公 司 简 介
山东泰开高压开关有限公司是专业研制开发生产 72.5kV 及以上户外高压六氟化硫断路器、全封闭组合 电器、复合绝缘组合电器的大型专业化企业。
公司注册资金 3 亿元、总资产 36 亿元、占地面积 50 万 m2、建筑面积 23 万 m2。现有员工 1822 人，其 中专业技术人员 183 人。 公司多年来综合经济指标列
全国高压开关行业前
五名，为高压开关行业副理事长单位，公司生产的“泰 开”牌高压开关为被评为山东名牌、国家免检产品， 并获得了国家专利 378 项。
公司下设壳体、电镀、绝缘、喷漆、加工、机构、 总装一车间、总装二车间、铸造等 9 个专业生产车 间，配备德国德马吉加工中心、德国海德里希环氧树 脂浇注生产线等国际先进的工艺装备。产品自制率达 到 95% 以上，具备年生产组合电器 3600 间隔、断路 器 2500 台的生产能力。
公司生产的 72.5k V ～ 800k V 组合电器和断路器 在国际著名的荷兰 KEMA 试验站和西高所完成型式试 验，产品技术水平高、质量稳定可靠、交货及时、服 务优良，受到用户广泛好评，连续多年在国网、南网 中标量始终保持前列，并广泛应用于五大发电集团、 石油、化工、冶炼、铁路、清洁能源发电等行业，产 品遍布全国各地，并出口到俄罗斯、印度、孟加拉、 伊朗、塞内加尔、巴基斯坦等国家。目前组合电器累 计运行数量达到 2 万间隔以上，断路器累计运行数量 达到 1.5 万台以上。 公司衷心感谢各界友人的支持合
作，竭诚欢迎光
临指导、洽谈业务、共创佳绩。
●企业精神
正直 诚信 务实 创新
●企业宗旨
追求卓越 回报社会
ZF10-145(L)/T3150-40 气体绝缘金属封闭开关
目录
1. 产 品 概 述 .................................................................... 1 2. 通用技术条件及参数 ......................................... 2 3. 结构与工作原理 .............................................. 5 4. 包装、运输、验收与贮存… ............................................. 11 5. 安装、调试与交接试验 ............................................ 12 6. 现场检查与试验 ........................................................ 13 7. 使用、维护与检修 .................................................... 14 8. 成套供货范围 ............................................................ 20 9. 随机文件 ................................................................. 20 10. 定 货 程 序 ................................................................. 20
ZF10-126~145(L)/T3150-40 型三相共箱式气体绝缘金属封闭开关设备
1 产品概述
1.1 ZF10-126～145(L)/T3150-40 型气体绝缘金属封闭开关设备（Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear，以下简称 GIS）是将断路器、三工位开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷 器、母线、进出线套管或电缆终端等元件组合封闭在接地的金属壳体内，充以一定压力的 SF6 气体作为绝 缘介质所组成的成套开关设备，适用于三相交流 50Hz、60Hz 额定电压 72.5～145kV 电力系统。
1.2 GIS 符合国家标准 GB7674《72.5kV 及以上气体绝缘金属封闭开关设备》，并满足国际电工委员会标准 IEC62271-203《高压封闭开关设备和控制设备》，其内所配各元件均符合各自国家标准的要求，并且在荷 兰的 KEMA 试验站完成相关型式试验。 1.3 该 GIS 为全三相共箱式结构。
1.4 按照二次控制方式的不同，可分为采用数字式控制技术的智能化 GIS 和利用常规控制与监测技术的典 型 GIS。
1.5 ZF10-126～145 特点
1.5.1 全新设计的全三相共箱紧凑型 GIS，最小间隔宽度为 0.8m，标准间隔占地 2.90m，处于国际先进 水平、国内领先水平。
1.5.2 GIS 所配断路器采用“热膨胀+助吹”的自能式灭弧原理，开断能力强，燃弧时间短，全开断时间 3 周波，电寿命长，满容量开断 20 次，结构简单，性能可靠。
1.5.3 断路器配用 CT26 型弹簧操动机构，结构简单紧凑，可靠性高，维护工作量少，机械寿命长达 10000 次，符合“无油化”要求。
1.5.4 模块化设计，方便于实现各种变电站布置方式及后续扩建、改建；可根据用户要求组合成单母线分 段、桥形接线、双母线等多种接线方式。
1.5.5 全三相共箱式结构，使涡流损耗大为降低，外形简洁美观。
1.5.6 GIS 外壳采用铝合金材料。产品质量轻，对地基载荷要求小，耐腐蚀，涡流损失更低。
1.5.7 集约化的气体管理系统，实现了在线校表功能，方便了密度继电器的检验维护工作（原理见下图）
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密度继电器 自封接头 充气自封接口
校表旋钮 在线校表检测原理图
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ZF10-126~145(L)/T3150-40 型三相共箱式气体绝缘金属封闭开关设备
1.5.8 无线电干扰水平低于 500μV，适于在市区及居民区附近现场施工安装。
1.5.9 环境适应性强，适用于环境条件恶劣（如严重污秽、多水雾、冰雹地区等）地区，高海拔和多地震 地区以及用地紧张的闹市区和土石方开挖困难的山区水电站。
1.5.10 除出线套管和部分连接母线外，GIS 可实现最多三个整间隔运输，大大缩短现场安装工作量和安装 工期。
1.5.11 GIS 既可安装于户内，又可安装于户外，产品适应性强。
2 通用技术条件及参数
2.1 使用环境条件 2.1.1 安装地点： 2.1.2 环境温度： 2.1.3 海拔高度： 2.1.4 空气湿度： 2.1.5 风 速： 户内或户外
-30～+40℃（母线、出线套管-40～+40℃） 1000m(特殊定货不限)
日平均≯95%，月平均≯90%(25℃) ≯35m/s(风压不大于 700Pa) ≤0.1W/cm (0.5m/s 风速)
2.1.6 日照强度： 2.1.7 地震强度： 2.1.8 覆冰厚度： 2.1.9 爬电比距： 水平加速度≤0.4g，垂直加速度≤0.2g ≤10mm
25mm/kV(Ⅲ级污秽等级)，31mm/kV(Ⅳ级)
2.1.10 无易燃、爆炸危险及化学腐蚀、剧烈震动的场合 2.2 ZF10-126G 主要技术参数（表 1） 表 1 序号 1 2 3 4 5 ZF10-126～145 型主要技术参数
技术要求 额定电压 额定频率 额定电流 额定短时耐受电流/时间 额定峰值耐受电流 额定短时工频耐受电 绝 压（1 分钟） 缘 （5 分钟） 水 零表压耐受电压平 额定雷电冲击耐受电 压（峰值） 单位 kV HzA kA/s kA kV kV kV μL/L 数 据 50 数 据 50 数 据 72.5 2000，2500，3150 31.5/4，40/3 80，100 160（断口） 109 350+60（断口） 断路器室≤150 （交接时） 其他气室≤250 （交接时） 126 145 50 31.5/4，40/3 80，100 315（断口） 109 750（断口） 断路器室≤150 （交接时） 其他气室≤250 （交接时） ≤5 ≤0.3 2000，2500，3150 2000，2500，3150 31.5/4，40/3 80，100 230+73（断口） 109 550+103（断口） 断路器室≤150 （交接时） 其他气室≤250 （交接时） ≤5 ≤0.3 6 140（对地、相间） 230（对地、相间） 275（对地、相间） 350（对地、相间） 550（对地、相间） 650（对地、相间） 7 SF6 气体水分含量 8 9 局部放电量 SF6 气体年漏气率 pC %/年 ≤5 ≤0.3
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2.3 各元件主要技术参数 2.3.1 断路器（表 2） 表 2 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 断路器参数
技术要求 额定短路开断电流 额定短路关合电流 满容量开断次数 额定失步开断电流 近区故障开断电流 首开极系数 额定操作顺序 合闸时间（额定电压下） 分闸时间（额定电压下） 全开断时间 所配操动机构 机械寿命 单位 kA kA 次 kA kA 7.9 28.4/23.6 1.5 O-0.3s-CO-180s-CO ms ms ms 75±10 32±5 ≤60 CT26 弹簧操动机构 次 电压（DC） 机构分、合闸线圈 数 据 31.5，40 80，100 20 10 36/30 V Ω/A Ω/A W V/A 10000 220 78/2.8 65/3.4 600 220/2.3 110 19/5.7 19/5.7 13 合闸线圈电阻/电流 分闸线圈电阻/电流 功率 电压（DC/AC）/电流 三工位开关参数
14 储能电机 2.3.2 三工位开关（表 3） 表 3
额定操作时间 额定控制电压/功率 额定操作力矩 额定开合母线转换电流/电压 2.3.3 快速接地开关（表 4） 表 4
分闸≯3s 合闸≯3s (DC/AC)220V/280W 20N·m 1600A/10V 快速接地开关参数
额定操作时间 额定控制电压/功率 额定操作力矩 额定短路关合电流 开合电磁感应电流/电压 开合静电感应电流/电压 分闸≯3s 合闸≯3s （含储能时间） （含储能时间） (DC/AC)220V/280W 50N·m 100kA 100A/6kV 5A/6kV 3
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2.3.4 电流互感器（表 5） 表 5 额定一次 电流(A) 300 400 600 800 额定二次 电流(A) 电流互感器参数
额定输出 容量(VA) 30 30 30 40 5 测量线圈 准确级 0.5(0.2s) 0.5(0.2s) 0.5(0.2s) 0.5(0.2s) 测量级仪表保安系数 保护线圈 准确级 ≤5 5P20 5P20 5P20 5P20 1000 1200 1600 2000 50 50 50 50 0.5(0.2s) 0.5(0.2s) 0.5(0.2s) 0.5(0.2s) 5P20 5P20 5P20 5P20 注：1. 可提供额定二次电流为 1A 的线圈； 2. 特殊技术要求双方协商确定。 2.3.5 电压互感器（表 6） 表 6
系统额定电压 额定一次电压 额定二次电压 剩余电压绕组电压 二次绕组 绕组Ⅰ 准确级次 0.2 0.5 3P 0.2 0.2 0.5 额定负荷(VA) 100 150 300 75 75 100 准确级次 --- --- --- 0.5 3P 3P 绕组Ⅱ 额定负荷(VA) --- --- --- 75 100 100 3P 3P 3P 3P 3P 3P 300 300 300 300 300 300 电压互感器参数
72.5KV 66/√3kV 100/√3V 100/3V 126kV 110/√3kV 100/√3V 100V 145KV 132/√3kV 100/√3V 100V 剩余电压绕组 准确级次 额定负荷(VA)
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2.3.6 避雷器（表 7） 表 7
系统额定电压 避雷器额定电压 持续运行电压 工频耐受电压 雷电冲击耐受电压 直流 1mA 参考电压 持续阻性电流 1/4μs 陡波冲击残压 8/20μs 雷电冲击残压 30/60μs 雷电冲击残压 工频耐受电压-时间特性 避雷器参数
72.5KV 90KV 72.5KV 140KV 350KV ≥128kV ≤300μA ≤258kV ≤224kV ≤190kV 1.2Ur 0.1s 耐受 2ms 方波电流能力 耐受 4/10μs 冲击电流能力 2.3.7 母线（表 8） 表 8
额定电压 额定电流 额定短时工频耐受电压（相间、对地） 额定雷电冲击耐受电压（相间、对地） 2.3.8 出线套管（表 9） 表 9
额定电压 额定短时工频耐受电压 额定雷电冲击耐受电压 公称爬电比距 出线套管参数 72.5kV 160kV，1min 350(峰值) 126kV 230kV，1min 550kV(峰值) 145kV 275kV，1min 650(峰值) 母线参数
72.5kV 126kV 145kV 2000，2500，3150， 2000，2500，3150， 2000，2500，3150， 4000 4000 4000 160kV，1min 350(峰值) 230kV，1min 550kV(峰值) 275kV，1min 650(峰值) 126kV 100kV 78kV 230kV 550kV ≥145kV ≤300μA ≤291kV ≤260kV ≤221kV 1.15Ur 1.0s 1.1Ur 30s 145KV 120KV 92KV 275KV 650KV ≥175kV ≤300μA ≤330kV ≤345kV ≤295kV 1.0Ur 1200s 600A,20 次 65kA,2 次 25mm/kV（Ⅲ级）,31mm/kV(Ⅳ级)
3 结构与工作原理
3.1 总体结构
GIS 一般由各种不同功能的单元组成，称间隔，主要有进（出）线间隔、母联间隔、计量保护间隔等， 见图 2-6；并根据用户的不同要求组成单母线分段、桥形接线、双母线等不同的接线方式。
本 GIS 为全三相共箱式结构，主导电回路由固体绝缘件支撑在壳体中央，采用梅花触头作为过渡连接； 可以通过充气套管与架空线连接，也可以通过电缆终端与电力电缆相连，或经油气套管直接与变压器连接。
GIS 的气体系统可以分为若干气室。一般断路器压力高，它和电流互感器组成一个气室；主母线、电
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压互感器、避雷器分别为独立的气室，其他元件根据工程确定气室划分。各气室分别由相应的密度控制器 监测气体压力。
GIS 一般每间隔设有一个就地控制柜，各元件控制、状态信号，各气室密度监测信号，以及电压、电 流互感器二次出线全部引到就地控制柜，并通过就地控制柜与主控室相连。 3.2 部件结构
3.2.1 断路器（GCB）
断路器为共箱罐式结构，三相共用一台 CT26 型弹簧操动机构，机械联动。主要技术参数见表 2。 3.2.1.1
灭弧原理 断路器采用“热膨胀+助吹”的自能
式灭弧原理。
当开断短路电流时，电弧在动静弧触头间燃烧，巨大的能量加热膨胀室内的 SF6 气体使温度升高，膨 胀室内气体压力随之升高，产生内外压差；当动触头分闸达到一定位置，静弧触头拉出喷口，产生强烈气 吹，在电流过零点时熄灭电弧。开断过程中，由于电弧能量大，膨胀室内压力高于辅助压气室内压力上升， 膨胀室阀片闭合，压气室阀片打开，压气室压力释放。
当开断小电感、电容电流或负荷电流时，所开断电流小，电弧能量也较小，膨胀室内压力上升比辅助 压气室压力上升慢，压气室阀片闭合，膨胀室阀片打开，压缩气体进入膨胀室，产生气吹，在电流过零点 时熄灭电弧。
3.2.1.2 CT26 弹簧操动机构
断路器配用 CT26 型弹簧操动机构，其结构简图见图 7-8，动作原理叙述如下： a 合闸弹簧储能
合闸弹簧(1)处于预压缩状态，通过电机采用棘轮、棘爪结构储能。 b 合闸操作
断路器处于分闸位置，合闸弹簧已储能。 当机构得到合闸指令，合闸线圈受电，合闸电磁铁(14)的动铁芯吸合带动合闸导杆撞击合闸挚子(13)
顺时针旋转，释放储能保持挚子(15)，合闸弹簧带动棘轮逆时针快速旋转，与棘轮同轴的凸轮(18)打击输 出拐臂(7)上的合闸滚子，使拐臂向上运动，通过连杆带动断路器本体实现合闸操作，此时输出拐臂上的 合闸保持销(20)被合闸保持挚子(9)扣住实现合闸保持；同时与输出拐臂同轴的分闸弹簧拐臂压缩分闸弹 簧(16)储能，准备分闸操作。
合闸操作也可通过手动撞击合闸电磁铁导杆实现。 合闸操作完成后，行程开关自动投入电机再次对合闸弹簧储能。 c 分闸操作
断路器处于合闸位置，合闸弹簧与分闸弹簧均已储能。 机构接到分闸指令，分闸线圈受电，分闸电磁铁动铁芯吸合带动分闸导杆撞击分闸挚子(10)顺时针旋
转，释放合闸保持挚子(9)，分闸弹簧释放能量通过拐臂、连杆带动断路器本体实现分闸操作。
分闸操作也可通过手力撞击分闸电磁铁导杆实现。 d 防跳跃装置
本机构具有机械防跳跃装置，同时也可实现电气防跳跃。
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3.2.2 三工位开关（TPS） 3.2.2.1 本体
结构紧凑的三工位开关可实现接通、隔离、接地三种工况，参见图 9-11，三相联动，由一台操动机 构驱动，具有开合母线转换电流的能力。
精心而巧妙设计的三工位开关不仅结构紧凑简洁、性能可靠，而且作为标准模块之一可以极为方便的 实现与电压互感器、进出线模块、线路接地开关、母线、避雷器等模块的联结，用于母线侧时还可直接作 为母线的一部分。
3.2.2.2 操动机构（CJ） 三工位开关配用电动操动机构，机构包括两台驱动电机，通过电机的正反转驱动丝
杠转动，丝杠带动
驱动螺母做直线运动，驱动螺母通过销轴推动输出轴转动，经齿轮、齿条的转换，实现动触头在接通←→ 隔离←→接地间的往复运动，参见图 11。 3.2.2.3 操动机构状态图
隔离分闸接地分闸 接地分闸隔离合闸
隔离分闸位接地合闸
隔
隔离/接地分闸不到位接地/隔离合闸自锁
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操作提醒：三工位操动机构必须严格按照我公司规定的操作顺序进行操作，并且分合闸 必须到位，否则可能出现卡滞，甚至出现电机烧损问题，出现以上问题的原因见下图，驱动 螺母 3 分闸不到位时，对驱动螺母 1 进行合闸操作，驱动轮 2 的转动轨迹被驱动螺母 3 的驱 动销所阻挡，驱动螺母 1 的运动被限制，从而造成合闸被限制，如果此时采用电动操作，则 有可能造成电机烧损。
3.2.3 接地开关（ES、FES） 3.2.3.1 本体
除三工位开关内的接地开关（用于在检修时保护安全的工作接地）外，也可单独安装接地开关，并有 两种形式，即具有关合短路电流及开合感应电流能力的快速接地开关（FES，又称故障关合接地开关）和 用于在检修时保护安全的检修接地开关（ES）；检修接地开关配用电动机机构，快速接地开关配用电动弹 簧操动机构。
接地开关可与工作接地的壳体绝缘断开，当需要进行回路电阻测量、机械特性等试验时，将与接地外 壳相连的接地母线拆除，即可通过接地开关的动触头与主回路进行电气连接，极大方便了试验工作。 3.2.3.2 操动机构 检修接地开关配用与三工位开关的电动机构类似；快速接地开关配用电动弹簧机构
（CTJ）。
CTJ 型电动弹簧机构由电动机、传动机构、储能弹簧、缓冲器、微动开关等组成。操作时，电动机带 动蜗杆、蜗轮转动，蜗轮通过销轴带动弹簧拐臂压缩储能弹簧，当弹簧经过死点即压缩量达到最大时，储 能弹簧自动释放能量，弹簧拐臂通过销轴带动从动拐臂快速旋转，与从动拐臂联动的输出拐臂通过连杆系 统带动接地开关实现快速分合闸。
机构分合闸操作是通过控制电动机正反转实现的。 CTJ 型机构可以用操作手柄在就地进行手动分合闸操作。 3.2.4 电流互感器
电流互感器是 GIS 中实现电流量的测量与过电流保护功能的元件。
GIS 配用 LR(D)型电流互感器，为三相封闭、穿心式结构，一次线圈为主回路导电杆，二次线圈缠绕 在环形铁芯上。导电杆与二次线圈间有屏蔽筒，二次线圈的引出线通过环氧浇注的密封端子板引到外部。
电流互感器的电流比、精度和负荷见表 5。
警告：电流互感器的二次线圈在运行时严禁开路，开路运行时产Th的异常高电压会破坏
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二次线圈、引出端子、继电器或仪表的绝缘。
3.2.5 电压互感器
电压互感器是 GIS 中实现电压量的测量与异常电压保护功能的元件。
GIS 配用三相共箱式 SF6 电压互感器，电压互感器为电磁式电压互感器，二次绕组和一次绕组绕制在 同轴圆筒上，二次绕组端子和一次绕组的“N”端经环氧浇注的接线板引出壳体。一次绕组的“A” “B” “C”端和高压电极相连。
电压互感器的变比、精度和负荷见表 6。
警告：电压互感器运行时二次侧严禁短路，否则二次侧产Th的巨大电流将导致电压互感 器损坏。
3.2.6 避雷器
GIS 采用 SF6 绝缘三相共筒罐式无间隙金属氧化物避雷器，其保护特性优异，残余电压低，主要技术 参数见表 7。 3.2.7 母线
GIS 主母线为三相共箱式（部分母线与三工位开关共用），三相导体在壳体内呈品字形结构，导体通过 绝缘子固定在外壳上。 3.2.8 套管
GIS 与架空线连接使用充 SF6 气体的瓷套管或硅橡胶套管，其外绝缘爬电比距为 25mm/kV（Ⅲ级污秽） 或 31mm/kV（Ⅳ级），安装方式有两种，垂直向上安装或斜 45°安装，见图 12-13。 3.2.10 电缆终端
GIS 与电缆出线的连接采用电缆终端。按照 IEC60859 标准的规定，电缆终端由电缆厂家配套提供并负 责电缆与电缆终端的安装，GIS 厂家负责电缆终端与 GIS 的对接，包括密封和导电回路的连接，提供电缆 现场耐压接口，结构示意见图 14-16。 3.3 GIS 二次设计
GIS 的二次控制、测量和监视装置集中装设于就地控制柜中，所以就地控制柜既是 GIS 间隔内、外各 元件之间进行电气联络的中继枢纽，也是对 GIS 设备进行现场控制、监视以及进行遥测、遥控、遥调、遥 信的集中枢纽，对电气设备的正常运行起着非常重要的作用。
GIS 的就地控制柜一般具有就地操作、信号传输、保护和中继、对 GIS 各间隔气室进行监视等功能， 主要功能如下：
a 对间隔内一次设备如断路器、三工位开关、快速接地开关等实施就地—远方选择操作。既可实现在 控制柜上对上述一次设备进行就地操作，又可在 GIS 正常运行时改为远方操作；
b 监视 GCB、TPS（DS）、ES、FES 的分合闸位置状态； c 监视各气室 SF6 气体密度是否处于正常状态； d 监视 GCB 储能弹簧的储能状态； e 监视控制回路电源是否正常；
f 显示 GIS 一次电气设备的主接线形式及运行状态；
g 实现 GIS 本间隔内各 GCB、TPS（DS）、ES、FES 之间的电气联锁及间隔与间隔之间的电气联锁；
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h 监测 GIS 设备机构箱及端子箱内的温湿度并自动投入加热除湿装置；
i 作为 GIS 各元件间及 GIS 与主控室之间控制、信号的中继端子箱接收和发送信号； 3.3.1 操作机构二次控制原理
3.3.1.1 GCB 机构控制原理（见图 8） a 储能回路
合闸弹簧在未储能状态时，储能微动开关 CK3、4 接点闭合，使中间继电器 KM 带电，常开接点 KM13、 14 及 KM33、34 闭合，使储能电机 M 得电并开始给合闸弹簧储能；合闸弹簧储能结束后储能微动开关 CK3、 4 接点打开，切断储能电机的电源。储能过程结束。
储能过程中行程开关常闭接点 CK1、2 打开，切断合闸回路，电气上防止断路器在合闸弹簧未储满能 时误动。 b 合闸回路
由断路器辅助接点和合闸线圈构成断路器合闸回路。 c 电气防跳回路
如图 7 所示，断路器可靠合闸后，其辅助接点 DL10、12 闭合，使防跳继电器 CJX 带电并通过其接点 13、14 自保持，CJX 的常闭接点 21、22 打开，使合闸回路断电，从而避免了断路器跳跃。 3.3.1.2 三工位机构控制原理（见图 12） a 接通←→隔离
合闸回路由微动开关 CK2 和中间继电器 KM2 组成，当隔离开关处在分闸位置时，CK2 闭合，此时给 合闸信号，则 KM2 得电，其常开接点 33、44 闭合，使 KM2 自保持，KM2 常开接点 13、14 及 23、24 闭 合，电机 M1 得电并正转而驱动机构合闸；其常闭接点 KM2（51、52）打开，切断分闸回路。合闸结束后， CK2 常闭点 3、4 断开使 KM2 失电，CK1 常闭点 3、4 闭合，为隔离开关分闸作准备。
分闸回路由微动开关 CK1 和中间继电器 KM1 组成，当隔离开关处在合闸位置时，CK1 闭合，此时给 分闸信号，则 KM1 得电，其常开接点 33、44 闭合，使 KM1 自保持，KM1 常开接点 13、14 及 23、24 闭 合，电机 M1 得电并反转而驱动机构分闸；其常闭接点 KM1（51、52）打开，切断合闸回路。分闸结束后， CK1 常闭点 3、4 断开使 KM1 失电，CK2 常闭点 3、4 闭合，为隔离开关合闸作准备。 CK1 常闭接点 1、2 闭合同时为接地开关合闸作准备。 b 隔离←→接地
合闸回路由微动开关 CK4 和中间继电器 KM4 组成，当接地开关处在分闸位置时，CK4 闭合，此时给 合闸信号，则 KM4 得电，其常开接点 33、44 闭合，使 KM4 自保持，KM2 常开接点 13、14 及 23、24 闭 合，电机 M2 得电并正转而驱动机构合闸；其常闭接点 KM4（51、52）打开，切断分闸回路。合闸结束后， CK4 常闭点 3、4 断开使 KM4 失电，CK3 常闭点 3、4 闭合，为隔离开关分闸作准备。
分闸回路由微动开关 CK3 和中间继电器 KM3 组成，当接地开关处在合闸位置时，CK3 闭合，此时给 分闸信号，则 KM3 得电，其常开接点 33、44 闭合，使 KM3 自保持，KM3 常开接点 13、14 及 23、24 闭 合，电机 M1 得电并反转而驱动机构分闸；其常闭接点 KM3（51、52）打开，切断合闸回路。分闸结束后， CK3 常闭点 3、4 断开使 KM1 失电，CK4 常闭点 3、4 闭合，为隔离开关合闸作准备。 CK3 常闭接点 1、2 闭合同时为接地开关合闸作准备。
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c 接通与接地间的连锁
隔离开关合闸时 KM2（61、61）常闭接点打开，分闸时 KM1（61、61）常闭接点打开，均可切断接 地开关分、合回路。
接地开关合闸时 KM4（61、61）常闭接点打开，分闸时 KM3（61、61）常闭接点打开，均可切断隔 离开关分、合回路。
3.3.1.3 ES、FES 机构控制原理（见图 16） a 合闸回路
合闸回路由微动开关 CK2 和中间继电器 KM2 组成，当接地开关处在分闸位置时，CK2 闭合，此时给 合闸信号，则 KM2 得电，其常开接点 33、44 闭合，使 KM2 自保持，电机得电并正转而驱动机构合闸； 其常闭接点 KM2（51、52）打开，切断分闸回路。合闸结束后，CK2 常闭点 1、2 断开使 KM2 失电，CK1 常闭点 3、4 闭合，为隔离开关分闸作准备。
分闸回路由微动开关 CK1 和中间继电器 KM1 组成，当接地开关处在合闸位置时，CK1 闭合，此时给 分闸信号，则 KM1 得电，其常开接点 33、44 闭合，使 KM1 自保持，电机得电并反转而驱动机构分闸； 其常闭接点 KM1（51、52）打开，切断合闸回路。分闸结束后，CK1 常闭点 1、2 断开使 KM1 失电，CK2 常闭点 3、4 闭合，为隔离开关合闸作准备。
CK1 常闭接点 1、2 闭合同时为接地开关合闸作准备。 3.3.2 信号回路
3.3.2.1 位置指示信号
a 各开关、刀闸的分、合闸状态的动态显示，以及各间隔主接线型式（即模拟母线）的显示； b 各开关、刀闸的分、合闸状态信号的上传。 3.3.2.2 SF6 气体密度信号
a 各气室 SF6 气体密度的报警信号和 GCB 气室 SF6 气体密度的闭锁信号显示； b 各气室 SF6 气体密度的报警信号和 GCB 气室 SF6 气体密度的闭锁信号的上传。 3.3.2.3 储能(未储能)信号
a GCB 合闸弹簧正储能或未储能信号，此信号由装设于 GCB 合闸储能轴上的微动开关发出，可就地报警 显示；
b 正储能或未储能信号的上传。 3.3.3 测量、保护回路
就地控制柜内的端子排上汇集了系统保护、监控所需的电压、电流信号，该信号取自于电压互感器和 电流互感器，是对 GIS 进行保护、监控的集中枢纽。
4 包装、运输、验收与贮存
4.1 GIS 在工厂试验合格后，一般以最多三间隔（解去套管）为单位整体包装、运输。
包装前 GIS 内部充以 0.02-0.05MPa 的 SF6 气体或高纯氮气（N2）。
4.2 产品应在不低于 3 级公路的路面匀速运输；在运输装卸过程中应避免剧烈震动、撞击，包装箱不得翻 转、倒置。
4.3 产品运抵工地后，用户会同制造厂家应立刻按照产品装箱清单核对货物，查看包装箱是否完好。
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4.4 产品运达现场后如不立即安装，应存放在干燥、无污染、通风良好的室内。
5 安装、调试与交接试验
5.1 安装前准备
5.1.1 根据设计单位提供的地基图检查安装现场建筑物、地面及基础建造是否符合图纸要求。 5.1.2 安装现场用户应配备必要的设备，包括： a 足够的运输与起吊设备，供设备就位用； b 电烘箱，（温度 300℃以上）供烘干吸附剂用； c 钳工工作台一个，供装配用；
d 电焊机一台，用于焊接底架与预埋基础； e 吸尘器一台，供清理产品内部；
f SF6 气体回收装置，用于抽真空、SF6 气体回收处理； g SF6 气体检漏仪，SF6 气体检漏用；
h 微量水分测量仪，测量产品内气体水分含量； i 回路电阻测量仪，测量产品主回路电阻； j 机械试验控制台，产品调试用； k 高压试验设备一套，绝缘试验用； l 麦氏真空计一台，检查真空度； m 必要的高空作业工具及安全措施。 n 通用工具一套
5.1.3 在将 GIS 吊入厂房安装前应清除 GIS 在运输、贮存过程中累积的灰尘和水迹。
5.1.4 安装应避免雨天作业，安装现场应无灰尘、积水，工作人员应穿戴干净的工作服和手套。 5.2 划线和基础检查
5.2.1 按照基础图纸要求用卷尺和墨斗在地面上划出各间隔、主母线就位的中心线。 5.2.2 用水平仪测量各个间隔基础的水平度，用调整垫片调整水平度。
5.2.3 用经纬仪测量各间隔主母线基础的标高并作好记录，作为 GIS 就位的依据。
当工程采用线路—变压器组接线时，上述过程可简化。 5.3 安装要领
GIS 在工厂已组装好，整体运输到工地，在工地只需进行主母线的对接、出线瓷套管和电压互感器的 安装，以及二次配线、管路连接、接地线装配等工作。
5.3.1 首先确定安装基准，既确定最先就位的间隔，安装基准一般选择 GIS 中间的一个间隔，从中间向两 侧安装。
安装基准间隔，应保证基准间隔主母线基础的标高比其他间隔主母线的标高要高，否则要在下面加调 整垫片。
5.3.2 从基准间隔向两侧依次安装其他间隔，安装时应参照基础检查时所测各主母线标高，在 GIS 底架下 加适当的调整垫片，保证主母线在同一平面。
注意：密封壳体内可能充有 0.05MPa 的气体，打开封盖前应确认壳体内无压力。
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5.3.3 套管安装
安装进出线间隔的出线套管，应避免碰伤套管表面，起吊套管应倾斜一定的角度，与 GIS 外壳相适应， 以便使套管内的导电杆顺利插入梅花触头中，并使密封面可靠对接。 5.3.4 密封处理
GIS 的气体密封处理是安装工作的重要环节，密封性能的好坏直接影响着 GIS 可靠运行。密封面对接 前，首先用吸尘器将壳体内部、密封面和螺纹孔内吸干净，用无毛卫生纸或白稠布浸丙酮或无水酒精将密 封面和密封槽擦拭干净，并仔细检查密封槽面有无划伤，密封圈擦拭干净，检查是否有缺陷，涂少量真空 硅脂，放入密封槽内，在密封槽外涂一薄层 D05 气体密封胶，安装时要使两密封面平行的缓慢对接，注意 观察不要让密封圈从密封槽内掉出，紧固螺栓时注意不要将产生的屑子落入密封面上。 5.3.5 气体处理
GIS 的气体处理主要包括吸附剂、真空、充气三步。
5.3.5.1 吸附剂是用来吸收 SF6 气体中的水分和电弧分解物。首先将吸附剂放在电烘箱内，在 300℃烘干 4 小时以上，迅速装入 GIS 内。
5.3.5.2 装入吸附剂后，要立即启动真空泵对安装吸附剂的气室抽真空，当真空度小于 133Pa，再继续抽 30 分钟，关闭阀门静止 4 小时，观察压力不大于 133Pa，若超出范围，再抽真空至 133Pa 并保持 30 分钟， 以确定是否存在泄漏。
5.3.5.3 抽真空合格后，充 SF6 气体。充气管与气瓶或回收装置连好后，首先用 SF6 气体冲洗充气管路以 排除空气和水分，随后充 SF6 气体至额定压力，充气可以用气体回收装置，也可以用 SF6 气瓶直接充气。
对于厂内组装密封好的气室，在现场可直接补气至额定压力，不必更换吸附剂和抽真空。
5.3.6 一次元件组装完成后，分别进行二次配线、短接排和接地排安装等工作，将 GIS 底架与预埋基础焊 接在一起，最后设备整体喷漆。
6 现场检查与试验
GIS 安装后，必须经过严格的检查与试验，确认安装正确可靠，方可投运。 GIS 的主要检查与试验项目有： a 外观检查 c 机械操作和机械特性试验 e 绝缘电阻测量 g SF6 气体水分测量 i 电流互感器试验 k 避雷器试验
m 控制回路工频耐压试验 6.1 外观检查
主要检查装配状态、零件紧固、接地线配置、气体管路、SF6 气体压力指示等， 6.2 接线检查
检查从就地控制柜到各操动机构，从就地控制柜到电压、电流互感器端子箱接线的正确性，可以用万 用表，也可以用电铃法，同时检查接线端子的松紧及端子标识。
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b 接线检查 d 回路电阻测量 f SF6 气体检漏 h 联锁试验 j 电压互感器试验 l 主回路工频耐压试验 n 最终检查
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6.3 机械操作和机械特性试验 用机械试验操作台对断路器、隔离开关、接地开关进行机械操作和机械特性试
验，主要有高、低、额
定电压下的分合操作，分合闸时间，分别满足表 2、3、4 的要求。 6.4 回路电阻测量
主回路电阻测量在进出线端子或接地开关端子间测量，采用电压降法，测量结果应符合产品技术要求。 6.5 绝缘电阻测量
用一只 1000V 兆欧表测量主回路对地、控制回路对地的绝缘电阻，主回路绝缘电阻值应大于 1000MΩ， 控制回路绝缘电阻大于 2MΩ。 6.6 SF6 气体检漏
用灵敏度不低于 10的卤素检漏仪检查所有密封连接部分的气密性，年漏气率不大于 0.3%。 6.7 SF6 气体水分测量
SF6 气瓶中新气的水分含量应不大于 8（μL/L），设备在充入 SF6 气体 24 小时后测量其水分含量，其中 断路器气室水分含量不大于 150（μL/L），其他气室水分含量不大于 250（μL/L）。 6.8 联锁试验
GIS 内的断路器、隔离开关、接地开关应满足设计要求的联锁条件。 6.9 电流互感器试验
检查电流互感器二次线圈的极性、精度、伏安特性，测量每个二次线圈对地的绝缘电阻大于 1MΩ。 6.10 电压互感器试验
测量一次绕组对二次绕组、二次绕组间及一、二次绕组对地绝缘电阻大于 1000MΩ； 对二次绕组及一次绕组接地端施加 3kV、1 分钟的工频耐压试验。
6.11 避雷器试验 避雷器应在天气晴朗、无开关操作的情况下测量泄漏电流，并检查和记录放电计数器
的起始数据。 当持续阻性电流大于 0.5mA 时，必须详细检查和分析原因。 6.12 主回路工频耐压试验 设备安装完毕，应进行工频耐压试验，试验
值为 184kV、1 分钟。 6.13 控制回路工频耐压试验
控制回路和辅助回路进行对地 2kV、1 分钟的工频耐压试验。 6.14 最终检查
在完成全部安装、试验工作后，再全面检查一次 GIS，主要是气体压力、安装情况、开关状态、外壳 喷漆等，发现不符合规定之处，立即整改。此外，对备品备件和辅助设备亦进行检查。
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7 使用、维护与检修
GIS 在安装、试验合格后，即可投入运行。
GIS 为气体绝缘设备，它不受外部环境条件如污秽、水分、锈蚀等的影响，因而能长期保持良好的性 能，GIS 的实用性远比常规敞开式电器优越，维护工作量小，不检修周期长。注意：建议室内设备安装环 境监测系统以确保维护人员进入现场时，氧气的含量大于 18%或 SF6 气体的浓度小于 1000μL/L。 7.1 巡视维护
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GIS 巡视维护一般周期为 3 个月，主要内容有： 7.1.1 SF6 气体压力指示是否正常； 7.1.2 分合指标、指示灯是否正确； 7.1.3 有无异常声音或气味产生； 7.1.4 接线端子有无过热变色； 7.1.5 瓷套有无开裂、破坏情况； 7.1.6 接地或支架是否有生锈或损伤； 7.1.7 开关位置显示是否正常
7.1.8 开关及避雷器的动作次数是否达到寿命次数 7.2 检修
GIS 的检修工作分为定期检修（小修）、分解检修（大修）和临时检修三种。 7.2.1 定期检修（小修）
定期检修是指将 GIS 短时停止运行，专门组织的一般检查与修理，以保证 GIS 长期保持良好的性能。 定期检修项目见表 10。
7.2.2 分解检修（大修） 详细检修主要是设备达到寿命次数或寿命周期后，对设备进行拆解或更换部分元器
件，详细检修需要
临时停电。详细检修项目见表 11。 注意：分解检修时，气室内的气体回收必须通过碱性溶液中和或带防毒
面具，以防止有毒分解产物对 人体造成不必要的损害。 7.2.3 临时检修
临时检修是在发现设备异常情况或遭受雷电过电压击穿，确认影响设备的正常运行时，根据情况进行 的临时处理措施，根据出现的缺陷及故障状况进行相应措施维修。 表 10 检修项目 机械操作试验 1 机械特性测试 2 机构及传动零部件的检查及添加润滑剂 主回路电阻 气体成分测试 测试主回路电阻以确定内部导体接触是否良好 1 微水测试以确定水分是否超出运行要求 2 分解产物测量确定非开断气室内是否存在异常放电现象 超过以下值应引起注意：SO2：不大于 3μL/L H2S：不大于 2μL/L CO：不大于 100μL/L 局部放电测试 进行超高频局放测试，确定绝缘介质的老化情况 六年 六年 六年 定期检修项目 检修内容 周期 六年 备注
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表 11 检修项目 断路器 隔离开关 接地开关 其他元件 检修内容 检修或更换机构及灭弧室元件 检修或更换机构及动静触头 检修或更换机构及动静触头 分解检修项目
周期 24 年或达到寿命次数 24 年或达到寿命次数 24 年或达到寿命次数 备注 年 精度监测及性能测试，确定是否更换，例如避雷 24 器、电压电流互感器 表 12 各元件规定的寿命操作次数
高压开关名称 断路器 空载操作 开合负荷电流 开断额定短路电流 2 隔离开关 空载操作 开合母线转换电流 3 接地开关 空载操作 开合感应电流（电磁、静电） 关合短路电流 使用条件 规定操作次数 10000 6000 20 10000 100 10000 100 2 序号 1 7.3 检修后试验
通常 GIS 检修后，要根据检修内容按照 6 条现场检查及试验进行有关项目的检查测试。 7.4.1 常见故障判断及处理
故障类型 可能引起的原因 合闸保持掣子或储能保持掣子复位慢 判断标准或检查方法 合闸后不能保持立即分闸 或储能后不能保持立即合 闸 处 理 调整或更换部 件 调整或更换部 件 机构储能后自行合 或扣接不住（或有零件损坏后不复位） 闸或机构合闸后即 合闸掣子或分掣子复位慢或扣接不住 （或有零件损坏后不复位） 刻自行分闸 电气回路故障 机构拒动（机构拒 合或拒分） 断开控制电源，手动操作断 检查二次控制 路器，动作正常属电气故障 回路 合闸或分闸掣子及相关件有损坏或卡 滞现象 控制电源未送或电压不足 手动操作也拒动 调整或更换零 部件 或调整电压 切换至远方 目检继电器，都处于失电 送上控制电源 状态，用万用表检测 检查信号，是否有控制信 号断线信号 阻 电阻 16
远方/就地开关在就地位置 分、合闸回路中有接点阻值较大 测量分、合闸整个回路电 查出故障元件， 处理或更换 件，更换 测量断路器分、合闸回路 查 出 故障元 分、合闸回路有元器件损坏
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故障类型 可能引起的原因 判断标准或检查方法 测量断路器分、合闸回路 是否为通路 处 理 查出松脱的接 线，重新连接 固定 根 据 检查结 目检机构和辅助开关 果，制定相应 处理方案 电磁铁动铁芯运动到位后也 调整电磁铁行 不能将合闸或分闸掣子打开 程 辅助开关接线松脱 机构或辅助开关损坏 分合闸电磁铁行程偏小 最低动作电压数据 不满足标准 未采用点动试验 测试仪功率不足(或档位错) 测试仪输出电压与指示表所指示的电 压有偏差 测试仪器有交流(直流)分量输出（波形 的叠加会影响低电压的准确性且易烧 毁线圈，要求小于 10V 以下） 合闸或分闸掣子及相关件有损坏或卡 滞现象 7.4.2 易损备件更换方法
采用点动试验 更换测试仪或 纠正 更换测试仪或 校正仪器读数 测试前用万用表的交流 (直流)电压档测量测试仪 的交流分量输出量 更换测试仪
手动试验能感觉到构件运 调整或更换零 动不灵活 部件 名称 附图说明 更换方法 1.断开控制电源后将行程开关二次 线接下； 行程开关 2.将行程开关固定弯板的安装螺栓 拆下，卸下行程开关装配体； 3.打开固定行程开关的 2 各 M4 的螺 钉拆下行程开关更换上新件； 4.按相反的顺行程开关 序重装行程开关； 5.安装后按图示的储能状态调整后 固定件 备注 1. 重装时 再 按 5.4.1 条调整； 2. 螺纹处 涂螺纹紧 固剂。 行程 开关 更换 电机装配体 固定螺栓 电机 更换 紧固好固定弯板的安装螺栓。 1.断开控制电源后将电机的二次线 接下； 2.拧开固定电机装配体的 4 个 M12 螺 栓即可拆下电机装配体； 3.按下图拆装电机装配体； 4.更换新电机并组装好电机装配体 储能电机 1. 各轴承 和运动件 涂宽温润 滑脂； 2. 固定电 机时应保 证齿轮啮 合 后再用 4 个 M12 螺栓固定到机构上。 可靠。
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电 机 装 配 体 爆 炸 视 图 合闸电磁铁 固定螺栓 合 闸 电 磁 铁 线 圈 更 换 1.断开控制电源后将线圈的二次线 接下； 2.拧开固定电磁铁的 2 个 M12 螺栓即 合闸电磁铁 可拆下电磁铁装配体； 3.按下图拆开线圈固定弯板，拆装合 闸线圈； 动铁芯 限位螺钉 1. 重装后 动铁芯动 作应灵活； 2. 拆装时 保持动铁 芯限位螺 钉和动铁 芯装配体 4.更换新线圈并组装好电磁铁装配 体不拆动； 3. 后再用 2 个 M12 螺栓固定到机构 螺纹处 上。 涂螺纹紧 固剂。 合闸 电磁 铁装 配体 爆炸 视图 分 闸 电 磁 铁 线 圈 更 换 分闸电磁铁 固定接下； 螺栓 2.拧开固定电磁铁的 2 个 M12 螺栓 分闸电磁铁 拆开线圈固定弯板，拆装 分闸线圈； 动铁芯 限位螺钉 1.断开控制电源后将线圈的二次线 即可拆下电磁铁装配体； 3.按下图1. 重装后动 铁芯应灵活； 2. 拆装时保 持动铁芯限 位螺钉和动 铁芯装配体 不拆动； 3. 螺纹处涂 螺纹紧固剂。 4.更换新线圈并组装好电磁铁装配 体后再用 2 个 M12 螺栓固定到机构 上。
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分闸 电磁 铁装 配体 爆炸 视图 辅助开关拉杆 1.断开控制电源后将辅助开关的二次 线接下； 1. 拆装时 辅助开关 辅助 开关 更换 辅助开关 连接销 辅助开关 2.拧开固定辅助开关的 4 个 M6 螺栓， 的拉杆不 并拆下辅助开关连板的固定螺钉即可 用拆卸； 2. 螺纹处 拆下辅助开关； 涂螺纹紧 3.按相反的顺序重装新辅助开关。（也 固剂。 可布线后固定螺栓） 7.4.3 磁铁调整示意图
附图说明 备注 使断路器处 于 合闸位 置，并在防 分闸孔处插 入防动销后 进行测量。
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使断路器处 于 分闸位 置，并在防 合闸孔处插 入防动销后 进行测量。
8 成套供货范围
8.1 GIS 本体
厂家提供根据用户主接线要求的 GIS 本体，一般有进(出线)间隔、母联间隔、母线测保间隔等，以及 随间隔一起的就地控制柜。如果采用架空进线，包括进线瓷套管，如果采用电缆进线，与电缆头对接的外 壳、密封圈、梅花触头等零件由厂家提供，电缆头不在供货范围内。 8.2 成套提供的专用工具及附件
2 件 1 件 1 件 1 件
a 隔离接地开关操动机构手动操作手柄 b 断路器手动储能工具 c SF6 充气接头 d SF6 测微水用接头
8.3 根据定货协议提供的辅助设备
SF6 气体回收装置 SF6 气体检漏仪 SF6 气体水分测量仪 回路电阻测试仪
9 随机文件
GIS 的随机文件有: 工程确认图
二次控制原理图、接线图 产品合格证(含出厂试验报告) 产品安装使用说明书
1 套 1 套 1 份 1 份
10 定货程序
10.1 合同前准备
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用户(工程设计单位)可参照本安装使用说明书，再根据工程的实际情况，提出成文的技术文件，内容 包括各元件技术参数、工程一次主接线图、厂房主体轮廓等。
工厂在提供的技术文件的基础上，作出 GIS 总体布置图，征得用户(设计单位)同意后，作为计算工程 报价的依据，亦作为设计部门制作确认图的基础。
签定合同前，双方(三方)将就图纸、资料的提供，产品供货范围，设计联络会，现场安装等事项逐一 确定，以利于今后的工作。 10.2 合同后的技术准备
合同生效后，工厂将在 15 天内提供出一次主接线图、平面布置图、基础图、断面图、二次控制原理 图等，交于用户(设计单位)，并在合适的时间召开设计联络会，双方(三方)讨论上述图纸，经修改确认后 双方（三方）签字，制作出工程确认图，作为工厂供货的最终依据。
确认图认定后，工厂可分解投制各元件，并同时设计二次接线图，提供给用户或设计单位进一步确认。 10.3 用户要求备品备件和辅助设备的范围和数量应在技术协议或供货合同中明确。 10.4 用户需要制造厂提供技术培训或安装服务,应在合同中注明。 10.5 安装与检修使用的通用工具和常用材料,由用户自备。
图 1 FES 机构二次原理
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图 2 架空进（出）线间隔及主接线
图 3 电缆进（出）线间隔及主接线
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图 4
母联间隔及主接线
图 5 母设间隔及主接线
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电缆进线间隔 电缆进线间隔 电缆主变间隔 电缆进线间隔 电缆主变间隔 母设间隔 母联间隔 母设间隔 电缆进线间隔 图 6
典型全电缆站三维平面布置图
图 7 CT26 弹簧机构原理简图
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图 8 CT26 弹簧机构原理简图
隔离断口 接地断口 外露接地柄
图 9
三工位隔离接地开关
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图 10 三工位电动机构
图 11 三工位机构二次原理图
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图 12
斜型架空线路套管 图 13 直型架空线路套管
图 14 电缆接线运行结构图 图 15 电缆耐压试验装配图 图 16 GIS 耐压试验装配图
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1.ZF16-550(L)
1.ZF16-330(L)
2.ZF16-252(L)
3.ZF10-145(L)
4.ZF10-126(L)
5.ZCW-126
6.ZHW-126
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体绝缘金属封闭开关设备 (HGIS、GIS) 气体
绝缘金属封闭开关设备 (HGIS、GIS) 气体绝
缘金属封闭开关设备 (GIS) 气体绝缘金属封
闭开关设备 (GIS) 敞开式组合电器
(COMPASS) 插接式组合电器 (PASS)
编制：化兆祥 批准：汪建成 二 0 一五年十二月