百万伏开关设备研制的技术路线与实施方案

王钢 韩书谟 徐光辉 赵鸿飞
（河南平高电气股份有限公司）  

1 前言

　　为优化能源的资源配置，实现大规模的西电东送、北电南送和南北水火互济，建设坚强的国家电网，国家电网公司提出“引入特高压输电技术，建设百万伏级交流特高压和±800千伏直流特高压的国家电网特高压骨干网架”的战略举措。并以建设百万伏交流特高压输电示范工程为先导，积极快速推进跨区域、远距离、大容量特高压输电工程的建设。

　　特高压开关设备是引入特高压输电技术，建设特高压主干电网的主要技术装备。特高压变电站如采用金属封闭式设备，则除了变压器，GIS就是全部的变电设备；如采用以空气绝缘为主的敞开式设备，则所用的罐式断路器（T-GCB）或瓷柱式断路器（P-GCB）在变电站中占据最重要的位置。发展特高压是我国一项重大技术装备政策，国家电网公司在推进特高压电网建设过程中，始终坚持自主研发和积极消化吸收国外先进技术相结合的方针，鼓励和支持国内设备制造企业自主研发或“通过技贸结合，引进关键设备制造技术并消化创新，逐步实现国产化”。平高电气作为我国高压开关制造行业的骨干企业，在我国电力和电网的建设与发展中，获得了自己的成长与发展。积极应对特高压开关设备的研制和生产，是平高的机遇，也是平高的责任。 来源:hvsi.cn

　　根据平高生产550kV高压开关的基础和开展百万伏级开关设备前期科研所具备的条件，以及百万伏开关设备研发技术难度大、示范工程进度要求紧的现实，平高百万伏开关设备的研制确定为“自主研发与引进技术并举”的技术路线。

2 自主研发1100kV瓷柱式断路器（P-GCB）及隔离、接地开关（DS，ES）

　　上世纪八十年代初，我国电网升级至500kV，在500kV电网建设中，平高在我国开关行业率先引进国外高压开关制造技术，经过消化吸收并创新，具备了在开关型式上能生产SF6断路器、在开关技术上能设计、制造电压550kV、开断电流50kA断路器的能力,为我国500kV输电工程提供了百余台LW6-550/3150-50型SF6断路器。1998年，平高电气自主设计的LW10-550/3150-50型双断口SF6断路器通过全部型式试验经两部专家技术鉴定投入市场，标志平高已具有自主研发设计单断口电压252kV断路器的能力。2003年初，LW10-550/4000-63型双断口SF6断路器在意大利CESI试验站通过63kA短路电流开断试验，平高的设计水平提高到550kV/63kA。

　　以自主研发的1100kV瓷柱式断路器参与百万伏输电工程，设备制造可达到全部国产化。

2.1断路器结构设计方案

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　　以两个LW10-550/4000-63灭弧室单元串联组成1100kV四断口灭弧室，可以达到百万伏开关额定电流4000A，额定短路开断电流50kA的要求。在绝缘设计方面，采用四只各2200mm的高强瓷套串接成支柱，既作为灭弧室的支撑和安装传动杆件，又起断路器对地绝缘的作用，对地净绝缘距离7400mm，可以满足工频（AC）1100kV、雷电（LIWV）2400kV、操作冲击1800kV耐受电压的要求。断路器的每柱配用一台功率达12kJ的液压操动机构，以实现断路器的单相或三相电气联动。机构箱兼做断路器的底座，为达到断路器的稳定和抗震要求，最底部的支柱瓷套抗弯强度为120kN，每柱上部第一节瓷套下部至地面装设三根复合绝缘子制的拉筋。

2.2 预期达到的技术参数（表一）
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