近日，中国西电所属西开电气成功完成550kV/80kA/8000A GIS设备全部型式试验。标志着国内首台高参数、高互换性高可靠性大容量GIS设备研制成功，意味着550kV GIS家族又新增一位重量级成员，大容量开关设备的成功研制充分彰显了西电紧盯用户需求，勇攀科技高峰、努力攻克国家“卡脖子”难题的担当与格局
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“卡脖子”亟待解决
随着我国经济社会的发展，电网规模不断扩大，国内许多电站都相继出现了短路电流超标或即将超标的问题，短路电流超出现有断路器开断能力已成为严重威胁我国珠三角、长三角、京津唐、西北网等负荷中心电网安全稳定运行的重大课题。电网的发展对GIS产品提出了新的更高要求。
高参数要求
随着短路电流与额定电流的增加，常规产品越来越难以满足电网发展需要，用户迫切需要更高参数、更大容量的开关设备。
高互换性要求
越来越多的旧站也面临着短路电流超标问题，如何在提升参数的同时，又不改变间隔尺寸与地基等要素，是用户的迫切诉求。
高可靠性要求
大容量开关设备一般应用于负荷中心区域，对电气、机械、通流及开断可靠性都提出了更高要求。
参数的提高带来了一系列需要克服的挑战：
●在进行T100a延长大半波开断过程中，当时间常数为120ms时，其短路电流峰值可达188kA，在如此高的短路电流情况下，零件耐烧蚀性问题及有效开断问题成为研发的难点与关键点。
●与此同时，为提高产品的开断能力，常规做法是增加尺寸与提高操作功，但尺寸的增加不仅意味着新建站占地面积增加，更意味着旧站升级改造困难，与用户高互换性要求矛盾；同时操作功的提高则意味着震动增加与可靠性降低，与用户高可靠性要求相左。
这就造成了在满足“三高”要求下，大容量开关设备自主研发难度极大，而截至到本产品研制成功前，大容量开关技术被少数国外公司垄断。
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突破“三高”技术难题
2022年3月，西开电气联合南网科研院、广东电网公司、西安交通大学等多家知名单位与高校，针对高参数、高互换性与高可靠性要求开展联合攻关，最终克服重重技术难关，取得了产品样机各项型式试验的成功。
在高参数方面
● 550kV/80kA/8000A GIS设备
额定电流为8000A（常规为6300A）
短路开断电流为80kA（常规为63kA）
时间常数120ms（常规为75ms）
短时耐受电流80kA/3s（常规为63kA/3s）
峰值耐受电流216kA（常规为171kA）
在高互换性方面
● GIS总体尺寸及间隔距与常规断路器产品保持一致，隔离开关、接地开关等核心零件尺寸相同，保证了GIS整体可替换性。
●作为GIS的核心部件，该产品采用最新一代自能式灭弧结构，与常规断路器相比，罐体尺寸、操作机构、传动机构及套管等部件全部保持不变，产品具有很高的互换性，当旧站需要大容量升级改造时，只需更换灭弧室部分即可。
在高可靠性方面
●大规模成熟结构的应用确保了可靠性，该产品是目前已知所有大容量550kV断路器中操作功最小的，其操作功仅为国外某同类产品的一半。
●操作功的减少，一方面对机械可靠性有着明显提高，另一方面由于振动的减小，对产品绝缘可靠性提升也较为有利，同时安装地基也无需进一步加强。
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践行使命担当
该产品的成功研制填补了国内空白，实现了我国大容量开关设备的国产化，为开关设备的自主研发积累了可复制的技术与经验。
●其中最重要的就是在产品研发过程中引入可预测性仿真。可预测性仿真是指产品设计阶段，在虚拟状态下提前对各种性能做出准确仿真与预测，形成“设计—仿真—优化”的闭环，实现仿真有效指导产品设计0到1的突破。
●利用可预测性仿真技术，提前对产品中涉及的绝缘性能、机械性能、开断性能及温升性能进行仿真优化，实现了产品设计由黑箱状态向可预测性状态的转变，达到了“试验即成功”的目标，大幅缩短了大容量产品的研发周期。
该产品的研制成功是中国西电长期坚持践行央企责任使命，在大容量开关设备领域持续深耕、不断实现技术积累的成果，同时也充分体现了西电人知难而进、勇攀高峰的奋斗精神。产品的成功研制不仅培养了一支高素质、强有力的技术人才队伍，更积累了一种可复制的产品设计方法，为我国在大容量GIS等核心技术领域不断创新奠定了坚实基础。
中国西电集团、中国西电始终胸怀“国之大者”、不断加大“卡脖子”核心技术攻关，将持续推动中国电气装备“打造输配电装备原创技术策源地”目标实现，努力成为原始创新和核心技术的需求提出者、创新组织者、技术供给者、市场应用者，不断掌握技术进步和产业发展主动权、努力引领输配电行业发展，为加快建设新型电力系统保障我国电力安全、能源安全贡献西电力量！