HGIS产品介绍
HGIS安装、使用说明手册
HGIS M0型气体绝缘金属封闭式组合电器安装、操作、维护说明书目录1.前言 (4)1.1概述 (4)1.2产品名称 (5)1.3产品型号分类表 (5)2.使用环境条件 (6)3.技术参数 (7)3.1 断路器额定参数 (7)3.2 断路器储能电机为交直流两用电机，主要技术参数见下表 (11)3.3 合闸线圈技术参数 (12)3.4 分闸线圈技术参数 (12)3.5 隔离开关和接地开关部分额定参数 (12)3.6 隔离/接地开关电动机操动机构主要参数 (13)4.结构与工作原理 (14)4.1 断路器本体结构与工作原理 (14)4.2 断路器灭弧原理 (15)4.3 操动机构 (19)4.4 隔离/接地开关结构与工作原理 (26)4.5 隔离/接地开关用操作机构的结构与工作原理 (27)4.6 套管 (30)4.7 电磁式电流互感器 (31)4.8 电子式互感器 (36)4.9开关智能综合汇控柜 (46)4.10 DDBZ带电闭锁装置 (60)5包装、运输和储存 (65)6安装 (66)6.1 概述 (66)6.2 吊装支架 (66)6.3 吊装三相本体 (67)6.4 安装传动杆 (67)6.5 敷设低压电缆 (69)6.6 连接接地线 (69)6.7 加绝缘气体 (69)6.8 开关智能综合汇控柜 (70)7.调试与检查 (71)7.1 调试前的检查工作 (71)7.2 外观检查 (71)7.3 气体密封性检查 (71)7.4 SF6水份测量 (72)7.5 操作检查 (72)7.6 主回路电阻测量 (72)7.7 辅助控制回路绝缘检查 (72)7.8 局部放电 (72)8.维护与维修 (73)8.1 定期检查 (73)8.2 维修 (74)9．运行与操作 (77)9．1 HGIS主体设备运行操作中的注意事项 (77)9．2 数字化HGIS的运行注意事项 (78)附件：SF6气体特性 (78)1.前言1.1 概述HGIS M0型气体绝缘金属封闭式组合电器是我公司开发研制的紧凑型多功能组合式高压开关设备，它分为常规型和数字化型两种类型。
东芝550kV 全封闭组合电器550GIS产品特点说明
1) 概述 河南平高东芝高压开关有限公司（以下简称PTC ），是由日本东芝（TOSHIBA ）与中国河南平高电气（以下简称PG ）共同出资组建的高压开关制造厂。
550kVHGIS 产品是其主导产品之一，该产品按照IEC 标准完成所规定的全部型式试验，并通过ISO-14000/国际环境保护认证。
产品的设计、制造、管理及检验技术全部从东芝引进，其主要件、关键零部件由东芝提供，如GCB 灭弧室及操作机构，隔离开关及接地开关触头，绝缘拉杆及绝缘子等。
确保向电力系统提供技术参数先进，性能优良，具有高度的可靠性，操作方便，少维护的GIS 产品。
目前该型号的550kVGIS 产品有44个变电站、328个间隔在世界各地运行，并在大唐长山热电厂项目上中标，据GIGER 公司统计，其事故率仅为欧洲产品的1/10。
2) 产品特点A) 断路器开断能力强G1D 型断路器的灭弧室采用世界上目前最先进的复合压气式结构。
它克服了压气式灭弧要求操作功大的不足，同时也弥补了其他自能式灭弧室开断小电流时熄弧压力低的缺憾，其开断时间只有17ms ，满容量开断次数高达20次以上，可有效开断各种故障电流，为限制过电压，在变电站线路侧设置了带合闸电阻的断路器。
其500台的GCB 运行业绩充分证明其运行高度的可靠性。
B) 绝缘水平高 该GIS 产品由于其体积小，因此其绝缘水平至关重要。
G1D 型GIS 产品的所有绝缘件均经过精确电场解析并优化设计（包括盆式绝缘子、支持绝缘子、绝缘拉杆等），其制品全部由日本东芝浜川崎工场加工制做，保证值：工频耐压为740 kV ，雷电冲击为1,675 kV,操作冲击为1,300 kV 其局部放电在1.1×550/√3的条件下，1min 局放仅为3pC ，抗局放能力大大优于IEC 标准规定值。
C) SF 6气密性能好该产品采用异型密封槽，有三条主密封线。
比一般的矩形密封结构多出两条密封线，因此有着优越的气密性能。
HGIS产品介绍ppt课件
电缆进出线方案
带电压互感器方案
10
便捷的运输
11
快捷简便的安装
拆卸包装
验收试验
固定底架
3h
1h 1h
固定本体
1h
充
气
3h
1h
及
2h 调整边相
接
线 （顺序可调）设
备
调
试
卸货和拆包装
运行位置
运输模件
12
转动边相 安装在支架上
总计: 12 小时
HGIS数字化解决方案
接 配置带电接点的密度表（带温度补偿）
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断路器GCB模块 - 灭弧原理
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断路器GCB模块 - CT10-A弹簧操作机构
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隔离/接地开关TPS模块
可在线路侧/母线侧附加隔离/接地开 关
安装在本体上的球形金属罐内 属于三工位开关，通过动触头旋转
不同角度实现隔离合/隔离分/接地合 SG05.1机构电动操作，通过拉杆驱
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i-SwitchTM HGIS简介
HGIS（ Half Gas Insulated Switch）是气体绝缘复合电器的简称，由断路器、隔离开 关、接地开关以及电流互感器等元件集约组成，按用户的不同需求将有关元件连成一体 并封闭于金属壳体之内，充以气体绝缘与架空线或电力电缆配合使用，又称半封闭气体 绝缘金属封闭开关设备。HGIS综合了敞开式和封闭式开关设备的优点。HGIS的推广和使 用可以大量的节约土地，节省投资，提高运行可靠性，减少维护工作量，是目前国家推 广使用的更加适合中国国情的一种紧凑型组合式高压开关设备。
动三相刀闸操作 可根据用户需要增加联锁
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500kV变电站HGIS的应用
采用 HGIS 方式，投运至今也没有发生任何故障（据新古河站人员介绍）。
6 生产周期和安装周期
据了解， HGIS（进口）设备生产周期约 10—12 个月，安装周期约 3.5 个月。
7 HGIS 与 GIS 和 AIS 的技术经济比较
下表列出了 GIS、AIS、HGIS 的结构特征和使用性能的技术经济比较(以 1 1 断路器接线 2
PASS 设备具有可靠性高、检修周期长、维护费用低、能实现变电站智能化监控、减少变电站占 地面积、节约控制电缆等优点。目前采用 PASS 的障碍在于设备与国产监控保护的信息接口问题。 PASS 设备构成的变电站监控系统，是一个以光纤为信息传输媒体，数字式的信息采集、传输和处理 系统；而目前国产的监控和保护装置，在与 PASS 设备信息接口方面仍然存在一定的问题。 2.2 SF6全封闭组合电器GIS
HGIS开 关 站 组 成
HGIS 基本 元件
GIS用 断 路 器 GIS用 隔 离 开 关 GIS用 接 地 开 关 GIS用 快 速 接 地 开 关 GIS用 电 流 互 感 器
GIS用 充 气 套 管
全金属封闭，充 SF6气 体 。
敞开式 电压互感器
新 型
敞开式
避雷器
开
敞开式
关 站
架空母线
HGIS
台额定电压 550kV、额定电流 4000A、额定短路开断电流 50kA 的 HGIS 断路器，于 1996 年扩建了 3
台额定电压 550kV、额定电流 8000A、额定短路开断电流 50kA 的 HGIS 断路器，运行至今，没有发
生任何故障（据西播站人员介绍）。东京电力公司的 500kV 新古河变电站，1987 扩建的#5 主变，
西安高压开关厂也能生产制造。
HGIS的特点与应用
HGIS的特点与应用今年高压开关事业部捷报频传，126kVGIS、252kVGIS、缩小型126kVGIS屡有斩获。
特别是252kV工程，截至目前，已拿下4个GIS（HGIS）工程，共计25个间隔，相比去年，增长率高达178%。
其中一个尤为突出。
该工程为黑河220kV变电站HGIS 工程，属东北电网项目。
这是我公司第一个HGIS项目，对设计、生产、以后的运行业绩等方面均有重要意义。
鉴于此，笔者多方查阅资料，并结合自己的一点认识，谈一下HGIS的特点、应用及未来发展情况。
HGIS是Hybrid Gas Insulated Switch的缩写，意思就是混合型的GIS，也有部分人称为Half GIS，即半个GIS。
笔者认为前者的含义更确切一些。
HGIS是一种新型的组合电器，它将断路器、隔离开关、CT、PT以及相应的控制系统组合在一起，用绝缘套管与出线和母线连接。
与敞开式开关设备相比，把断路器、隔离开关、接地开关、CT、PT、避雷器等集成为一个模块，大大节省了占地面积，提高了设备可靠性；与GIS 设备相比，省略了封闭式母线，大大节省了费用。
因此，自ABB推出首台HGIS产品（pass开关）以来，世界上各大公司对其一直热情不减。
最近几年，国内几大开关厂也加入了研发、生产HGIS的行列。
HGIS如此受青睐，应归功于几个主要特点。
1.继承了GIS的诸多优点HGIS除了母线采用架空线外，其余结构均于GIS一致或类似，这便有了GIS的优点。
●占地面积小。
由于母线不采用封闭母线，虽然占地面积比GIS大，但跟传统产品AIS相比，节约土地50～60%，800kV可达70%。
●由于元件是全封闭式的，因此不受污染、盐雾、潮湿等环境的影响。
而且设备被牢固地安装在基础预埋件上，产品重心低，强度高，具有优良的耐震性能。
●SF6气体作为绝缘介质，具有优异的绝缘性能和灭弧性能，运行安全可靠。
●模块式结构、布线灵活、简单。
2.除具有GIS固有的一些特点外，HGIS其自身的一些特点。
40.5GIS,HGIS产品介绍
三位置隔离开关
• 三位置隔离开关外壳为铸铝合金，内充SF6气体，配电动 操作机构，动触头运动到不同位置可实现导通、隔离、接 地功能。
一.产品介绍
电流互感器
• 电流互感器为外置式树脂浇 注结构，铁芯为 环形，主导 电回路为一次绕组，可安装 在母线上、断路器壳体上、 电缆上。
一.产品介绍
电压互感器
电压互感器 为整体环氧树 脂浇注式绝缘 结构，外加金 属壳体安全接 地。二次绕组 为低功耗容性 分压结构，可 有效解决铁磁 谐振，具有 高可靠性。
二. ZFN13-40.5（Z）与竞争对手类型产品比较
40.5kV系列产品主要有三大类，即：空气绝缘开 关柜简称AIS、SF6 气体半绝缘的开关柜（充气柜） 简称C-GIS 、SF6 气体绝缘全封闭组合电器简称GIS。 平高集团研制生产ZFN13-40.5kVSF6气体全绝缘封 闭电器，属国内首创。
ZFN13-40.5[Z]全封闭式组合电器
一.产品技术性能介绍
概述
• ZFN13-40.5(Z)户内真空全封闭组合电器，是平高集团有 限公司自行研制开发的新产品，它填补了国内40.5kv级 GIS的空白，符合GB1984、GB3906、DL404、IEC-298等标 准要求。 • 适用于三相交流50HZ,额定电压40.5KV的户内电力系统中， 用以切合负荷电流，过载电流，故障电流；转换和隔离线 路;测量电压，电流；防护过电压等。尤其适合对供电质 量要求高，环境污染严重的场所，如电力系统、城市地铁、 轻轨、高层建筑、钢铁、石化等重点用户。
一.产品介绍
氧化锌避雷器
氧化锌避雷器为全封闭结构，外壳接地，与本体以插接方式联 接，体积只有普通40.5KV避雷器的1/3。具体参数用户确定后由 协作厂家进行制造。
252kV HGIS液压机构)
252kV H-GIS六氟化硫复合电器西安西电开关电气有限公司252kV H-GIS六氟化硫复合电器产品介绍1、概述目前我国252kV高压开关站主要有两大类：气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）、常规敞式开关设备（AIS），近几年又出现了一种新型H-GIS 开关站，其介于全封闭开关设备（GIS）和敞开式开关设备（AIS）之间，是将全封闭开关设备（GIS）八大元件中电压互感器、避雷器及母线采用敞开式设备的一种新型开关站。
这种新型开关站继承了GIS的运行可靠性高、环境适应能力强，耐地震能力强，技术经济指标高的特点。
又可达到标准化、模块化设计和生产，产品可整体运输,、现场安装工作量小，周期短，安装费用低。
另一突出优点是优异的经济性：新型H-GIS开关设备的价格约为GIS产品的80%左右，而其占地面积仅为常规敞开式开关站的45%左右。
西开电气生产的252kV H-GIS是252kV GIS产品技术而派生出的一种新型SF6超高压、大容量SF6气体开关设备，西开电气公司生产的ZF9—252型GIS 是消化吸收日本三菱电机株式会社252kV GIS产品技术而生产的一种新型高压、大容量气体绝缘金属封闭开关设备,，并于1997年通过了两部鉴定。
2002年ZF9-252 用三相机械联动六氟化硫断路器（配气动机构和液压机构）通过了两部鉴定且填补了国内空白。
2004年在荷兰KEMA试验站和国家高压电器质量监督检验中心西安高压电器研究所顺利完成63kA,4000A全套型式试验，63kA,4000A 的252kV GIS（配气动机构和液压机构）填补了国内空白。
ZF9—252型GIS 产品已广泛应用于全国各地，63kA,4000A 的252kV GIS已有31个间隔销往新加坡国家电力公司。
2、使用环境条件安装条件：户内或户外环境温度: -35℃～40℃最大日温差: 25℃相对湿度: 日平均不大于95%；月平均不大于90%。
日照强度(户外) : 0.1W/cm2(晴天中午)最大风压: 34m/s覆冰厚度: 20mm抗震烈度: 水平加速度0.3g;垂直加速度0.15g污秽等级: Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级海拔: 1000m; 2000m; 3000m;3、主要技术参数额定电压: 252kV；额定电流：3150A、4000A；额定频率：50Hz；额定短时耐受电流：50，63kA;额定峰值耐受电流：125，160kA;额定短路持续时间: 3s;额定雷电冲击耐受电压：断路器（对地/断口）：1050/1050+206kV，隔离开关（对地/断口）：1050/1050+206kV;;额定一分钟工频耐受电压：断路器（对地/断口）：460/540kV，隔离开关（对地/断口）：460/540kV4、主要技术指标六氟化硫气体零表压下：5min工频耐受(20℃):189kV;在1.1倍最高电压下：晴天夜晚无可见电晕;无线电干扰水平: 在1.1倍最高电压下≤500μV 六氟化硫气体年漏气率: ≤0.5%;六氟化硫气体水分含量: 断路器气室≤150ppmv;其它气室≤250ppmv 机械寿命: 不维修试验5000次;可靠性试验：10000次局部放电: ≤10pc (间隔)5、总体结构252kV H-GIS六氟化硫复合电器由五大元件（断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器及终端元件）组成。
GIS和HGIS
在电力工业中，GIS是指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”（Gas Insulated Switchgear)简称GIS，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。
GIS全称气体绝缘组合电器设备（Gas Insulated Switchgear），主要把母线、断路器、CT、PT、隔离开关、避雷器都组合在一起。
就是我们经常可以看到的开关站，也叫高压配电装置。
高压配电装置的型式有三种：第一种是空气绝缘的常规配电装置，简称AIS。
其母线裸露直接与空气接触，断路器可用瓷柱式或罐式。
葛洲坝电厂采用的即是这种型式。
第二种是混合式配电装置，简称H－GIS。
母线采用开敞式，其它均为六氟化硫气体绝缘开关装置。
第三种是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置。
其英文全称GAS—INSTULATED SWITCHGEAR，简称GIS。
GIS的优点在于占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。
HGIS（Hybrid Gas Insulated Switchgear)是一种介于GIS和AIS之间的新型高压开关设备。
HGIS的结构与GIS基本相同，但它不包括母线设备。
其优点是母线不装于SF6气室，是外露的，因而结线清晰、简洁、紧凑，安装及维护检修方便，运行可靠性高。
1.GIS技术的进步从上世纪60年代GIS问世以来,GIS一直处于发展之中,在保持高可靠性的同时,减少材料用量和降低成本。
同时在GIS的基础上,最新演变出H-GIS(MTS)即复合式GIS。
GIS的进步主要表现在:1)断路器技术的发展在增大容量的同时减少断口数是提高断路器和GIS技术经济指标的最主要措施。
减少断口数能简化结构,提高靠性,同时减少SF6气体用量和排放量。
目前550kV SF6断路器已由双断口发展到单断口。
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断路器GCB模块 - 灭弧原理
断路器GCB模块 - CT10-A弹簧操作机构
隔离/接地开关TPS模块
可在线路侧/母线侧附加隔离/接地开 关 安装在本体上的球形金属罐内 属于三工位开关，通过动触头旋转 不同角度实现隔离合/隔离分/接地合 SG05.1机构电动操作，通过拉杆驱 动三相刀闸操作 可根据用户需要增加联锁
工位的可视性
防护等级可达IP6X，全天
候、全寿命免维护
高可靠性设计-罐体
断路器罐体（采用无缝铝管自动焊接法兰制成）与隔离-接地罐体(采用压 力铸造工艺制作) 均采用国际上先进的、成熟的制作加工工艺，使罐体的 强度大、用材少，重量轻、漏气率低！
高可靠性设计-断路器
自能式熄弧原理，开断电寿命可达 40kA 20次
操动机构操作功小，大大提高断路器的 机械寿命和可可 防止内部故障时压力过高产生爆炸危险
灵活的布置方式
可根据用户要求设计各种布置方式 如单母线、双母线、桥型接线、线 变组等
可提供电缆进（出）线设计方式、 带电压互感器、带避雷器等多种设 计方式
i-Switch HGIS简介
TM
HGIS（ Half Gas Insulated Switch）是气体绝缘复合电器的简称，由断路器、隔离开 关、接地开关以及电流互感器等元件集约组成，按用户的不同需求将有关元件连成一体 并封闭于金属壳体之内，充以气体绝缘与架空线或电力电缆配合使用，又称半封闭气体 绝缘金属封闭开关设备。HGIS综合了敞开式和封闭式开关设备的优点。HGIS的推广和使 用可以大量的节约土地，节省投资，提高运行可靠性，减少维护工作量，是目前国家推 广使用的更加适合中国国情的一种紧凑型组合式高压开关设备。
核心元件为具有良好伏安特性的互相串联的氧化锌电阻片 内部以硅橡胶作为主绝缘 外部设有压力释放装置 法兰上设有接地和紧固的螺孔和安装孔
极少的占地面积
HGIS-40.5标准间隔占地面积2.5mX2m,仅为普通敞开式设备的40%，使用的HGIS-40.5 变电站相比于普通敞开式AIS变电站可以节省占地面积60%以上，特别适用于寸土寸金的 上海、北京等大城市以及土建施工困难的山地丘陵地区。
i-Switch ZH-145 特点
TM
结构紧凑、模块化设计
节约土地、造价降低
可靠性高、布置灵活
安装、维护方便快捷
一体化设计、智能化升级
i-Switch ZH-145 结构特征
TM
HGIS将断路器、隔离-接 地开关、互感器等元件通 过模块化设计组合在一起 布置在金属支撑架上 各模块通过汇控柜建立联 系和联锁
智能化二次控制和监测
i-Switch ZH-40.5 结构特征
TM
HGIS将断路器、隔离-接地 开关、互感器等元件通过模 块化设计组合在一起
布置在金属支撑架上
各模块通过汇控柜建立联系 和联锁
结构紧凑，单母线间隔宽度 2m，长度仅2.5m
断路器GCB模块
以SF6为灭弧和绝缘介质 三相铝合金罐式结构，通过传动装置三相机械连 接 配置带电接点的密度表（带温度补偿）
电流互感器CT
穿心干式电流互感器 安装于气室外，可随时更换，气室无需解体 可根据需要，安装于母线侧，或两侧都装 每相一侧最多可装4个铁芯，如果变化大、精度和负荷 不高，可增至5-6个
电压互感器
可采用电子式互感器（电容分压 或电阻分压）或光电式电压互感 器
避雷器
设备布置灵活，组合方式多样，适 应性强。
电缆进出线方案
带电压互感器方案
便捷的运输
快捷简便的安装
拆卸包装
运行位置
验收试验
1h 3h
固定底架
1h 1h
固定本体
充 1h 3h 气 2h 调整边相 及 接 线 （顺序可调） 设 备 调 试
卸货和拆包装
转动边相
安装在支架上
总计: 12 小时
运输模件
HGIS数字化解决方案
在汇控箱内嵌入一个三合一自动化系统一实现:
• 实时开关性能检测记录仪 • 具备FTU功能的自动化装置 • 间隔线路或变压器微机保护的测控单元功能
在HGIS上推广使用光电或电子式互感器。
电子式互感器
i-Switch ZH-40.5特点
TM
结构紧凑、占地面积小
优异的开断性能
绝缘水平高
全铝外壳，损耗少，运输安装调 试方便
双母线结构:4个线路间隔,2个变压器间隔,1个联络间隔
空间要求:43m41m=1763m2
空间要求:22m 33 m=726 m2
HGIS数字化解决方案
EVT
ECT
智 能 汇 控 箱
在汇控箱内嵌入一个三合一自动化系统一实现:
实时开关性能检测记录仪 具备FTU功能的自动化装置 间隔线路或变压器微机保护的测控单元功能
在HGIS上推广使用光电或电子式互感器。
HGIS与GIS、AIS的比较
继续深入开展全面 预算管理，着重预 算的准确性、考核 与检查；完善全面 预算管理制度。
结构紧凑，单母线间隔宽 度3m，长度仅2.5m
结构紧凑-节省70%的空间
双母线结构:4个线路间隔,2个变压器间隔,1个联络间隔
高可靠性设计-新型表链触指
增加收缩点，体积小，通流能力强（每小片通流可达50A)
高可靠性设计-三工位隔离/接地开关
隔离、导通、接地三种工
位
设计有位置观察孔，实现