学文网【摘 要】 当前电网中引入了许多基于AIS和GIS技术组合的新型高压开关设备，行业内称为HGIS。因其尺寸更小、更环保、成本更低、停电时间更少，供电企业已经开始用这类新型高压组合电器来取代传统敞开式变电站设备。这些开关装置可以大幅度提高电网的运行可靠性，逐步减低设备的寿命周期成本，提升供电企业的劳动效率。沈高公司在GIS设备的基础上，设计了新型ZHW-550型HGIS设备。
【关键词】 HGIS 电网可靠性 寿命周期成本 ZHW-550型HGIS
HGIS（HYBRID GAS INSULATED SWITCH）是一种新型的组合电器，它将断路器、一个或者多个隔离开关、电流互感器、电压互感器以及它们的控制系统组合在一起，这种组合装置能够方便用于室内或者室外安装。HGIS是一个***完整的进出线间隔，由以上多个模块组装到一起且各相均有自己的***气室。
1 HGIS的技术特点
（1）由于HGIS使用了新的制造工艺，用高压铝铸件技术制造壳体，使得密封法兰的工况大为改善，实现了法兰金属面的直接压接，使得年漏气率大为降低；从结构上减少使用盆式绝缘子（252kV及以下的电压等级，可以不使用盆式绝缘子），使得内部绝缘件的故障率大为降低；由于使用多功位的隔离开关，使得内部一次结构大为简化，易损元件减到最少；使用新型的隔离开关操作机构，此机构的机械部分密封在一个金属罐体里，在长期运行中与外部空气隔绝，解决了以往的锈蚀问题，使机构整体在开关的寿命期内部需要做任何维护。（2）多工位的隔离开关从设计上就是由防止误操作的功能，并且操作简单、功耗小。由于HGIS设计了隔离开关的观察窗，使得现场实现了隔离开关的明显断开点；HGIS的出线套管厂家一般考虑两种形式：硅橡胶和陶瓷。目前电力系统接受硅橡胶的材料，在高原和铁道部门目前还采用陶瓷套管。由于考虑到设备免维护套管的爬距较大，一般都超过国家标准的最大爬距（如ABB采用3.9cm/Kv）。（3）在低温地区一般使用SF6和CF4的混合气体，而不采用通常国内使用的混合N2HE加热器的形式。（4）汇控柜一般在国内加工，使用不锈钢壳体，表面喷涂工艺，内部的继电器通常使用进口继电器来延长使用寿命。
2 HGIS的安装维护
（1）HGIS的一次部分时在工厂的净化车间完成的，二次控制线是通过航空接头连接的，整体设备在工厂内进行调试。一次设备现场不需要净化处理和抽真空等工艺过程，安装现场只需要简单的整体组装和固定；二次部分使用的航空插头是一一对应的，不要重新进行二次电缆的拔线、对线、做电缆头等工作，也不会发生插错的问题。一般来说，现场安装由厂家负责，145kV和252kV的设备一个间隔一天即可安装完成。（2）HGIS属于免维护的设备，厂家一般仅要求5～7年进行一次预防性试验。断路器和隔离开关的操作机构以及CT、汇控柜都可以进行整体更换，一次设备可分相整体更换。上述元件如果放生损坏问题，一般是退回厂家整体更换，不需要现场处理。为了便于安装，一般厂家会提供支架的地脚螺丝以及一次接线端子，并且提供足够的SF6气体和必要的专用工具。（3）通常HGIS在使用中应当注意，在设备发生问题的时候，一般由厂家进行现场处理。处理方式为更换元件，一般在现场进行元件的拆装。（4）为了便于推行标准化接线形式，不前HGIS一般分为4种接线类型：单母线、双母线、进出线、双断路器。连接方式为电缆型和套管引出线两种，它们以模块的方式在工厂预先制造好。由于使用了铸铝件工艺，使得整体的尺寸、重量大为降低，比较易于实现在屋顶的安装。其电流互感器采用外挂式，安装更换方便。
3 HGIS的技术经济性
（1）由于其体积减少，HGIS使用的铝材和SF6气体大大减少，使同样电压等级的GIS的1/5，这样有利于环保和节约资源。（2）HGIS在设计上所有部件考虑了沿海和污染严重地区的环境，如它的操作机构和汇控柜等的密封、防腐等级比较高。（3）一体化设计、智能化升级。目前国外使用的HGIS一般分为智能型和非智能型两种产品。根据我国以往电网自动化发展的经验，最终在国内实用的智能型HGIS将依靠国内厂家自主研制，才能更方便地满足运行单位的需求。（4）节约土地。HGIS与传统变电站（瓷柱式，也称AIS产品）相比较节约了70%的土地。（5）降低造价，其综合造价与同样规模和种类的GIS相比降低了1/3。这里要说明的是，同类产品的定义为进口设备和进口设备相比，国产设备和国产设备相比。与AIS产品相比，计入地皮费、土方开挖费、安装费和运行成本后，其寿命期周期综合成本有所降低[2]。
4 结语
综上所述，HGIS从表面上似乎是没有封闭母线的GIS，其实，HGIS的技术特点是强调设备整体在工厂制造与调试，这样使设备的制造品质大大提高，而GIS的生产与组装工艺是在现场进行的。据国内统计，新变电站两年内出现的70%的缺陷都是安装和调试质量问题，而HGIS将这些缺陷预先在工厂内部予以消除。HGIS更强调现场的免维护特点，现场的主要部件都可以在短时间内进行更换。使用HGIS更深远的意义在于它的运行可靠性成倍的提高，并能更大限度地节约各类资源。另外，减少了供电局维护的工作量，使其劳动生产率大大提高。随着国产化的提高，HGIS的制作成本将逐步降低。可以预期，HGIS将逐步成为高压电网变电站建设中的主流高压电器设备。
参考文献：
[1]李建基.高压开关设备实用技术，中国电力出版社.
[2]黎斌.SF6高压电器设计.北京：机械工业出版社.
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