摘要：综述了SF6气体绝缘的金属封闭式组合电器（GIS）和户外紧凑型组合式开关设备（例如PASS）等SF6气体绝缘开关装置的发展情况，指出小型化和智能化是发展的趋势。关键词：六氟化硫；开关装置；小型化；人工智能SF6气体具有耐电强度高、灭弧能力强、通常无液化问题和化学稳定性好等优点，是迄今为止最理想的绝缘和灭弧介质［1］，在开关装置领域中得到了广泛的应用。目前SF6气体绝缘开关装置主要包括SF6气体绝缘的金属封闭式组合电器（GIS）和户外紧凑型组合式开关设备（例如PASS）。随着电力工业的不断发展和高新技术的应用，国际上几大开关装置制造公司的SF6气体绝缘开关装置的设计制造水平不断提高。小型化和智能化是SF6气体绝缘开关装置的发展趋势。以下分别介绍GIS和户外紧凑型组合式开关设备的情况。1小型化的意义随着城市用电量的急增，252、550kV变电站已进入市区或者城郊，在现代城市地区征地费用较高和征地困难的条件下，使用小型化GIS可以减小占地面积，大大降低投资成本。与传统GIS相比，小型化GIS结构更为简单，使用的零部件数大为减少，因此价格较传统的GIS有明显的下降，在相同技术参数配置的情况下，其价格一般是传统GIS的70%～80%。目前限制GIS广泛使用的因素主要是其设备成本过高。因此，从经济角度上讲，GIS的小型化可以促进GIS的进一步推广使用。与传统GIS相比，小型化GIS安装更为灵活，能够满足一些城市内特殊布置的要求，为变电站的布置和周围环境的协调性创造更好的条件。更重要的是，GIS的小型化有利于环保，由于SF6气体是一种温室效应气体，被列为需全球管制使用的6种气体之一。因此如何减少电力设备中SF6气体的使用量是人们非常关心的问题。GIS的小型化可以减少SF6气体的用量，而且由于小型化GIS的密封部位和部件的数目比普通GIS要少得多，可以减少SF6气体的泄漏，所以小型化是目前减少SF6的排放，保护环境的一个比较好的解决方案。总之，无论从经济角度，还是从安装的灵活性，亦或是从环保角度考虑，小型化都应该成为GIS发展的一个趋势。2实现小型化的主要途径GIS的小型化不仅是简单地缩小尺寸，还包括合理地简化元件和布置，提高运行的可靠性。实现小型化的途径主要有3个：（1）减少断路器的断口数。早期的SF6断路器单元断口电压水平为126kV，目前断路器制造技术发展很快，国外一些大的开关装置制造公司已经做到单元断口电压为550kV和800kV的水平。目前国内也有生产厂家已经研制成功550kV单断口断路器。与双断口断路器相比，相同技术参数的单断口断路器的技术经济性能的提高十分可观。以国内生产的363（420）kV级SF6罐式断路器为例［2］，比较双断口断路器和单断口断路器（如图1所示），可以看出，无论是罐体长度、气室容积，还是质量，亦或是零部件数量，单断口断路器均优于双断口断路器。将单断口SF6断路器用于GIS中，可使结构布置简化，占地面积和零部件数大为减少，从而实现GIS的小型化。以2组主接线及技术参数完全相同，分别使用单断口SF6罐式断路器和双断口SF6罐式断路器的双母线典型间隔作比较，前者的体积仅为后者的56%。图1某363（420）kV双断口断路器与单断口断路器比较1-罐体长度；2-气室容积；3-质量；4-零部件数量（2）三相共筒化。三相共筒化结构与分相布置结构相比，一般可减少占地面积的40%以上，还可以节省材料、减少密封部位和部件数目，减少SF6气体的泄漏，提高产品的可靠性能。此外，还可以减少外壳涡流损耗和现场安装维修工作量。目前日本的产品已经做到363kVGIS全三相共筒式结构和550kVGIS母线三相共筒式结构，同时正在探索发展550kV全三相共筒式GIS。世界各大开关设备制造公司都在发展三相共筒化结构。170kV以下的电压等级的GIS产品几乎全是三相共筒化结构。（3）采用小型元件。采用小型元件替代传统GIS中的元件可以使GIS内布置更为紧凑，大大减小GIS的体积，实现GIS的小型化。例如，日本三菱公司开发了一种GIS用新型氧化物避雷器［3］，它采用一种新型的ZnO阀片，通过用新的添加剂减小ZnO颗粒的大小。图2所示为该ZnO阀片与常规ZnO阀片的伏安特性的比较，可以看出，在厚度相同的情况下，新型阀片耐受电压约为常规阀片的2倍，从而使串联阀片数减半。该新型避雷器的体积为传统避雷器体积的40%～60%，更重要的是使避雷器的残压下降，从而使被保护设备的雷电冲击耐受水平（LIWL）下降，减小GIS的绝缘尺寸，实现GIS的进一步小型化。此外，日本日立公司也将一种使用高电位梯度（400V/mm）阀片的ZnO避雷器用于GIS中［4］，降低了被保护设