GIS 系统介绍、GIS 二次回路要点介绍
GIS二次部分讲义
（1）防止误分、合断路器。 （2）防止带负荷分、合隔离开关。 （3）防止带电挂（合）接地线（接地刀闸）。 （4）防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）。 （5）防止误入带电间隔。
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2.其它连锁方式 防止跑错间隔 跑错间隔，从电气联锁上不容易避免，我们采用其它的办法解决。 就地远方转换开关加锁， 且一一对应。
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ＧＩＳ设备控制部分相关回路
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断路器控制回路
隔离开关控制回路 接地开关控制回路 故障关合接地开关控制回路 电源回路 SF6气体监测以及报警回路 电压互感器 电流互感器 联锁回路
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断路器控制回路
1、断路器采用的机构
电动弹簧操作机构 气动操作机构 液压操作机构
隔离开关、接地开关、故障关合接地开关控制电源 隔离开关、接地开关、故障关合接地开关电机电源
报警电源
现地控制柜指示回路电源 加热回路电源
返回
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SF6气体监测以及报警回路
1.SF6气体监测
采用SF6密度计,对各气室SF6进行监测。断路器为二级（报警值和闭锁值），其它 气室为一级（仅为报警值），可以输出空接点或模拟信号。
6、报警及报警指示模块 30
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现地控制柜主要元件
现地控制柜的主要组成元件 １．现地控制柜体 ２．接线端子 ３．空气开关 ４．温湿度控制器 ５．操作开关 ６．就地－远方 转换开关 ７．各类指示灯 ８．各型继电器 ９．模拟母线 １０．其它元件
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结
GIS高压电气二次控制回路基础培训四
逻函数表达式与梯形图的对应关系
逻辑函数表达 式 逻辑“与” M0=X1·X2 逻辑“或” M0＝X1+X2 逻辑“非” M0＝ 梯 形 图 逻辑函数表达式 “与”运算式 M0＝X1·X2„Xn “或/与”运算式 M0＝ （X1+M0）·X2· “与/或”运算式 M0＝（X1·X2）+ （X3·X4） 梯 形 图
4.3 可编程控制器的特点和主要 功能
• PLC的特点
• 编制程序简单 采用易于理解和掌握的梯形图语言及面向工
业控制的简单指令编制程序，分厂直观，对于小型PLC而言， 几乎不需要任何专门的计算机知识，非常适合现场工程技术人 员实用。
• 控制系统构成简单、通用性强
• 用户在硬件设计方面，只需确定PLC的硬件配置和I/O的外部接 线即可，不需硬接线电路，当控制要求改变，只需改变存储器 中的控制程序即可。
• 限时控制 PLC为用户提供了一定数量的定时器，并设置了计
时指令，一般可以实现0.1～999.9s及0.01～99.99s的定时控 制，同时，还提供了高精度的时钟脉冲，用于准确的实时控制。
• 计数控制 PLC提供的计数器有普通计数器，可逆计数器、高
速计数器等，以完成不同用途的计数控制。
• 步进控制 PLC能通过移位寄存器方面完成步进控制功能，有
可编程控制器的分类
• 根据PLC的输入/输出（I/O）点数的多少，一般可将 PLC分为以下3类。
• 小型机
小型PLC I/O总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4KB 左 右；
• 中型机
中型PLC的I/O总点数在256～2048点之间，用户程序存储 器容量达到8KB左右；
• 大型机
大型PLC的I/O总点数在2048点以上，用户程序存储器容量达 到16KB以上。
GIS控制回路入门教程
• 2、综自站110kV及以下电压等级 断路器控制
遥控示意图
电缆 通讯线
网线
网线
五防机
设备
测控屏
集线器
监控机
பைடு நூலகம்
五防 远方、就地 接点 转换接点
远方、就地 转换接点
合闸接点
控保装置
断
路
器
分闸接点
机 构
遥合接点
遥分接点
10 kV 线路控制回路示意图
远方 、就地 转换接点
五防接点
远方 、就地
遥跳
转换接点
巩固提高
• 一、每人画出分相断路器防跳回路图 ，并 分析；
• 二、根据隔离开关控制回路图，分析隔离 开关A相分（合）闸拒动的原因有哪些/
• 图中所示控制回路采取了电气“防跳”接 线。其KL为跳跃闭锁继电器，它有两个线 圈，一个电流启动线圈，串于跳闸回路中； 另一个电压保护线圈，经过自身常开触点 KL1与合闸接触器线圈并联。此外在合闸回 路中还串有常闭触点KL2，其工作原理如下：
• 当利用控制开关（SA）或自动装置（KM1） 进行合闸时，若合在故障线上，保护将动 作，KOM触点闭合，使断路器跳闸。跳闸回 路接通的同时，
• 72.5~125kV GIS典型间隔剖面图
• GIS设备的操作机构
• SF6断路器的操动机构是使断路器完成分、 合闸操作的动力源，是断路器的重要组成 部分。目前国内外许多制造厂家生产的各 电压等级的SF6断路器和GIS所配置的操动 机构，可分为四种类型，即：液压机构、 气动机构、液压弹簧机构、弹簧机构。
一、二次回路基本知识
• （三）二次图看图要领 • 1、先交流，后直流。 • 2、交流看电源，直流找线圈。 • 3、抓住触点不放松，一个一个全查清。 • 4、先上后下，先左后右，屏外设备一个不
GIS高压电气二次控制回路基础培训三
ZF12-126(L)GIS断路器分/合控制 原理分析
自保持
互锁 限位 开关
加入 联锁 逻辑
解锁
闭 锁 逻 辑
隔离开关动作闭锁逻辑
电机合闸操作
• 当前为电动操作状态，行程开关SL1/SL3闭合，K15触点1 闭合； • 转换开关SM0切到ON位置->合闸回路KEX线圈得电并闭合KE 的4号 触点自保持->电机回路中，KE的2、3号触点闭合，6、8号触 点断开 而->电流经KE的3号触点、电机电枢、KE2号触点、KA7号触点、 合闸回路自保持 KE:2闭合 电 KE:3闭合 机励磁绕组，（红色）->电机正向运动,直到合闸到位->断开 KE:4闭合 行程 SM1 ON 线圈KE得电 断开分闸回路（互锁） KE:5断开 开关SL1，并闭合行程开关SL2->进入能耗制动。
KE:6断开 KE:7断开 KE:8断开
电机分闸操作
• 当前为电动操作状态，行程开关SL2、SL3闭合，K15触点1闭 合； • 转换开关SM0切换到OFF位置，线圈KA得电，闭合KA的4号触点 自保 持->电机回路中KA的2、3号触点闭合->电流经过KA的3号触点、 电机 电枢、KE的7号触点、KA的2号触点、电机励磁绕组（蓝色）-> 分闸回路自保持 KA:2闭合 电机反 KA:3闭合 转，直到分闸完成->分闸到位SL2断开,KA线圈失电->反转回路 KA:4闭合 断开-> SM1 OFF 线圈KA得电 断开合闸回路（互锁） KA:5断开 辅助开关QS1的（57，59），（61，63）号触点闭合->进入能耗 KA:6断开 制动
GIS二次控制系统
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3、CB机构二次回路
3.1 CB机构
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3、CB机构二次回路
3.2 CB机构控制回路的要求（续） • 具有电机超时故障报警功能。
• 具有电机过流保护功能 。
• 当与断路器相连的隔离开关正处于分合闸操作过程中时， 禁止断路器进行合闸操作 。 • 断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸和跳闸，又能 在自动装置和继电保护作用下自动合闸和跳闸，且具有远 控及就地控制的状态显示信号 。 • 具有防止操作机构内部凝露的措施 。 • 具有防止多次合闸、跳闸的电气“防跳”措施。
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课程目录
3 CB机构二次回路
3.1 3.2 3.3 CB机构 CB机构控制回路的要求 145kV & 252kV GIS CB 控制回路的区别
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ABB高压GIS结构及二次回路分析
ABB高压 GIS结构及二次回路分析摘要：本文先对ABB厂家的高压GIS设备的二次回路进行简单的介绍，后以500kV某站500kV GIS设备为例，重点分析其断路器机构二次回路的设计逻辑，并结合南方电网的相关反措，深入探讨其改进措施。
关键字：跳闸回路合闸回路防跳回路三相不一致回路南网反措1高压GIS机构二次回路1.1 断路器合闸回路以断路器A相合闸回路为例进行分析：图1.1 断路器A相分合闸回路机构中的合闸监视回路通常与操作箱中的TWJ继电器串联，监视合闸回路是否具备合闸条件，即判断合闸回路是否完好。
如图1.1所示，合闸监视回路串联了断路器常闭辅助接点，当刀闸处于分闸状态时，常闭点闭合，合闸回路完好；当刀闸处于合闸状态时，常闭点断开，合闸回路无法导通。
合闸回路满足合闸条件后，当断路器收到就地合闸指令时，合闸继电器K0E励磁，就地合闸回路中的K0E常开点闭合，合闸回路导通；当断路器遥控合闸时，转换把手打到远方位置，一旦收到合闸命令，合闸回路导通。
防跳回路提供防止开关跳跃的功能，是控制回路中必不可少的部分。
开关跳跃是指由于合闸回路的合闸接点粘连或未能及时返回等原因，导致合闸输出端一直带有电压，因此当开关因故障跳开后，又会因为合闸电压再次合上，造成断路器连续切合的现象，导致开关损坏甚至爆炸。
保护装置和机构内都有防跳回路。
常规的防跳回路接线如图1.2所示，由于机构防跳回路中串接了断路器的常开辅助接点，若两套防跳同时接入回路，当开关合闸后，开关常开辅助节点DL闭合，+KM—TWJ—R—DL常开点—K11—-KM之间构成一条寄生回路。
一旦两套防跳之间的参数配合不当，将导致防跳功能失效、跳位监视异常和合闸回路异常等现象。
因此新装置都已取消了保护防跳回路，只保留机构防跳功能。
图1.2 常规防跳回路接线图为了解决寄生回路的问题，ABB的断路器防跳回路先串接断路器的常闭辅助接点，再串接断路器的常开早合点和防跳继电器K201。
GIS开关柜二次原理图解读
一、二次回路的定义由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路二次回路在词典中的解释：在电气系统中由互感器的次级绕组、测量监视仪器、继电器、自动装置等通过控制电缆联成的电路。
用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况。
用于监视测量表计、控制操作信号、继电保护和自动装置等所组成电气连接的回路均称为二次回路或称二次接线。
二、二次回路的组成指对一次设备的工作进行监视、控制、测量、调节和保护，所配置的如：测量仪表、继电器、控制和信号元件，自动装置、继电保护装置、电流、电压互感器等，按一定的要求连接在一起所构成的电气回路，称为二次接线或称为二次回路。
一次回路的组成由发电机、变压器、电力电缆、断路器、隔离开关、电压、电流互感器、避雷器等构成的电路，称为一次接线或称为主接线。
三、二次回路的分类1、按电源性质分交流电流回路---由电流互感器（TA）二次侧供电给测量仪表及继电器的电流线圈等所有电流元件的全部回路。
交流电压回路---由电压互感器（TV）二次侧及三相五柱电压互感器开口三角经升压变压器转换为220V供电给测量仪表及继电器等所有电压线圈以及信号电源等。
直流回路---使用所变输出经变压、整流后的直流电源。
蓄电池---适用于大、中型变、配电所，投资成本高，占地面积大。
2、按用途区分测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路、操作电源回路。
操动回路---包括从操动（作）电源到断路器分、合闸线圈之间的所有有关元件，如：熔断器、控制开关、中间继电器的触点和线圈、接线端子等。
信号回路---包括光字牌回路、音响回路（警铃、电笛），是由信号继电器及保护元件到中央信号盘或由操动机构到中央信号盘。
四、二次回路识图常用的继电保护接线图包括：继电保护的原理接线圈、二次回路原理展开图、施工图（二次回路又称背面接线图、盘面布置图）。
1、看图A、"先看一次，后看二次"。
GIS开关柜二次原理图解读
一、二次回路的定义由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路二次回路在词典中的解释：在电气系统中由互感器的次级绕组、测量监视仪器、继电器、自动装置等通过控制电缆联成的电路。
用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况。
用于监视测量表计、控制操作信号、继电保护和自动装置等所组成电气连接的回路均称为二次回路或称二次接线。
二、二次回路的组成指对一次设备的工作进行监视、控制、测量、调节和保护，所配置的如：测量仪表、继电器、控制和信号元件，自动装置、继电保护装置、电流、电压互感器等，按一定的要求连接在一起所构成的电气回路，称为二次接线或称为二次回路。
一次回路的组成由发电机、变压器、电力电缆、断路器、隔离开关、电压、电流互感器、避雷器等构成的电路，称为一次接线或称为主接线。
三、二次回路的分类1、按电源性质分交流电流回路---由电流互感器（TA）二次侧供电给测量仪表及继电器的电流线圈等所有电流元件的全部回路。
交流电压回路---由电压互感器（TV）二次侧及三相五柱电压互感器开口三角经升压变压器转换为220V供电给测量仪表及继电器等所有电压线圈以及信号电源等。
直流回路--- 使用所变输出经变压、整流后的直流电源。
蓄电池--- 适用于大、中型变、配电所，投资成本高，占地面积大。
2、按用途区分测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路、操作电源回路。
操动回路--- 包括从操动（作）电源到断路器分、合闸线圈之间的所有有关元件，如：熔断器、控制开关、中间继电器的触点和线圈、接线端子等。
信号回路--- 包括光字牌回路、音响回路（警铃、电笛），是由信号继电器及保护元件到中央信号盘或由操动机构到中央信号盘。
四、二次回路识图常用的继电保护接线图包括：继电保护的原理接线圈、二次回路原理展开图、施工图（二次回路又称背面接线图、盘面布置图）。
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GIS闭锁逻辑一次示意图
B'g111 CHd101
H-ES111
VDA/C111 H-ES101
VDA/C101 VT081 GCB071 CT074 CT075 CT076 P2 DS/ES071
合闸位置
合闸动作
分闸动作
分闸位置
空气压缩机系统
断路器
空气压缩机 空气压缩机
独立供气系统
集中供气系统 ●独立供气方式： 空气压缩机和GCB以1：1对 应的方式，1~6台的时候使用此方式的情况较多。 ● 集中供气方式：把所有的GCB用一台空气压 缩机来供应压缩空气的方式，GCB在7台以上的时 候，使用此方式的情况较多。 ●混合供气方式： 把同一间隔3台GCB（9相） 用同一台空气压缩机来供应压缩空气的方式。 ●关于集中供气方式和混合供气方式也可以采 用2台空气压缩机来供应压缩空气.
直流1mA参考电压（有效值） kV 陡坡冲击残压（峰值） 雷电冲击残压（峰值） 操作冲击残压（峰值） 标称放电电流（有效值） 4/10大电流冲击（2次） 2ms方波电流冲击（18次） kV kV kV kA kA A
弯曲耐受负荷（破坏） kN 水压试验(破坏） MPa
GIS结构图
线路侧接地开关、隔离开关 和检修用接地开关
电压互感器（VT）
铁心
二次端子盒 盆式绝缘子
一次绕组 壳体 二次绕组
※为独立单元； ※可提供三绕组和四绕组 的产品； ※竖直或水平安装，适应 性强。
金属氧化锌避雷器（LA）
导体连接件
盆子绝缘子 ※为独立单元； ※阀心为性能优良的金属 ZnO阀片，无串联火花 放电间隙； ※可带MOA在线监测放电 计数器。
GIS设备零部件情况
序号 1 2 3 4 设备及部件名称 GCB灭弧室，绝缘拉杆，操作机构 DS/ES触头零部件，绝缘拉杆，操作机构 通用零部件，盘式绝缘子，支撑绝缘子，特殊零件 PT（近期） 平高电气提供的零部件 序号 1 2 3 4 其它外购件 序号 1 2 3 CT 套管 设备及部件名称 密度继电器 外购厂家 德国Wika 中国上海互感器厂 中国抚顺电瓷厂 5 6 7 设备及部件名称 壳体类 导电杆 机加工零部件 支架 汇控柜 其它焊接零部件 SF6气体，密封件
21 11 5 1 2 3 16 13 15 20 18 17
8 19 7
4 12 14 6
10
集成式气动操作机构动作原理
1:工作缸 2:活塞 3:分闸阀 4:合闸阀 5:液压减震器 6:气罐 7:分合闸位置保持器 8:连杆 9:复位装置 10:分合闸位置保持器 11:分闸弹簧 12:合闸弹簧 13:分闸线圈 14:合闸线圈 15:磁铁 16:衔铁 17:衔闩 18:挚子 19:辅助开关 20:延时辅助开关 21:断路器
才能操作，若干线路有电压，线路接地 开关不能合闸操作。
GIS闭锁原则2
●手动操作隔离开关及接地开关时，电动控制 自动解除。 ●隔离开关机械闭锁投入后，手动、电动操作 自动解除。 ● SF6气体压力、油压、氮气压力降低至标准 以下，断 路器被闭锁。 ●辅助电压中断时，所有机械连锁仍起作用。 ● GIS装置手动操作上可以挂锁，由指定人员 操作。 ●一旦防误闭锁装置失灵，可用专用钥匙解除。
电动弹簧机构简图
主轴
涡轮涡杆 分合指示器 辅助开关 电机
主弹簧 挡板
辅助继电器
端子排
※配隔离开关和快速接地开关； ※电动机将弹簧储能，利用弹簧释放 的反弹力操动本体运动；
电流互感器（CT）
端子排
外罩
法兰
线圈
※为外制式结构，设有外罩； ※可装设在GCB两侧并不改变总体尺寸；
1: 铁心 2: 内绝缘 3: 二次绕组引出线 4: 二次绕组（内侧） 5: 匝间绝缘 6:二次绕组（外侧） 7: 外绝缘
（HS—ES/DS/M-ES）
母钱隔离开关和检修用接地开关
（DS/M-ES）
断路器
（GCB）
电流互感器
（CT）
隔离开关和检修用接地开关
（DS/M—ES）
母线
（BUS）
GIS断路器（GCB)
合闸电阻
弧触头
合闸电阻断口
●三相分箱式结构，配集成式气动机构， ●电性能优良，可实现两周波63kA大电流的开断，触头寿命长
GIS闭锁原则1
• ●隔离开关只有在对应断路器分闸时才能操作 • ●隔离开关操作未到位，断路器不能操作。 • ●隔离开关只有在对应断路器分闸时才能操作 ●隔离开关操作未到位，断路器不能操作。 ●母线隔离开关在母线接地开关拉开时才能操 作。 ●母线接地开关必须在所有母线隔离开关全部 拉开的情况下才能操作。 ●线路接地开关只有在线路隔离开关时
GIS系统介绍、 GIS 二次回路要点介绍
运行图
GIS通用技术条件
安装场所 环境温度 最大相对湿度 海拔高度 风速 耐地震能力（水平加速度） 系统标称电压 额定电压 额定频率 额定电流 额定短时（有效值）/峰值耐受电流 额定工频耐受电压（1分钟） 额定雷电冲击耐受电压 额定操作冲击耐受电压 零表压耐受电压 SF6年漏气率 SF6水份含量(V/V) SF6气体额定气压（20℃相对值） 控制电压 单元间隔宽度 单元间隔重量 机械寿命 每个间隔局部放电量 PPM MPa V m t 次 PC m m/s g kV kV Hz A kA kV kV kV kV ℃ 户内或户外 -30～+40 月平均不大于90% 1000，(2000) 40以下 一般地区0.15/强震地区0.3 500 550 50 2500， 3150,4000（全铝壳） 63 (3s)/160 740 1675 1175 1.1倍相对地额定电压 不大于1% 150(GCB)/250(其它) 断路器: 0.55（ 补气0.525/闭锁]0.50) DC110, 6.0 10 连续操作3000次 10 (DC220) 其它: 0.5 (补气0.45)
减少操作功
断路器（GCB)灭弧室特性曲线
MPa
ms
熄弧期间气体压力变化
集成式气动操作机构
分闸线圈
改进型灭弧室使操作功减少 元件小型化,集成化
分合闸保持器 合闸线圈
集成式气动操作机构动作原理
1:工作缸 2:活塞 3:分闸阀 4:合闸阀 5:液压减震器 6:气罐 7:分合闸位置保持器 8:连杆 9:复位装置 10:分合闸位置保持器 11:分闸弹簧 12:合闸弹簧 13:分闸线圈 14:合闸线圈 15:磁铁 16:衔铁 17:衔闩 18:挚子 19:辅助开关 20:延时辅助开关 21:断路器
空气压缩机
混合供气系统
G1B型隔离开关 、检修用接地开关和快速接地开关
快速接地开关 HS-ES
检修用接地开关 M-ES
ES动触头 隔离开关 DS
绝缘子
DS静触头
DS动触头
DS直动操作杆
※DS/M-ES/HS-ES装在一个筒 体内,部件的数量最少，尺寸 小型化； ※DS和HS-ES分别配电动弹簧机构 ,M-ES配电动机构，三级通过 拉杆传动实现联动操作； ※其触头部分采用了结构简单的 直线滑动结构； ※根据需要可装设防爆膜和分合 闸位置观察窗。
各元件技术条件（1/2）
断路器 额定短路开断电流 额定短路关合电流（峰值） 额定近区故障开断电流 额定失步开断电流 首极开断系数 线路充电开断电流 电缆充电开断电流 满容量开断次数 开断时间 合闸时间 额定操作循环 操作机构型式 隔离开关 额定工频耐受电压（1分钟）断口 额定雷电冲击耐受电压 断口 额定操作冲击耐受电压 断口 额定开断母线转换电流 额定开断母线充电电流 电机电源 操作机构型式 kV kV kV A A V 680+120 1675+315 1050+450 1600（40V） 0.5 DC110，(220) 电动弹簧机构 快速接地开关 额定短路关合电流 额定开合电磁耦合电流 额定开合静电耦合电流 电机电源 操作机构型式 kA A A V 160 200 (25kV) 25 （25V） DC110，(220) 电动弹簧机构 kA kA kA kA k A A 次 ms ms 20 40 100 O—0.3s—CO—180s—CO 集成式气动操作机构 接地开关 电机电源 操作机构型式 V DC110，（220） 电动机构/人力 63/50 160/125 63×90%/50×90% 15.75/12.5 1.3 电机 操作线 圈（数 量1个， MAX.2 个） 集成式气动操作机构 电源 功率 分合闸线圈电压 分合闸线圈电阻 分闸操作力 合闸操作力 额定工作气压/合（分）闸闭锁气压 N N MPa 160（at1.5MPa） 25 (at1.5MPa) 1.5/1.3(1.25) V W V DC110或220 一般AC380
GIS典型布置图
GIS典型布置图
GIS典型布置图
典型布置图
GIS典型间隔布置图
馈电间隔(套管出线）
测保间隔
GIS典型间隔布置图
馈电间隔(套管出线）
主变间隔
GIS典型间隔布置图
பைடு நூலகம்
母联间隔
测保间隔
550kVGIS产品特点说明
●GIS为分箱式，元件小型化，组合化，设备小巧紧凑，占地面积最小。 ●不仅适用于户内，在环境恶劣的户外也适用。 ●壳体全部是铝质壳体。 ●电流互感器可以方便的设置在GCB两侧，并不改变GIS总体布置尺寸。 ●各个元件分层布置，重叠排列，安装非常方便。 ●间隔的扩展简单易行，间隔宽6m。 ●实现了少无维护，检修方便，操作简单，特别是不用拉出GCB，就可 对灭弧室进行检修和更换。 ●GCB灭弧室为改进型压气式结构，两周波内开断63kA的短路电流，配 集成化气动机构，外部无配管，实现了产品高性能，操作噪音低。 ●DS/ES本体采用组合结构，使部件数量最少。 ●由于每一间隔的整体运输，使现场安装快速简单，质量有充分保证, 工期大幅度缩短。