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1 高压开关行业辉煌的20年
今年是高压开关行业协会成立20周年。
高压开关行业协会取得了显著成绩，经历了辉煌发展历程。20年里，会员单位从20年前的七、八十家发展到如今的七、八百家；高压开关行业年产值从20年前的25亿元发展到现在的过千亿元；生产配套能力从20年前的几百万kW发展到现在的过亿kW；生产开发的产品从20年前的仿制和技术引进发展到现在自主创新的完全国产化产品。产品的电压等级从高、中压上升到超高压和特高压。我国自主创新开发出550kV、800kV电压等级SF。断路器和GIS，合作生产出1100kVGIS和H—GIS。特别是550kVSF6断路器做到单断口；800kVSF6断路器做到双断口，其技术参数达到世界先进水平。
2008年高压开关行业继续保持平稳快速增长。根据高压开关行业协会统计，2008年共完成工业总产值1145.61亿元，其中高压开关产品产值为753.99亿元。新产品产值达到工业总产值的26.93％。
2008年高压开关行业共生产126kV及以上电压等级气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)10758间隔；生产126kV及以上高压SF6断路器9061台；生产各类金属封闭开关设备490713面；生产真空断路器382123台。
2008年，我国三大骨干企业(西开电气、平高集团、新沈高)为我国1000kV特高压交流试验示范工程(晋东南一南阳一荆门交流试验示范工程)提供了1100kV特高压GIS和H—GIS、该线路已于2009年1月6日正式投运。
2 特高压、超高压电网建设提速、配电网建设加快
2008年，我国电网建设的提速，为高压开关行业的发展提供了良好的发展机遇。电力工业基本建设投资分为电源建设投资和电网建设投资。长期以来，我国电源与电网投资严重失衡。重电源轻电网，造成“重发轻供不管用。”由于电网建设投资严重不足，造成有电送不出，上不了电网。电网投资短板已成为制约电力工业健康发展的瓶颈。这可从过去对电源和电网的实际投资中看出。据了解。“八五”、“九五”期间，我国电网投资仅占电力投资的13.7％和37.3％。“十五”期间，电网投资仅占电力投资的30％，远远低于发达国家电网投资占50％以上的比重水平。
近年来电网投资落后于电源投资的局面正逐渐改善，电网投资在电力投资中的比例由2005年的31％上升到2007年的44.63％，而2008年电网投资比例首次突破50％。电网、电源投资比例发生逆转，据中国电力联合会统计数字显示，2008年，我国电力基本建设总额达5763.29亿元，其中电源投资额2878.73亿元，同比下降10.78％，电网投资额达到2884.56亿元，同比增长17.69％，电网基本建设投资首次超过电源基本建设投资，超过50％，达到50.05％。2009年，电网投资3500亿元，电源投资3000亿元，电网投资占总投资的53.78％。
投入电网的资金主要用于全国特高压、超高压电网以及跨区送电工程建设。
在电网建设中，国家又拿出40亿元用于城乡电网建设和改造，这说明除建设骨干网架外，还关注配电网建设。若只注意骨干电网建设，而不关注配电网建设，则会造成电网出现“头重脚轻”，电力“能上网而不能下网”，这样有电还是用不上。因此，只有加快配电网建设，强大电力才能送到千家万户，电力才能为国家经济建设和人民生活需要服好务。
由以上可见，由于我国电网建设提速，加大了电网建设投资，使得作为电网重要装备的高压开关在特高压、超高压及配电电压等级有了更大的发展空间。可以说，电网建设的加强，为高压开关行业带来了极好的发展机遇。因此，高压开关的发展首先得益于电网的快速发展。
3 2008年高压开关行业的发展
2008年高压开关行业技术的发展可圈可点。首先为我国第1条1000kV特高压交流试验示范线路，提供了特高压1100kVGIS／H-GIS开关设备；我国自主开发出超高压800kV双断口罐式SF。断路器和GIS产品；高压126kVGIS形成热点，生产厂家多产量大。在中压，随着20kV配电电压的推广，24kV开关设备兴起；由于我国大力发展核电、风电以及加大电气化铁道建设，核电、风电以及电气化铁道专用的开关设备引起行业厂家的关注；还要提到四川汶川8级特大地震对高压开关设备的破坏，引起人们对提高开关设备抗震性的关注。所有这一切，一方面是由于国家加大了特高压、超高压及中压配电网的建设，为高压开关行业提供了发展机遇，另一方面是由于高压开关行业在技术上发挥了自主创新精神。
4 1100kV特高压开关设备
1000kV特高压交流输电具有输电容量大、送电距离长、线路损耗低、工程投资省、走廊效率高和联网能力强等6大优势。我国1000kV特高压输电初步工程是晋东南一南阳一荆门交流试验示范工程。线路起于山西长治境内晋东南1000RV变电站经河南南阳1000kV开关站、止于湖北荆门1000kV变电站，线路全长645km。我国首个1000kV特高压交流试验示范工程经历了两年多建设。于2009年1月6日正式建成投运。这标志着我国成功掌握了远距离、大容量、低损耗特高压输电核心技术。1000kV特高压交流试验示范输电工程，是迄今世界上运行电压最高、输送容量最大、技术水平最先进的特高压交流输电工程。
国家电网公司在我国第一个特高压交流试验示范工程中，选用了1100kVGIS／H-GIS，体现了“安全可靠、经济合理、先进适用、国际一流”的建设原则。2006年12月27日，国家电网公司举行晋东南一南阳一荆门1000kV特高压交流试验示范工程主设备合同签字仪式。作为我国高压开关行业三大制造基地，平高电气、西开电气和新沈高用了两年多时间就研制出了1100kVGIS／H-GIS。三大公司于2008年分别向三个特高压变电站提供了特高压开关设备，经过运输、安装、调试、该特高压线路于2009年1月6日正式投运。
1100kV特高压GIS／H-GIS是实行国际合作，以内资企业为主而自主研制的特高压开关设备。它的研制成功，充分证明了我国设备制造具备了特高压设备的自主研制能力。它说明高压开关制造业的自主创新，必须依托国家重点工程。它又说明企业是创新的主体，产、学、研相结合是自主创新的重要保证。企业为了研制这种尖端产品，进行了大规模的技术改造，建成了世界上先进的特高压开关设备生产厂房和加工、装配线，另外为了测试设备、大幅度提高测试能力，西安高压电器研究所提供了有力的测试能力支持。
户外特高压开关设备有三种：①户外充气绝缘敞开式开关设备(AIS)；②气体绝缘全封闭开关设备(GIS)； ④复合式组合电器(H—GIS)。其中，AIS以成本最小为特征；GIS以所需空间最小为特征；而H—GIS以可靠性最高为特征。GIS和H—GIS都是先进的高压开关设备，具有结构紧凑、体积小、不受外界环境影响且可靠性高的特点。GIS是特高压开关元件按主接线要求封闭在充SF6气体的壳体内，而H—GIS则是一种不带充气母线的相间空气绝缘的单相GIS。H—GIS是这几年才兴起的。在这次1000kV特高压开关设备选型中，晋东南变电站选用了平高电气的GIS产品。而南阳开关站和荆门变电站分别选用了新沈高和西开高压电气的H—GIS产品。
平高引进了东芝公司特高压GIS全套技术，并在国网公司和专家的帮助下，与合作方一起对引进产品进行了二次开发，提高了绝缘水平，加大了电阻的热容量计算和改进了接地系统，特别在灭弧室方面有创新。断路器的灭弧室采用混合压气式双断口原理，利用电弧自身能量，以提高气室压力，减少了操作功。灭弧室设置了合闸电阻。断路器配置了大功率液压操动机构。这种注压操动机构为模块式结构，输出功率大，高达36kJ。液压管路少，全部内置，最大限度地减少了液压损失和漏油环节。
西开高压电气与ABB合作开发的1100kV H—GIS，其断路器为4断口。灭弧室采用单相一壳式设计，它有两个隔室，一个用于灭弧室，另一用于合闸电阻。灭弧室和切换合闸电阻的分合开关，均由专为开发的液压弹簧机构操动。由于采用了优化的灭弧室和铝合金外壳，该断路器的总重只有7t。ABB专门开发了更大功率的HMBl6型液压弹簧操动机构。该机构用碟簧储能，它能为O—C—O操作顺序提供38kJ能量，机构行程为205mm。
新沈高与日本AEpower公司合作开发了l 100kV-H—GIS产品。其特点是：①断路器为双断口结构，采用压气式灭弧原理；②采用限制合闸过电压的合闸电阻{③配用液压操动机构。
以上三个百万伏级的GIS和H—GIS的参数均满足国网公司要求：额定电压1100kV，额定电流5000A，断路器额定短路开断电流50kA，绝缘水平达到工频1100kV／雷电冲击2400kV／操作冲击1800kV(极对地)。
1100kV特高压开关设备的研制成功，其意义深远，为后续工程提供了良好的经验和设备支撑。“十一五”期间，国网公司特高压交流输变电工程建设线路将达4200km，变电容量3900YYkVA。在试验示范工程投运后，2010年前国网公司计划开工建设的特高压工程项目包括淮南一芜湖一浙北一上海、晋东南一南阳一荆门二回和荆门一武汉、晋东南一北京、晋东南一陕北等。到2020年，国网公司目标是建成特高压交流变电站53座，变电容量3.36亿kVA。线路长度4.45万km。根据国网公司规划，预计今明两年特高压电网投资将达830亿元左右。其中特高压交流570亿元，特高压直流260亿元。
最后应提到此次特高压开关设备的研制采用了中外联合设计、产权共享、合作生产、国内制造模式，国内企业尚须努力，实现自主设计制造，西开高压电气在这方面已率先取得突破。
5 我国自主研发的超高压开关设备
我国在超高压开关设备研制方面成绩卓著。完全自主开发出具有自主知识产权的550kV单断口罐式SF6断路器、800kV双断口罐式SF6断路器和800RVGIS等产品。仅就800kV罐式断路器来说，西开电气于2003年开始研制，2006年通过国家两会鉴定；新沈高自主研制的800kV双断口直动式罐式断路器通过了全部型式试验，已于2008年通过国家级鉴定；平高电气也同时研制出了800RV双断口SF6断路器。
在超高压设备的研究工作中，灭弧室和操动机构的研究和开发成为关键。在灭弧室的开发上，利用了现代最先进的计算和分析技术，优化灭弧室的电场、气流场和温度场，从而设计出大容量灭弧室。在操动机构研制方面都下了功夫，如西开电气在自主研制的LWl3—800型双罐口罐式断路器中，原先设计配气动弹簧操动机构，后根据市场需求，自主研发出液压弹簧操动机构。CY15型液压弹簧操动机构结构合理、操作功大、性能稳定、外形美观、无外连管路、现场维护量少、技术性能优异。该机构技术参数达到：机构行程170mm分闸闭锁压力下分闸操作功22kJ，合闸闭锁压力下合闸操作时的操作功4200J；机构额定操作压力58.2MPa机构寿命5000次。平高电气的550kV和800kV罐式断路器均配液压操动机构。该机构为集成模块式大功率操动机构。液压管路全部内置，无渗漏，采用瑞士贝林格公司提供的阀系统(一级阀和二级阀)，保证了液压系统的安全可靠操作。该机构的操作功高达36kJ。
在800kVGIS方面，西开电气于2006年3月开始自主研发，并于2007年5月完成了整套型式试验，2008年6月通过了中国机械工业联合会主持的技术鉴定，现已有22间隔的工程订货。平高电气于2004年研制，2007年4月通过全部试验，并于2007年10月通过国家级鉴定。该产品于2008年12月27日在官亭二期(官亭一西宁线)送电成功。
具有国际先进水平的800kV罐式断路器和GIS的研制成功，对提升我国超高压输电制造水平，具有重要而深远的意义，并有力地支持了西北250kV电网的建设。
6 126kVGIS生产形成三足鼎立，竞争激烈
6.1 产量大，生产厂家多
126kVGIS量大面广，一直为高压开关行业的热点。经过这几年的努力，126kVGIS的产量大，生产厂家多。如126kVGIS的产量2007年为5200间隔，而2008年达到7326间隔。生产126kVGIS的厂家也已经从上世纪80年代的“五大开”发展到现在的30多家。在126kVGIS生产企业中形成国企、民企、合企(独企)三足鼎立之势，今后竞争更加激烈。国企中，西开电气和平高电气126kVGIS产量很大；民企中原先有实力的中压企业生产126kV及以上GIS企业最多，尤其正泰、山东泰山电气产量较大；在外资(合资、独资)企业中，像siemens、ABB、Areva在中国都有单独的GIS生产厂，而且日本AE帕瓦电机公司，不但有山东鲁能生产72.5～550kVGIS的鲁能恩翼帕瓦电机公司，还又在苏州新建了专门生产特高压GIS的公司，该公司声称其GIS产量要占中国市场的30％。但总的来说，国内企业在126kVGIS生产中占主导地位。
6.2 新品和产品改型加快
在GIS中126kV电压等级的产品研制和生产为最早。从世界看126kVGIS已有40多年历史。这几十年中在126kVGIS方面积累了丰富的制造和运行经验，产品不断在更新改进之中。或提高参数或更新结构，使之小型化性能更加优异。如ABB的126kVGIS从1967年的 EBH-01型——1978年／1980年的ELHOI／02型——1986年／1988年的ELH03型——1992年／2002年的ELH—04型——1996年／2005年的EXH一0型。目前ABB的52～170kVGIS的代表产品为ELH一04型和EXH—O型。这两种产品的额定参数不断在提高。如ELH一04型，1992年推出的参数为170kV／3150A／40kA，1997年提高到170kV／3150A／50kA，2002年又提高到170kV／4000A／63kA。又如EXH一0型，1996年推出的参数为123kV／2500A／40kA，2003年提高到145kV／2500A／40kA，2005年又提高到145kV／3150A／40kA。ABB52～170kVGIS的结构也发生巨大变化，如1969年的EBH—0型GIS采用双压式SF6断路器，1973年推出的EBH—02型首次采用单压式SF6断路器，而1988年推出的ELH—03型改为采用自能式SF6断路器。配断路器的操动机构也在改进，如1980年推出的ELH—02型GIS配用氮气储能的液压机构，而1986年推出的ELH—03型在世界上首次配AHMA4型弹簧储能液压机构。
在国内，126kVGIS也在不断改进之中，如平高电气已将ZFl2—126(L)型GIS提升为ZFl2一145(L)型，其参数从126kV／2000A／31.5kA提升到145kV／3150A／40kA。上海华通开关厂有限公司对上世纪80年代生产的ZF3—126型GIS进行了优化设计，开发出ZF3—126／T2000-40型GIS。改型表现在将液压机构改为弹簧机构，将额定电流从1250A提升到2000A(2500A)，将压气原理改为自能灭弧原理，将总体积从28m3减至15m3。西安高压电器研究所有限公司在ZFl0—126型GIS基础上开发出ZF23—126／T2000-40型GIS，三相共箱式结构，最小间隔宽度0.8m，进出线和母线采用同一模块，采用了成熟的自能式断路器和三工位隔离／接地开关单元技术。西开电气将ZF7进行改型，开发出新型ZF7A—72.5／126／145型及小型化的ZF7G一126型GIS。该产品采用三相共箱全铝合金外壳及三工位隔离开关技术等。间隔宽度lm或更小。新沈高对从1992年运行的126kVGIS进行改型，开发出新型ZF6—72.5／126／145／TY型GIS。北京北开电气股份有限公司根据ZF4—126型GIS从1984年以来的运行经验，开发的ZF4A一126型GIS配用了第三代自能式SF6断路器和弹簧操动机构，性能优异，性价比更好。
6.3 126kVGIs技术的进步
目前，不管是改型产品，还是新开发的产品，其技术都很先进，参数达到126kV／2500A／40kA及以上。在结构布置上多为三相共箱式，结构紧凑间隔宽度可到0.8m，断路器采用自能灭弧原理(也有用单压式)配用弹簧操动机构(也有用液压弹簧操动机构)，采用三工位组合式隔离／接地开关，多采用电磁式电流和电压互器(也有用电子式)，使用SI6气体灭弧和绝缘，年漏气率降到0.5％及以下。壳体越来越多采用轻质浇注铝外壳。采用模块化积木式设计，布置灵活。
2007年3月15日，国家电网公司颁布了110～500kV变电站通用设备典型规范，并决定自2007年4月1日起推广应用，在国网公司110～500kV变电站通用设备典型设计中，明确了500kV、330kV可采用AIS、GIS和H—GIS典型方案，220kV、110kV仅采用AIS和GIS典型方案，其中AIS为敞开式空气绝缘开关设备；GIS为气体绝缘金属封闭开关设备；IGIHIS为复合式组合电器即相间空气绝缘不带封闭母线的单相GIS。国网公司在推出的《国家电网公司重点应用技术目录》中明确指出，断路器采用“自能灭弧室和弹簧操动机构”是技术的发展方向，因此设备典型规范中首先推荐110kVGIS采用弹簧操动机构，500、220kV(H)GIS采用液压或弹簧机构，330kV(H)GIS可采用气动、液压或弹簧操动机构。GIS按结构可分为分箱式和共箱式。典型规范推荐110RVGIS选用更加紧凑小巧、维护更加简化的三相共箱结构。当代126kVGIS产品都能满足国网公司制定的《110～500kV变电站通用设备典型规范》中对126kVGIS的选型要求。如厦门华电开关有限公司新研制的GFM型126kVGIS，其参数达到126kV／2500A／40kA，采用三相共箱，配用HSP型液压弹簧操动机构，断路器采用自能灭弧技术以及三工位组合隔离开关、电磁式电流和电压互感器，外壳选用抗腐蚀性强的铝合金材料，标准间隔宽度为900mm。
6.4 126kVGIs的运行经验
126kVGIS在大城市很受欢迎，那里寸土寸金，地方有限，而GIS以优异的SF6气体绝缘，体积小占地面积少，且不受外界环境影响，可靠性高、必然受到青睐。以上海为例，对于110kV电压等级均采用SF6设备，其中GIS占78％。近年来上海新上GIS基本上采用三相共箱式结构，配置弹簧或液压机构，采用三工位隔离开关，以减小设备尺寸。126kVGIS经过几十年的运行，已取得丰富经验，这对产品发展很有利，GIS运行可靠性高，据统计其故障只有常规设备的20％～40％。但GIS也有其固有的缺点。由于SF6气体的泄漏，外部水分的渗入，导电杂质的存在、绝缘子老化等因素影响，都可能导致内部发生闪络故障。另外，全密封结构使故障的定位及检修较困难，检修工作比较繁杂，事故后平均停电检修时间比常规设备长，停电范围更大。
根据统计资料，GIS设备内部故障通常发生在安装或大修后投入运行初期，第一年设备的运行故障率为0.53次／百间隔，第二年则下降到0.06次／百间隔。这是由于产品投运初期是一个趋于稳定的时期，故障相对较多，另一方面也有施工质量的问题。GIS安装过程注意三大要素：清洁度、密封性和真空度，因为GIS的结构特点决定了安装过程本身就是控制GIS投运后质量的最后一个关键阶段。
GIS由断路器、隔离开关、母线、互感器等高压元件组成。据资料介绍，不同元件的故障率也不同，隔离开关及盆式绝缘子的故障率最高，分别为30％及26.6％；母线故障率为15％；电压互感器故障率为11.7％；断路器故障率为10％；其他元件故障率为6.7％。
SF6GIS的主接线应按变电站电气主接线的设计原则。考虑到GIS具有故障少、检修周期长、运行可靠性高的特点，其它接线可以简化。如550kVGIS一般采用一个半接线或线变组接线(线路一变压器组接线)，126kV和252kVGIS一般不设置旁路母线。
GIS的气室划分要合理，它对故障的处理起重要作用，决定了停电的范围，影响到打开处理的元件和停电时间。原则上断路器室应为独立气室，其他不超过2个主要元件共用一个气室；母线长5～8m宜为一个气室。另外每个气室应有独立的气体监视装置，一般不允许通过外部管路连通。根据运行经验，建议对户外布置的GIS设备的SF6密度继电器加装防雨罩。
今年是高压开关行业协会成立20周年。
高压开关行业协会取得了显著成绩，经历了辉煌发展历程。20年里，会员单位从20年前的七、八十家发展到如今的七、八百家；高压开关行业年产值从20年前的25亿元发展到现在的过千亿元；生产配套能力从20年前的几百万kW发展到现在的过亿kW；生产开发的产品从20年前的仿制和技术引进发展到现在自主创新的完全国产化产品。产品的电压等级从高、中压上升到超高压和特高压。我国自主创新开发出550kV、800kV电压等级SF。断路器和GIS，合作生产出1100kVGIS和H—GIS。特别是550kVSF6断路器做到单断口；800kVSF6断路器做到双断口，其技术参数达到世界先进水平。
2008年高压开关行业继续保持平稳快速增长。根据高压开关行业协会统计，2008年共完成工业总产值1145.61亿元，其中高压开关产品产值为753.99亿元。新产品产值达到工业总产值的26.93％。
2008年高压开关行业共生产126kV及以上电压等级气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)10758间隔；生产126kV及以上高压SF6断路器9061台；生产各类金属封闭开关设备490713面；生产真空断路器382123台。
2008年，我国三大骨干企业(西开电气、平高集团、新沈高)为我国1000kV特高压交流试验示范工程(晋东南一南阳一荆门交流试验示范工程)提供了1100kV特高压GIS和H—GIS、该线路已于2009年1月6日正式投运。
2 特高压、超高压电网建设提速、配电网建设加快
2008年，我国电网建设的提速，为高压开关行业的发展提供了良好的发展机遇。电力工业基本建设投资分为电源建设投资和电网建设投资。长期以来，我国电源与电网投资严重失衡。重电源轻电网，造成“重发轻供不管用。”由于电网建设投资严重不足，造成有电送不出，上不了电网。电网投资短板已成为制约电力工业健康发展的瓶颈。这可从过去对电源和电网的实际投资中看出。据了解。“八五”、“九五”期间，我国电网投资仅占电力投资的13.7％和37.3％。“十五”期间，电网投资仅占电力投资的30％，远远低于发达国家电网投资占50％以上的比重水平。
近年来电网投资落后于电源投资的局面正逐渐改善，电网投资在电力投资中的比例由2005年的31％上升到2007年的44.63％，而2008年电网投资比例首次突破50％。电网、电源投资比例发生逆转，据中国电力联合会统计数字显示，2008年，我国电力基本建设总额达5763.29亿元，其中电源投资额2878.73亿元，同比下降10.78％，电网投资额达到2884.56亿元，同比增长17.69％，电网基本建设投资首次超过电源基本建设投资，超过50％，达到50.05％。2009年，电网投资3500亿元，电源投资3000亿元，电网投资占总投资的53.78％。
投入电网的资金主要用于全国特高压、超高压电网以及跨区送电工程建设。
在电网建设中，国家又拿出40亿元用于城乡电网建设和改造，这说明除建设骨干网架外，还关注配电网建设。若只注意骨干电网建设，而不关注配电网建设，则会造成电网出现“头重脚轻”，电力“能上网而不能下网”，这样有电还是用不上。因此，只有加快配电网建设，强大电力才能送到千家万户，电力才能为国家经济建设和人民生活需要服好务。
由以上可见，由于我国电网建设提速，加大了电网建设投资，使得作为电网重要装备的高压开关在特高压、超高压及配电电压等级有了更大的发展空间。可以说，电网建设的加强，为高压开关行业带来了极好的发展机遇。因此，高压开关的发展首先得益于电网的快速发展。
3 2008年高压开关行业的发展
2008年高压开关行业技术的发展可圈可点。首先为我国第1条1000kV特高压交流试验示范线路，提供了特高压1100kVGIS／H-GIS开关设备；我国自主开发出超高压800kV双断口罐式SF。断路器和GIS产品；高压126kVGIS形成热点，生产厂家多产量大。在中压，随着20kV配电电压的推广，24kV开关设备兴起；由于我国大力发展核电、风电以及加大电气化铁道建设，核电、风电以及电气化铁道专用的开关设备引起行业厂家的关注；还要提到四川汶川8级特大地震对高压开关设备的破坏，引起人们对提高开关设备抗震性的关注。所有这一切，一方面是由于国家加大了特高压、超高压及中压配电网的建设，为高压开关行业提供了发展机遇，另一方面是由于高压开关行业在技术上发挥了自主创新精神。
4 1100kV特高压开关设备
1000kV特高压交流输电具有输电容量大、送电距离长、线路损耗低、工程投资省、走廊效率高和联网能力强等6大优势。我国1000kV特高压输电初步工程是晋东南一南阳一荆门交流试验示范工程。线路起于山西长治境内晋东南1000RV变电站经河南南阳1000kV开关站、止于湖北荆门1000kV变电站，线路全长645km。我国首个1000kV特高压交流试验示范工程经历了两年多建设。于2009年1月6日正式建成投运。这标志着我国成功掌握了远距离、大容量、低损耗特高压输电核心技术。1000kV特高压交流试验示范输电工程，是迄今世界上运行电压最高、输送容量最大、技术水平最先进的特高压交流输电工程。
国家电网公司在我国第一个特高压交流试验示范工程中，选用了1100kVGIS／H-GIS，体现了“安全可靠、经济合理、先进适用、国际一流”的建设原则。2006年12月27日，国家电网公司举行晋东南一南阳一荆门1000kV特高压交流试验示范工程主设备合同签字仪式。作为我国高压开关行业三大制造基地，平高电气、西开电气和新沈高用了两年多时间就研制出了1100kVGIS／H-GIS。三大公司于2008年分别向三个特高压变电站提供了特高压开关设备，经过运输、安装、调试、该特高压线路于2009年1月6日正式投运。
1100kV特高压GIS／H-GIS是实行国际合作，以内资企业为主而自主研制的特高压开关设备。它的研制成功，充分证明了我国设备制造具备了特高压设备的自主研制能力。它说明高压开关制造业的自主创新，必须依托国家重点工程。它又说明企业是创新的主体，产、学、研相结合是自主创新的重要保证。企业为了研制这种尖端产品，进行了大规模的技术改造，建成了世界上先进的特高压开关设备生产厂房和加工、装配线，另外为了测试设备、大幅度提高测试能力，西安高压电器研究所提供了有力的测试能力支持。
户外特高压开关设备有三种：①户外充气绝缘敞开式开关设备(AIS)；②气体绝缘全封闭开关设备(GIS)； ④复合式组合电器(H—GIS)。其中，AIS以成本最小为特征；GIS以所需空间最小为特征；而H—GIS以可靠性最高为特征。GIS和H—GIS都是先进的高压开关设备，具有结构紧凑、体积小、不受外界环境影响且可靠性高的特点。GIS是特高压开关元件按主接线要求封闭在充SF6气体的壳体内，而H—GIS则是一种不带充气母线的相间空气绝缘的单相GIS。H—GIS是这几年才兴起的。在这次1000kV特高压开关设备选型中，晋东南变电站选用了平高电气的GIS产品。而南阳开关站和荆门变电站分别选用了新沈高和西开高压电气的H—GIS产品。
平高引进了东芝公司特高压GIS全套技术，并在国网公司和专家的帮助下，与合作方一起对引进产品进行了二次开发，提高了绝缘水平，加大了电阻的热容量计算和改进了接地系统，特别在灭弧室方面有创新。断路器的灭弧室采用混合压气式双断口原理，利用电弧自身能量，以提高气室压力，减少了操作功。灭弧室设置了合闸电阻。断路器配置了大功率液压操动机构。这种注压操动机构为模块式结构，输出功率大，高达36kJ。液压管路少，全部内置，最大限度地减少了液压损失和漏油环节。
西开高压电气与ABB合作开发的1100kV H—GIS，其断路器为4断口。灭弧室采用单相一壳式设计，它有两个隔室，一个用于灭弧室，另一用于合闸电阻。灭弧室和切换合闸电阻的分合开关，均由专为开发的液压弹簧机构操动。由于采用了优化的灭弧室和铝合金外壳，该断路器的总重只有7t。ABB专门开发了更大功率的HMBl6型液压弹簧操动机构。该机构用碟簧储能，它能为O—C—O操作顺序提供38kJ能量，机构行程为205mm。
新沈高与日本AEpower公司合作开发了l 100kV-H—GIS产品。其特点是：①断路器为双断口结构，采用压气式灭弧原理；②采用限制合闸过电压的合闸电阻{③配用液压操动机构。
以上三个百万伏级的GIS和H—GIS的参数均满足国网公司要求：额定电压1100kV，额定电流5000A，断路器额定短路开断电流50kA，绝缘水平达到工频1100kV／雷电冲击2400kV／操作冲击1800kV(极对地)。
1100kV特高压开关设备的研制成功，其意义深远，为后续工程提供了良好的经验和设备支撑。“十一五”期间，国网公司特高压交流输变电工程建设线路将达4200km，变电容量3900YYkVA。在试验示范工程投运后，2010年前国网公司计划开工建设的特高压工程项目包括淮南一芜湖一浙北一上海、晋东南一南阳一荆门二回和荆门一武汉、晋东南一北京、晋东南一陕北等。到2020年，国网公司目标是建成特高压交流变电站53座，变电容量3.36亿kVA。线路长度4.45万km。根据国网公司规划，预计今明两年特高压电网投资将达830亿元左右。其中特高压交流570亿元，特高压直流260亿元。
最后应提到此次特高压开关设备的研制采用了中外联合设计、产权共享、合作生产、国内制造模式，国内企业尚须努力，实现自主设计制造，西开高压电气在这方面已率先取得突破。
5 我国自主研发的超高压开关设备
我国在超高压开关设备研制方面成绩卓著。完全自主开发出具有自主知识产权的550kV单断口罐式SF6断路器、800kV双断口罐式SF6断路器和800RVGIS等产品。仅就800kV罐式断路器来说，西开电气于2003年开始研制，2006年通过国家两会鉴定；新沈高自主研制的800kV双断口直动式罐式断路器通过了全部型式试验，已于2008年通过国家级鉴定；平高电气也同时研制出了800RV双断口SF6断路器。
在超高压设备的研究工作中，灭弧室和操动机构的研究和开发成为关键。在灭弧室的开发上，利用了现代最先进的计算和分析技术，优化灭弧室的电场、气流场和温度场，从而设计出大容量灭弧室。在操动机构研制方面都下了功夫，如西开电气在自主研制的LWl3—800型双罐口罐式断路器中，原先设计配气动弹簧操动机构，后根据市场需求，自主研发出液压弹簧操动机构。CY15型液压弹簧操动机构结构合理、操作功大、性能稳定、外形美观、无外连管路、现场维护量少、技术性能优异。该机构技术参数达到：机构行程170mm分闸闭锁压力下分闸操作功22kJ，合闸闭锁压力下合闸操作时的操作功4200J；机构额定操作压力58.2MPa机构寿命5000次。平高电气的550kV和800kV罐式断路器均配液压操动机构。该机构为集成模块式大功率操动机构。液压管路全部内置，无渗漏，采用瑞士贝林格公司提供的阀系统(一级阀和二级阀)，保证了液压系统的安全可靠操作。该机构的操作功高达36kJ。
在800kVGIS方面，西开电气于2006年3月开始自主研发，并于2007年5月完成了整套型式试验，2008年6月通过了中国机械工业联合会主持的技术鉴定，现已有22间隔的工程订货。平高电气于2004年研制，2007年4月通过全部试验，并于2007年10月通过国家级鉴定。该产品于2008年12月27日在官亭二期(官亭一西宁线)送电成功。
具有国际先进水平的800kV罐式断路器和GIS的研制成功，对提升我国超高压输电制造水平，具有重要而深远的意义，并有力地支持了西北250kV电网的建设。
6 126kVGIS生产形成三足鼎立，竞争激烈
6.1 产量大，生产厂家多
126kVGIS量大面广，一直为高压开关行业的热点。经过这几年的努力，126kVGIS的产量大，生产厂家多。如126kVGIS的产量2007年为5200间隔，而2008年达到7326间隔。生产126kVGIS的厂家也已经从上世纪80年代的“五大开”发展到现在的30多家。在126kVGIS生产企业中形成国企、民企、合企(独企)三足鼎立之势，今后竞争更加激烈。国企中，西开电气和平高电气126kVGIS产量很大；民企中原先有实力的中压企业生产126kV及以上GIS企业最多，尤其正泰、山东泰山电气产量较大；在外资(合资、独资)企业中，像siemens、ABB、Areva在中国都有单独的GIS生产厂，而且日本AE帕瓦电机公司，不但有山东鲁能生产72.5～550kVGIS的鲁能恩翼帕瓦电机公司，还又在苏州新建了专门生产特高压GIS的公司，该公司声称其GIS产量要占中国市场的30％。但总的来说，国内企业在126kVGIS生产中占主导地位。
6.2 新品和产品改型加快
在GIS中126kV电压等级的产品研制和生产为最早。从世界看126kVGIS已有40多年历史。这几十年中在126kVGIS方面积累了丰富的制造和运行经验，产品不断在更新改进之中。或提高参数或更新结构，使之小型化性能更加优异。如ABB的126kVGIS从1967年的 EBH-01型——1978年／1980年的ELHOI／02型——1986年／1988年的ELH03型——1992年／2002年的ELH—04型——1996年／2005年的EXH一0型。目前ABB的52～170kVGIS的代表产品为ELH一04型和EXH—O型。这两种产品的额定参数不断在提高。如ELH一04型，1992年推出的参数为170kV／3150A／40kA，1997年提高到170kV／3150A／50kA，2002年又提高到170kV／4000A／63kA。又如EXH一0型，1996年推出的参数为123kV／2500A／40kA，2003年提高到145kV／2500A／40kA，2005年又提高到145kV／3150A／40kA。ABB52～170kVGIS的结构也发生巨大变化，如1969年的EBH—0型GIS采用双压式SF6断路器，1973年推出的EBH—02型首次采用单压式SF6断路器，而1988年推出的ELH—03型改为采用自能式SF6断路器。配断路器的操动机构也在改进，如1980年推出的ELH—02型GIS配用氮气储能的液压机构，而1986年推出的ELH—03型在世界上首次配AHMA4型弹簧储能液压机构。
在国内，126kVGIS也在不断改进之中，如平高电气已将ZFl2—126(L)型GIS提升为ZFl2一145(L)型，其参数从126kV／2000A／31.5kA提升到145kV／3150A／40kA。上海华通开关厂有限公司对上世纪80年代生产的ZF3—126型GIS进行了优化设计，开发出ZF3—126／T2000-40型GIS。改型表现在将液压机构改为弹簧机构，将额定电流从1250A提升到2000A(2500A)，将压气原理改为自能灭弧原理，将总体积从28m3减至15m3。西安高压电器研究所有限公司在ZFl0—126型GIS基础上开发出ZF23—126／T2000-40型GIS，三相共箱式结构，最小间隔宽度0.8m，进出线和母线采用同一模块，采用了成熟的自能式断路器和三工位隔离／接地开关单元技术。西开电气将ZF7进行改型，开发出新型ZF7A—72.5／126／145型及小型化的ZF7G一126型GIS。该产品采用三相共箱全铝合金外壳及三工位隔离开关技术等。间隔宽度lm或更小。新沈高对从1992年运行的126kVGIS进行改型，开发出新型ZF6—72.5／126／145／TY型GIS。北京北开电气股份有限公司根据ZF4—126型GIS从1984年以来的运行经验，开发的ZF4A一126型GIS配用了第三代自能式SF6断路器和弹簧操动机构，性能优异，性价比更好。
6.3 126kVGIs技术的进步
目前，不管是改型产品，还是新开发的产品，其技术都很先进，参数达到126kV／2500A／40kA及以上。在结构布置上多为三相共箱式，结构紧凑间隔宽度可到0.8m，断路器采用自能灭弧原理(也有用单压式)配用弹簧操动机构(也有用液压弹簧操动机构)，采用三工位组合式隔离／接地开关，多采用电磁式电流和电压互器(也有用电子式)，使用SI6气体灭弧和绝缘，年漏气率降到0.5％及以下。壳体越来越多采用轻质浇注铝外壳。采用模块化积木式设计，布置灵活。
2007年3月15日，国家电网公司颁布了110～500kV变电站通用设备典型规范，并决定自2007年4月1日起推广应用，在国网公司110～500kV变电站通用设备典型设计中，明确了500kV、330kV可采用AIS、GIS和H—GIS典型方案，220kV、110kV仅采用AIS和GIS典型方案，其中AIS为敞开式空气绝缘开关设备；GIS为气体绝缘金属封闭开关设备；IGIHIS为复合式组合电器即相间空气绝缘不带封闭母线的单相GIS。国网公司在推出的《国家电网公司重点应用技术目录》中明确指出，断路器采用“自能灭弧室和弹簧操动机构”是技术的发展方向，因此设备典型规范中首先推荐110kVGIS采用弹簧操动机构，500、220kV(H)GIS采用液压或弹簧机构，330kV(H)GIS可采用气动、液压或弹簧操动机构。GIS按结构可分为分箱式和共箱式。典型规范推荐110RVGIS选用更加紧凑小巧、维护更加简化的三相共箱结构。当代126kVGIS产品都能满足国网公司制定的《110～500kV变电站通用设备典型规范》中对126kVGIS的选型要求。如厦门华电开关有限公司新研制的GFM型126kVGIS，其参数达到126kV／2500A／40kA，采用三相共箱，配用HSP型液压弹簧操动机构，断路器采用自能灭弧技术以及三工位组合隔离开关、电磁式电流和电压互感器，外壳选用抗腐蚀性强的铝合金材料，标准间隔宽度为900mm。
6.4 126kVGIs的运行经验
126kVGIS在大城市很受欢迎，那里寸土寸金，地方有限，而GIS以优异的SF6气体绝缘，体积小占地面积少，且不受外界环境影响，可靠性高、必然受到青睐。以上海为例，对于110kV电压等级均采用SF6设备，其中GIS占78％。近年来上海新上GIS基本上采用三相共箱式结构，配置弹簧或液压机构，采用三工位隔离开关，以减小设备尺寸。126kVGIS经过几十年的运行，已取得丰富经验，这对产品发展很有利，GIS运行可靠性高，据统计其故障只有常规设备的20％～40％。但GIS也有其固有的缺点。由于SF6气体的泄漏，外部水分的渗入，导电杂质的存在、绝缘子老化等因素影响，都可能导致内部发生闪络故障。另外，全密封结构使故障的定位及检修较困难，检修工作比较繁杂，事故后平均停电检修时间比常规设备长，停电范围更大。
根据统计资料，GIS设备内部故障通常发生在安装或大修后投入运行初期，第一年设备的运行故障率为0.53次／百间隔，第二年则下降到0.06次／百间隔。这是由于产品投运初期是一个趋于稳定的时期，故障相对较多，另一方面也有施工质量的问题。GIS安装过程注意三大要素：清洁度、密封性和真空度，因为GIS的结构特点决定了安装过程本身就是控制GIS投运后质量的最后一个关键阶段。
GIS由断路器、隔离开关、母线、互感器等高压元件组成。据资料介绍，不同元件的故障率也不同，隔离开关及盆式绝缘子的故障率最高，分别为30％及26.6％；母线故障率为15％；电压互感器故障率为11.7％；断路器故障率为10％；其他元件故障率为6.7％。
SF6GIS的主接线应按变电站电气主接线的设计原则。考虑到GIS具有故障少、检修周期长、运行可靠性高的特点，其它接线可以简化。如550kVGIS一般采用一个半接线或线变组接线(线路一变压器组接线)，126kV和252kVGIS一般不设置旁路母线。
GIS的气室划分要合理，它对故障的处理起重要作用，决定了停电的范围，影响到打开处理的元件和停电时间。原则上断路器室应为独立气室，其他不超过2个主要元件共用一个气室；母线长5～8m宜为一个气室。另外每个气室应有独立的气体监视装置，一般不允许通过外部管路连通。根据运行经验，建议对户外布置的GIS设备的SF6密度继电器加装防雨罩。