是AISAIS的的40%40%

GISGIS--气体绝缘金属封闭开关设备（气体绝缘金属封闭开关设备（全封闭组合电器）全封闭组合电器）::

将变电站中除变压器的以外的所有元件高压元件组合在充有将变电站中除变压器的以外的所有元件高压元件组合在充有SF6SF6气体气体

的金属壳体内的金属壳体内

为什么要选用为什么要选用GIS?GIS?

什么是GIS：

GIS是气体绝缘金属封闭开关设备的简

称.国内习惯称之为“气体绝缘全封闭

组合电器”

它将变电站中除变压器的将变电站中除变压器的

以外的所有元件如以外的所有元件如: : 母线、隔离母线、隔离//接地接地

开关、断路器、测量及保护互感器、避开关、断路器、测量及保护互感器、避

雷器、快速接地开关、电缆连接头等高雷器、快速接地开关、电缆连接头等高

压元件组合在充有压元件组合在充有SF6SF6气体的金属壳体气体的金属壳体

内内

..

为什么要选用GIS?

SF6的物理特性和化学性能:

被激励的硫原子与六个强负电性的氟

结合成六共价键

非常稳定的呈惰性的气体

无色、无味、无毒

不溶于水

不可燃

密度是空气的5倍

热传导性是空气的2-5倍

为什么要选用GIS?

SF6的电气特性-优异的绝缘性能:

SF6分子具有很强的负电性

SF6在均匀电场中，0.1MPa下的击穿

场强是空气的3倍

增加SF6气体的压力,则绝缘强度增

大,SF6的工作压力如为0.6MPa,此时的

击穿场强高出0.1MPa空气的10倍

为什么要选用GIS?

SF6的电气特性-卓越的灭弧特性:

SF6离解温度比空气低,离解中吸收电

弧中能量大

离解增大,导热系数也增大,对电弧的

冷却作用增强

电弧在SF6气体中变得特别细,在电流

过零时电弧很容易熄灭

在SF6中,电流过零前的截流小,避免了

高的过电压

为什么要选用GIS?

当代GIS的优点:

尺寸小,节省占地面积

全密封,受环境影响小

可靠性高

维护工作量少

重量轻,节省建筑成本

安装时间短

无电磁干扰

为什么要选用GIS?

预计需要经过近三十年的发展,我国才能进入用电小康社会(人均装机容

量1kW),高压开关行业仍有近三十年的持续发展期.

西电东送﹑南北互供﹑跨区联网将大大拉动对高压开关的需求,电网联

网也需要更多的126kV开关设备参与配电.

每新增装机容量1亿KW,需要配用断路器22000台,相应含GIS约7000间隔.

大多数城网限制35kV电压等级,原应设置的8-9个35kV变电站将由一个

110kV变电站所替代.

城市化发展迅速,土地增值,110及220kV变电站的扩容、改造将优先采用

占地面积少的GIS设备.

126kV GIS的市场需求分析

126kV GIS的增长情况与趋势

焊接壳体采用高强度铝板焊接，仅一条焊缝，焊缝泄露概率小,重量轻（节省土

建投资成本）,油漆破损后不会产生腐蚀.

产品间隔所有元件用螺柱支撑在底架上，通过调整螺杆支撑高度方便主母线对

接，安装完成后中间间隔可以单间隔拆除或调整。

母线气室按间隔划分（Huadian，ABB，Areva)

产品元件模块种类少，结构简单，标准化程度高。

操作开关置顶,维修方便,并有助于减轻少开断短路电流时对地面的动态载荷。

双气室自能式灭弧，从开断试验的效果看，双气室自能式灭弧在开断额定短路电

流时有更高的成功率。

欧式欧式GISGIS的特点的特点

ABB

Siemens

Areva

PTC

JAE

Hyundai

Nissin

Huadian

西开

泰开

平高

新东北电气

北开

德力西

正泰

大全

益和

……

126kV GIS 产品等级划分

按品牌，技术水平，价格水平可分为：高端产品，高 中端产品，中端产品及中低端产品

产品等级 制造商 产量(间隔) 市场占有率（%）

高端

PTC 360 4.66

13.09ABB 303 4.23

Siemens 247 3.20

Areva 100 1.30

中高端

AE Power 180 2.33

6.22Hyundai 120 2.33

Nissin 180 2.33

126kV GIS 产量及国内市场占有率

2008年总产量：7716间隔

制造商 产量(间隔) 市场占有率（%）

中端

西开 1602 20.76

65.89

泰开 1508 19.54

平高 1081 14.01

新东北电气 551 7.14

北开 342 4.43

中低端

西高所（西安） 305 3.95

14.80

德力西 213 2.76

正泰 134 1.74

大全 112 1.45

益和 73 0.95

其它 305 3.95

126kV GIS 产量及国内市场占有率

客户市场等级的划分

Mid-end targeted

中端目标客户市场

Strategic high-end

战略高端客户市场

High-end

高端客户市场

Mid-end to develop

中端待开发客户市场

价格水平

市场容量

126kV GIS126kV GIS中高低端市场客户群中高低端市场客户群

1.1.战略高端用户主要分布在北京、天津、上海、江苏、浙江、广东等经济战略高端用户主要分布在北京、天津、上海、江苏、浙江、广东等经济

发达城市和省份发达城市和省份;;

2.2.高端用户主要集中在烟草、石油石化天然气、化工和冶金行业高端用户主要集中在烟草、石油石化天然气、化工和冶金行业;;

3.3.华东其他地区、华北、华中地区是华东其他地区、华北、华中地区是126kV126kV高压高压GISGIS中端目标客户较集中的中端目标客户较集中的

区域区域,,其中山东省是 大的中端目标客户市场其中山东省是 大的中端目标客户市场;;

4.4.西北、西南、西北、西南、

东北除成都、重庆、西安东北除成都、重庆、西安,,云南的大部分地区是云南的大部分地区是126kV126kV高高

压压GIS GIS 中端待开发客户市场较集中的区域。中端待开发客户市场较集中的区域。

目前中国高压目前中国高压GISGIS市场的中高低断客户呈明显的区域和行业特性。市场的中高低断客户呈明显的区域和行业特性。

GFM-126型GIS是一款具有小型化的三相共箱产品，适合电网中的所

有布置

GFM-126设计

GFM-126 的技术参数:

额定电压

126/145kV

额定电流

…3150A

额定频率

50/60Hz

额定短时工频耐受电压

230kV/1min

额定雷电冲击耐受电压

550kV/1min

额定短路开断电流

40kA

额定短时耐受电流

40kA/4s

气体平均年泄露率

＜0.5%

免维护周期

＞20年

标准间隔宽度

800mm

额定气压(断路器室）

0.6Mpa

额定气压(其他隔室）

0.5Mpa

机械可靠性

10000次

额定短路电流开断次数

20次

GFM-126的技术优点

技术源自欧州，不仅汲取了欧式GIS的精髓，还容纳和体现了当代

GIS的最新技术

紧凑、环保

结构简洁，模块数量少，气体密封长度短

可单间隔抽出

操作机构置顶，维护方便

自能双室灭弧，开断可靠性高

可单间隔运输，现场工作量少

GFM-126的技术优点

采用德国Voith Turbo液压弹簧操动机构，集液压操作机构和弹簧储

能的优点为一身

自能双室灭弧技术，采用瑞士Plansee公司最新一代的弧触头，触

头烧蚀、磨损小，开断性能优良

模块化设计，积木式装配，在实现变电站的接线方式上具有极高的

灵活性

断路器、三工位开关及快速接地开关的机械可靠性高达10000次

ABB EXK-0型GIS SIEMENS 8DN8-II型GIS

Huadian GFM-126型GIS Areva F35-4型GIS

欧式GIS特点：

紧凑

结构简洁

操作机构置顶

自能双室灭弧

可单间隔运输

日本技术的GIS

GFM-126主要元件模块

就地控制柜

三位置隔离接

地组合开关

（母线型）

三位置隔离接

地组合开关

（母线型）

断路器及液压弹簧操动机构

电流互感器

三位置隔离接

地组合开关

（出线型）

快速接

地开关

电缆出

线终端

电压互感器

典型间隔外形尺寸

GFM-126自能双室灭弧室的优点：

最新一代的SF6高压断路器灭弧室技术。

采用瑞士Plansee最新一代弧触头。

开断可靠性高。

与其它灭弧方式比较,仅需要25%的操作功。

触头烧蚀、磨损小。

GFMGFM--126126的断路器采用自能双室灭弧原理的断路器采用自能双室灭弧原理

GFMGFM自能式灭弧过程自能式灭弧过程

当开断小电流时,升温气室的

温度上升较小,温度变化不大。

此时,压缩气室内的气体受到压

缩, 在喷口处形成高速气流,与

电弧发生强烈的能量交换,当电

弧过零时熄灭电弧。

当开断大电流时(15-40kA),

电弧燃烧使膨胀室气体剧烈膨胀,

进而在喷口处形成高速气流,与

电弧发生强烈的能量交换,当电

弧过零时熄灭电弧。

Plansee 触头材料具有极高的抗电磨损性、极低的烧蚀率和极

低的裂纹倾向。

Tulip Pin

Plansee 弧触头

一次整体烧结：将粉末铜+钨及粉末铜+铬加热到低于其中基本成分的

熔点的温度，然后以一定的方法和速度冷却到室温。烧结的结果是粉

末颗粒之间发生粘结，分别形成CuW坯体及CuCr坯体。

二次整体烧结：将CuW坯体和CuCr坯体加热到低于其中基本成分的熔

点的温度，然后以一定的方法和速度冷却到室温。烧结的结果CuW坯

体和CuCr坯体粘结在一起，成为一个整体。

缺点：在二次整体烧结过程中，由于回铸区的存在，连接切面硬度下

降比较多。

后果：动、静弧触头在动作过程中表面容易划伤，甚至产生铜屑，影

响GIS内部的绝缘强度。

动、静弧触头--传统的二次烧结工艺：

Plansee异种材料的连接采用的是电子束焊接工艺，避免了由于二次烧结使动、

静弧触头连接切面硬度下降的问题。

Plansee电子束焊接工艺

\

全过程的全自动生产线，确保质量高度的一

致性

独特的全自动焊接技术，特别适合于异种材

料的连接

Plansee弧触头

— 从原材料到产品：

液压弹簧操动机构HSP-1的动作原理：

使用碟形弹簧进行蓄压储能，

利用液体具有不可压缩的特性，以液压油为传递介质

进入工作缸，利用工作活塞两端面积不同形成的差动

力，来实现高压开关的分、合闸。

从某种意义上来讲，液压弹簧操动机构是液压机构与

纯弹簧机构的组合，集液压机构和纯弹簧机构的优点

为一身。

弹簧储能液压操作机构

HSP-1液压弹簧操动机构的技术优点：

由厦门华电开关有限公司和德国伏伊特公司由厦门华电开关有限公司和德国伏伊特公司((VoithVoith Turbo)Turbo)联联 合开发，由德国伏伊特公司制造，秉承了德国产品的工艺特合开发，由德国伏伊特公司制造，秉承了德国产品的工艺特

点和制造技术。点和制造技术。

相对于传统液压机构，模块间有高精度的法兰连接，液压系相对于传统液压机构，模块间有高精度的法兰连接，液压系

统无管道连接，无外漏，统无管道连接，无外漏，保证了机构动作的可靠性。

相对于传统液压机构，避免了油气互渗及氮气在温度变化时

的温度补偿，保证了机构特性的长期稳定性。

相对于传统液压机构，储能情况容易直观地通过压缩行程予

以识别。

相对于螺旋弹簧，蝶簧的力的特性比较硬（平坦),因此运动特

性变化少；又因采用多个蝶黄串联，即使其中某个蝶簧失效

时，也不至于使运动特性超差。

能量传输更为直接，动作速度快

零部件数量仅为纯弹簧机构的三分之一，可靠性更高

可动部件浸在液压油中，免受大气腐蚀，寿命长

模块化（升压，执行，测控，储能）结构，通用性高，互换性强，容易检查及

维护

分合闸缓冲采用调节油量（截流孔）平滑调节，避免使用额外的分合闸缓冲器

操作噪音更低

打压标准为2天1次，适当的打压有助于避免碟簧的塑性变形

三工位组合开关模块三工位组合开关模块

三工位开关即隔离开关和维护用接地工三工位开关即隔离开关和维护用接地工

开关组合在一起的功能模块，它可以实现开关组合在一起的功能模块，它可以实现

三种工况。三种工况。

该开关的特点为隔离开关和接地开关共该开关的特点为隔离开关和接地开关共

用一个动触头用一个动触头,,从结构上绝对避免了隔离从结构上绝对避免了隔离

开关和接地开关同时接通的可能开关和接地开关同时接通的可能..

根据使用要求的不同根据使用要求的不同,,三工位开关分为三工位开关分为

两种类型两种类型::母线型和馈线型母线型和馈线型

母线型

馈线型

快速接地开关

快速接地开关为端盖型，配一台电动弹簧快速接地开关为端盖型，配一台电动弹簧

操动机构。操动机构。

快速接地开关具有具备短路关合能力，通快速接地开关具有具备短路关合能力，通

常只在系统运行的特殊要求时或误操作的情常只在系统运行的特殊要求时或误操作的情

况下进行。况下进行。

快速接地开关可以通过拆卸接地连接条与快速接地开关可以通过拆卸接地连接条与

外壳隔离断开外壳隔离断开, , 方便现场的试验和检测方便现场的试验和检测

GFMGFM电流互感器模块电流互感器模块

电流互感器与断路器同处于一个气室电流互感器与断路器同处于一个气室

一次线圈是由盆式绝缘子支撑的高压一次回路导体，变比及二次测量保护一次线圈是由盆式绝缘子支撑的高压一次回路导体，变比及二次测量保护

线圈数量、精度及容量均可根据用户的设计需求进行配置线圈数量、精度及容量均可根据用户的设计需求进行配置

电流互感器二次回路引出线通过气密性套管引出电流互感器模块的外壳电流互感器二次回路引出线通过气密性套管引出电流互感器模块的外壳

亦可配装罗氏亦可配装罗氏（（RogowskiRogowski））线圈线圈CTCT

在母线和馈线上位置可以变动

固有隔离装置，对GIS和电力电缆试验时无需打开气室及进行气

体处理

电压互感器模块

GFMGFM盘式绝缘子设计盘式绝缘子设计

电场计算软件进行造型分析，选出最优形状。电场计算软件进行造型分析，选出最优形状。

外圈为金属，本体为环氧树脂加三氧化二铝，外圈为金属，本体为环氧树脂加三氧化二铝，

采用真空浇铸工艺，经过型式试验验证，耐压水采用真空浇铸工艺，经过型式试验验证，耐压水

平满足平满足145kV145kV的的要求。要求。

盆式绝缘子安装在相邻不同气压隔室之间，在盆式绝缘子安装在相邻不同气压隔室之间，在

起到对主回路导体连接支撑的同时，又保持相邻起到对主回路导体连接支撑的同时，又保持相邻

隔室所需的气体压力，并将相邻模块之间的相互隔室所需的气体压力，并将相邻模块之间的相互

影响降到最低。影响降到最低。

电接触设计

所有电接触结构均为直动插接结构，根据不同的形态采用合理的同轴导向，

确保电接触的可靠性。

■现场安装时间缩短现场安装时间缩短

■方便电缆的安装与试验方便电缆的安装与试验

■电缆试验或更换后无需打开其他电缆试验或更换后无需打开其他SF6SF6气室气室

GFMGFM可插拔式电缆终端筒可插拔式电缆终端筒

出线模块（套管）

套管用于同变压器或架空线的连接

弯筒、直筒及三通模块

根据电站的布置，需要一些补充模块把设备连接在一起，例如不同长

度的直筒母线、弯筒母线、波纹管等。

气室分割

母线按照每个间隔划分气室

馈线，母联和母线分段间隔的气室划分

符合最佳运行条件，即，扩建，维修和

试验时对设备运行的影响最小。

GFM SF6GFM SF6气体系统气体系统

GFM在断路器、主母线及馈出线气室都装设

有气体密度继电器、气体运行连接、防潮剂以

及防暴膜。

水份吸附剂的规格能防止各种运行条件下的

凝露并能吸附断路器中的气态SF6分解物。

吸附剂盖板设计

采用与绝缘子一致的接口设计结构，根据气室大小确定吸附剂用量

WIKA密度继电器

德国进口德国进口

优异的气体密封性能优异的气体密封性能((年泄露量小于年泄露量小于0.5%0.5%))

优异的耐热性优异的耐热性,,长寿命周期长寿命周期

密封圈和轴封密封圈和轴封

主要材料说明

☻☻液压弹簧操作机构：液压弹簧操作机构：VOITHVOITH, , 德国德国

☻☻主触头系统：主触头系统：PLANSEEPLANSEE，瑞士，瑞士

☻☻盘式绝缘子盘式绝缘子: : 麦克奥迪（奥地利技术）麦克奥迪（奥地利技术）,,厦门厦门

☻☻电流互感器电流互感器: : RAZIRAZI,,上海上海

☻☻电压互感器电压互感器: : RAZIRAZI,,上海上海

☻☻罐式避雷器罐式避雷器: : 西磁西磁,,西安西安

☻☻密度继电器密度继电器: : WIKAWIKA,,德国德国

☻☻主触头系统主触头系统: : BASELBASEL,,美国美国

GFM GFM --126126型型GISGIS主要材料说明主要材料说明

☻☻绝缘拉杆绝缘拉杆: : TycoTyco,,美国美国

☻☻合闸线圈：合闸线圈：BWBW,,德国德国

☻☻分闸线圈分闸线圈: : BWBW,,德国德国

☻☻断路器位置指示器断路器位置指示器: : 德国德国

☻☻DS/ESDS/ES位置指示器位置指示器: : 德国德国

☻☻SF6SF6气体气体: : 红华红华,,四川四川

GFMGFM--126126型主要材料说明型主要材料说明

典型主接线方案

完备的功能模块使用户可以很方便地根完备的功能模块使用户可以很方便地根

据具体的变电站环境要求进行设计。对于据具体的变电站环境要求进行设计。对于

城市、人口密集区、复杂的工业区和环境城市、人口密集区、复杂的工业区和环境

条件苛刻地区的电站设计，要求空间占用条件苛刻地区的电站设计，要求空间占用

少，少，GFMGFM--126126有着明显的优势。有着明显的优势。

常用的主接线形式包括单母线、双母线、常用的主接线形式包括单母线、双母线、

单母线分段、桥接线、环形接线等。单母线分段、桥接线、环形接线等。

典型间隔：单母线电缆进出线间隔

典型间隔：单母线套管进出线间隔

典型间隔：双母线套管及电缆进出线间隔

典型间隔：母联间隔

标准与试验

企业标准满足企业标准满足GB7674GB7674--20092009标准（等同标准（等同

IEC60517IEC60517））

在国家高压电器质量监督检验中心(西

安）通过了全套型式试验

唯一通过国内型式试验的合资品牌

产品型式试验报告-产品核心电气 性能验证

GFM-126通过了由中国机械工业

联合会主持的国家级产品鉴定，

技术水平达到国际同类产品先进

水平

国家级产品鉴定

产品零件型式试验报告-壳体压力容器爆破试验

产品环境试验报告-控制柜、机构箱防雨试验

产品抗震性能报告

部分产品业绩

山东山东

烟台福山变电站烟台福山变电站126kV GIS126kV GIS实景照片实景照片

山东山东

章丘体育场章丘体育场110kV110kV变电站变电站

山东

招远黄金二站现场实景照片

吉林

中石油长岭一号气田110kV变电站

江苏

南京汉西110kV变电站

制造与检验设备

同安新厂房同安新厂房

HV GIS总装车间平面示意图

瑞士产的翻转与调试设备

制造及检测设备

制造及检测设备制造及检测设备

■■德国海沃高压测试可以检测相间德国海沃高压测试可以检测相间,,相相

地地,,开断及隔离断口的工频耐受电压开断及隔离断口的工频耐受电压

■■局放测试背景干扰极小接近于零局放测试背景干扰极小接近于零,,保保

证局放测试的精确性证局放测试的精确性

德国海沃高压及局方测试设备

德国KOCOS断路器分析仪(柜式)

便携式

制造及检测设备

德国DILO气体处理系统(柜式) 便携式

制造及检测设备

瑞士DP19气体微水测量仪

制造和检测设备

英国ISM SF6气体泄漏测试仪(定量)