【正文】 出于藍(lán)而勝于藍(lán)”，后來(lái)者居上，并創(chuàng)立自己企業(yè)的知名品牌。在學(xué)習(xí)研制過(guò)程中，要善于利用（不是機(jī)械地模仿）其優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)要糾正和改造其缺點(diǎn)。這種機(jī)構(gòu)在國(guó)外一些GCB上已取得了很好的使用業(yè)績(jī)，在許多國(guó)產(chǎn)的高壓斷路器上也得到了成功的使用。針對(duì)液壓機(jī)構(gòu)的固疾，我們應(yīng)集中精力研究、改進(jìn)、完善和提高彈簧儲(chǔ)能液壓機(jī)構(gòu)。(2) 液壓機(jī)構(gòu)的選擇液壓機(jī)構(gòu)輸出功強(qiáng)大、操作平穩(wěn)、操作噪聲小、結(jié)構(gòu)緊湊，是操作功要求大的550kV及以上GCB的首選。在大功率彈簧機(jī)構(gòu)的研制中，應(yīng)保留現(xiàn)有彈簧機(jī)構(gòu)經(jīng)運(yùn)行考核合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其可靠性得以延伸。隨著我國(guó)數(shù)控機(jī)械加工、鑄鋁合金件和材料熱處理工藝的進(jìn)步，彈簧機(jī)構(gòu)零部件加工質(zhì)量有顯著提高，為其運(yùn)行可靠性提供了工藝保障。 機(jī)構(gòu)的配置在考慮GCB操動(dòng)機(jī)構(gòu)配置時(shí)，一要注意各類(lèi)機(jī)構(gòu)的以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，二要分析以往機(jī)構(gòu)運(yùn)行的固疾并對(duì)癥下藥根治。這三個(gè)“集中”的起因，除了機(jī)構(gòu)制造質(zhì)量失控之外，先天性的問(wèn)題還是出自液壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的不可靠因素太多。統(tǒng)計(jì)資料不止一次地揭露了我國(guó)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備半個(gè)世紀(jì)來(lái)長(zhǎng)期存在的固疾——斷路器故障主要集中在操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)環(huán)節(jié)。其中，液壓機(jī)構(gòu)137次，氣動(dòng)機(jī)構(gòu)27次，彈簧機(jī)構(gòu)3次。8. 操動(dòng)機(jī)構(gòu)與GCB/GIS可靠性設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)的癥結(jié)在電網(wǎng)運(yùn)行中，GCB/GIS的“強(qiáng)迫停運(yùn)率”是衡量設(shè)備運(yùn)行可靠性的重要指標(biāo)。這對(duì)GIS建筑面積投資沒(méi)有影響，對(duì)產(chǎn)品制造成本（所用殼體的造價(jià)）也影響甚微（%）。相反，取小直徑198。640時(shí)損失20mm，對(duì)地絕緣（耐受電壓能力）約下降20%。取198。640，也可取198。為小而小是沒(méi)有實(shí)際意義的。GIS的先進(jìn)性最重要的指標(biāo)是運(yùn)行的可靠性，并要求有最低的故障率。 GIS小型化與GIS可靠性不可對(duì)立在對(duì)待GIS小型化與GIS可靠性問(wèn)題上，再點(diǎn)評(píng)一下“為小而小”是有益的。例如，一臺(tái)設(shè)計(jì)良好的550kV單斷口GCB，如果在電站和線(xiàn)路上采用有效的MOA避雷器保護(hù)，GCB不僅省去了一半的滅弧室零部件，還省去了并聯(lián)電容器、扔掉了龐雜的合閘電阻、電阻觸頭及其傳動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)的大簡(jiǎn)化必然帶來(lái)產(chǎn)品的高可靠性。以上GIS小型化設(shè)計(jì)，都體現(xiàn)了一個(gè)“簡(jiǎn)”字。GIS小型化不是目的，它是實(shí)現(xiàn)GIS高可靠性的一種手段。澆注端子時(shí)，在端子上涂一層半導(dǎo)電橡膠作緩沖層，端子與樹(shù)脂間就能可靠地避免裂隙的產(chǎn)生。由于鋁棒線(xiàn)膨脹系數(shù)（106采用銅材作為接線(xiàn)端子多出于使用習(xí)慣，并非導(dǎo)電和電接觸必須。K1)與環(huán)氧樹(shù)脂線(xiàn)膨脹系數(shù)(26106一些尊重這些試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)其產(chǎn)品的氣密性通常較好；那些對(duì)這些經(jīng)驗(yàn)不理解不尊重的密封面粗糙度的設(shè)計(jì)不僅氣密性差，而且過(guò)高的表面粗糙度要求，還無(wú)必要地增大了加工難度和制造成本。當(dāng)粗糙度Ra＜，密封面太光滑（同心圓刀紋太細(xì)甚至沒(méi)有時(shí))，O形圈與金屬法蘭面的實(shí)際彌合面也下降，也得不到好的密封效果。R≤1mm，可同時(shí)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和工藝的要求。例如：(1) O形圈壓縮率過(guò)小，選用橡膠材質(zhì)不佳，環(huán)溫低時(shí)彈性下降，都將導(dǎo)致O形圈表面接觸壓力下降而漏氣；(2) 環(huán)氧澆注盆式絕緣子上的密封槽形設(shè)計(jì)不良，如圖14所示：矩形槽的兩垂直面斜度a角太大，且槽底面與垂直面相交的圓角R也很大，造成O形圈組裝時(shí)受壓力P作用發(fā)生翻轉(zhuǎn)（沿箭頭方向反時(shí)針滾動(dòng)），以致將凹凸不平的模具分型面BB轉(zhuǎn)到底部密封面上，O形圈的密封作用受到破壞，而且O形圈也因受扭曲和壓縮雙重應(yīng)力作用而使永久變形增大、壽命縮短。 清理和糾正不可靠的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)我們接受一種外來(lái)的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)調(diào)查它的來(lái)歷：理論依據(jù)和研究試驗(yàn)的經(jīng)歷。各種動(dòng)密封圈要求它有較好的耐磨性能，才能保持長(zhǎng)期工作的可靠性。已在我國(guó)高壓電器行業(yè)廣泛使用十多年，使用情況良好。HX807橡膠的優(yōu)異性能源于對(duì)原材料品質(zhì)的認(rèn)真挑選和混煉工藝的嚴(yán)格控制。在國(guó)內(nèi)外眾多的SF6電器用密封橡膠中，國(guó)產(chǎn)HX807改性三元乙丙膠是其中的佼佼者。多數(shù)原因是橡膠材質(zhì)不良（壓縮永久變形率太大）、橡膠彈性明顯下降所至。轉(zhuǎn)動(dòng)和直動(dòng)密封還可采用X形動(dòng)密封圈（兩只聯(lián)用較好），密封圈及密封槽的設(shè)計(jì)參見(jiàn)文[6]。下面簡(jiǎn)述的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，已經(jīng)歷了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的產(chǎn)品20多年生產(chǎn)和運(yùn)行的考驗(yàn)：(1)單層O形圈配矩形密封槽適用于靜密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(2)靜密封O形圈壓縮率為25%（金屬金屬密封面）和30%（瓷件金屬密封面），輔助密封采用側(cè)面密封結(jié)構(gòu)，O形圈壓縮率12%；(3)，保留同心圓切削刀紋。6. GCB/GIS密封可靠性設(shè)計(jì) SF6密封結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)要點(diǎn)GCB/GIS的氣密性是否可靠，首先決定于密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。(2) 優(yōu)化斷口電極形狀設(shè)計(jì)，盡量降低場(chǎng)強(qiáng)，使斷口承受極限耐受電壓時(shí)有充足的絕緣裕度。在機(jī)構(gòu)的操作功比較充足時(shí)，刻意減小開(kāi)距是無(wú)意義的，既不利于開(kāi)斷性能也不利于斷口絕緣。為此要：優(yōu)化兩端金具的電極形狀設(shè)計(jì)，盡量降低場(chǎng)強(qiáng)；增大絕緣筒內(nèi)壁沿面閃絡(luò)距離；增大絕緣筒內(nèi)壁與滅弧室間的徑向間距尺寸，減小絕緣筒內(nèi)壁接觸高溫氣體的機(jī)會(huì)；合理設(shè)計(jì)短路開(kāi)斷時(shí)的熱氣流排放導(dǎo)流裝置，使斷口絕緣筒不受熱氣流干擾。如果在工藝上不能使護(hù)套與筒內(nèi)壁緊密聯(lián)成一體，在護(hù)套與筒件內(nèi)壁間必存在小縫隙，縫隙內(nèi)藏SF6氣體（構(gòu)成絕緣體內(nèi)的氣隙），使絕緣筒內(nèi)表面場(chǎng)強(qiáng)增大，形成顯著的局部放電或遭電網(wǎng)過(guò)電壓沖擊時(shí)沿筒內(nèi)壁閃絡(luò)。(2) 合理設(shè)計(jì)靜主觸頭的屏蔽，既可改善主斷口電場(chǎng)分布，又能對(duì)熱氣流進(jìn)行有效地冷卻和疏導(dǎo)，而使主斷口所處區(qū)域空間的SF6氣體不受熱氣流污染。多種產(chǎn)品都發(fā)生過(guò)類(lèi)似的開(kāi)斷故障，這說(shuō)明了合理的熱氣流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分重要。5. GCB滅弧室斷口絕緣可靠性設(shè)計(jì)GCB滅弧室斷口絕緣設(shè)計(jì)有兩項(xiàng)任務(wù)：一是在短路開(kāi)斷時(shí)要保證斷口有可靠絕緣能力、確保開(kāi)斷任務(wù)的完成；二是在GCB分閘一端帶電備用時(shí)，斷口應(yīng)有可靠的絕緣能力，承受電網(wǎng)中各種過(guò)電壓的沖擊。GCB和GISCB的殼體必須臥式布置時(shí)，應(yīng)增大滅弧室與筒壁間的氣隙絕緣設(shè)計(jì)裕度，應(yīng)取足夠的內(nèi)壁直徑，不能為追求外形小尺寸而降低內(nèi)絕緣的可靠性。由於距離L2較大，殼體端面法蘭處的電場(chǎng)較低，當(dāng)殼體采用立式設(shè)置時(shí)，在處于端部的法蘭面上如有金屬微粒，對(duì)電場(chǎng)分布的不良影響相對(duì)較小，因此殼體內(nèi)部放電多發(fā)生在殼體臥式布置且殼體直徑偏?。▋?nèi)絕緣設(shè)計(jì)裕度不足）的斷路器。GCB在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有一特點(diǎn)：即滅弧室?guī)щ婓w（屏蔽罩或觸頭支持件）對(duì)外殼筒壁的絕緣距離L1要比帶電體對(duì)圓筒端頭法蘭間的距離L2小很多(L2≥)。4. CB罐徑及罐布置方式與內(nèi)絕緣可靠性設(shè)計(jì)電科院在文[3]中指出，某些斷路器“由于罐體絕緣設(shè)計(jì)裕度較小，產(chǎn)生異物后容易在絕緣薄弱處發(fā)生放電”。尤其是那些在型式試驗(yàn)中已暴露了熱氣流燒傷拉桿的產(chǎn)品，更應(yīng)重視糾正其不良設(shè)計(jì)。CB操作桿在進(jìn)行其電氣可靠性設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意的是，在短路開(kāi)斷時(shí)從滅弧室排除的熱氣流（金屬蒸汽及導(dǎo)電粒子流）對(duì)操作桿表面絕緣的惡劣影響。為保證CB絕緣操作桿運(yùn)行的可靠性，當(dāng)桿的最大操作力為Pm時(shí)，其破壞試驗(yàn)拉力宜取4Pm，及例行試驗(yàn)拉力宜取2Pm。多年的制造經(jīng)驗(yàn)表明，各種螺紋聯(lián)接均不理想。3）數(shù)值依次是：、δ2為4mm（盆子上部）和5mm（盆子下部）時(shí)電場(chǎng)分布（δ1=4，δ2=4）3. CB絕緣操作桿可靠性設(shè)計(jì)CB絕緣操作桿需承受很大的合、分閘操作沖擊力，因此推薦采用機(jī)械強(qiáng)度高而重量輕的真空浸漬環(huán)氧玻璃絲管；若用環(huán)氧樹(shù)脂澆注件，要特別注意機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)的可靠性，應(yīng)留有充足的設(shè)計(jì)裕度。（δ1179。、δ2時(shí)各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算值 kV/mmδδ2/mmEaEaτEbEbτ12345計(jì)算時(shí)輸入試驗(yàn)電壓177。因此，取δ1（δ2）179。當(dāng)δ1（δ2）179。我們關(guān)心的觸頭座場(chǎng)強(qiáng)Ea、盆式絕緣子對(duì)應(yīng)點(diǎn)表面場(chǎng)強(qiáng)Eaτ、殼體法蘭場(chǎng)強(qiáng)Eb及對(duì)應(yīng)點(diǎn)盆式絕緣子表面場(chǎng)強(qiáng)Ebτ在不同δ1及δ2間隙時(shí)的計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)列于表1，計(jì)算電場(chǎng)分布見(jiàn)圖12及圖13（取其一側(cè)，δ1=4和5，δ2=4和5）。3，槽外徑應(yīng)避開(kāi)殼體法蘭圓角R1后與殼體法蘭平面相交；觸座與盆式絕緣子間隙δ2179。有時(shí)，這些辦法仍不令人滿(mǎn)意時(shí)，還可以采用曲率變化較緩的橢圓形電極曲面，可避免電場(chǎng)等位線(xiàn)的急驟變化，以獲得最佳電場(chǎng)分布和最低的電極場(chǎng)強(qiáng)。為使盆式絕緣子整體尺寸不大，而又能在盆式絕緣子表面和兩端電極上得到較低的場(chǎng)強(qiáng)，必須對(duì)兩端電極形狀（以及對(duì)盆式絕緣子形狀）進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。適當(dāng)?shù)卦龃笈枋浇^緣子的表面爬電尺寸（參見(jiàn)文[6]的表63），有助于增強(qiáng)盆式絕緣子的抗干擾能力，以提高其運(yùn)行的可靠性。圖10. δ2太小構(gòu)成楔形氣隙隱患 盆式絕緣子可靠性設(shè)計(jì)要領(lǐng) 有足夠的沿面爬電距離“足夠”的爬電距離尺度不能僅用型式試驗(yàn)來(lái)把握。圖8. 殼體法蘭凸臺(tái)上的高場(chǎng)強(qiáng)圖9. 如圖7所示絕緣盆子下表面場(chǎng)強(qiáng)圖(4)在盆子觸頭座之間留下楔形氣隙隱患—間隙δ2太小見(jiàn)圖10，在觸頭座與盆子嵌件相接處，嵌件凸出高度與觸頭座定位槽深配合不當(dāng)，至使觸頭座底面與盆子嵌件處的絕緣體頂面間的設(shè)計(jì)縫隙δ2過(guò)小（δ2≤1），而且間隙δ2沒(méi)有嚴(yán)格的加工公差約束，觸頭座槽深尺寸變化大，當(dāng)槽深正超差較多時(shí)，間隙δ2有的竟小到近于零，而形成楔形氣隙，至使此處的絕緣件表面場(chǎng)強(qiáng)偏高。作者就圖7的設(shè)計(jì)，多次改變殼體法蘭凸臺(tái)的尺寸和凸臺(tái)尖角處的形狀，該處場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算結(jié)果都很高，找不到符合要求的設(shè)計(jì)。（2）——?dú)んw法蘭帶凸臺(tái)δ3這不是偶然現(xiàn)象，電場(chǎng)計(jì)算表明殼體凸臺(tái)處場(chǎng)強(qiáng)值很高（550kV下為Eb=，超過(guò)了允許值[E1]=29 kV/mm，見(jiàn)圖8右下角）。、δ1及R2偏小時(shí)場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算值（圖4）上表面電場(chǎng)分布(3)楔形氣隙處理不當(dāng)（2）——?dú)んw法蘭帶凸臺(tái)如圖7所示，有的GIS盆式絕緣子在與殼體接觸的法蘭面上不設(shè)凹槽，而在殼體法蘭上設(shè)凸臺(tái)（δ3），盆子法蘭面與盆式絕緣子的金屬外圈平面間留有微小的澆注間隙δ0。1050kV電壓下， kV/mm， kV/mm（見(jiàn)圖5及圖6）。下面的電場(chǎng)計(jì)