近日，中国电气装备所属中国西电西开电气成功完成550kV/80kA/8000AGIS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，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。
   随着我国经济社会的发展，电网规模不断扩大，国内诸多变电站对断路器短路电流开断能力提出更高要求，提升断路器开断能力将为我国珠三角、长三角、京津唐等负荷中心电网安全稳定运行提供强有力的支撑。同时，新型电网的发展对GIS产品也提出了更新的标准，更高的要求。
   参数的提高带来了一系列需要克服的挑战，这造成了在满足 “三高”要求下大容量开关设备自主研发难度极大。本产品研制成功前，大容量开关技术被少数几家国外公司垄断。
   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，西开电气所研制的该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45ms），短时耐受电流80kA/3s（常规为63kA/3s），峰值耐受电流216kA（常规为158kA）。在高互换性方面，GIS总体尺寸及间隔距与常规550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，550kV/80kA/8000A断路器采用最新一代自能式灭弧结构，与常规550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，首先大规模成熟结构的应用确保了可靠性，另外新研制的该断路器操作功比常规550断路器还要小，是目前已知所有大容量550kV断路器中操作功最小的。作为对比，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。
   该GIS设备的成功研制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550kV/80kA/8000AGIS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。
   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”目标的实现，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、能源安全贡献应有力量。 （全欢 文/图）