摘要：西門子公司是世界上生產高壓開關設備主導企業(yè)之一，具有30多年生產的高壓斷路器及sf6封閉式組合電器(gis)的歷史，取得了輝煌的業(yè)績，產品行銷世界各地，產品的80％出口。
關鍵詞：西門子 高中壓 開關設備 1.輝煌的業(yè)績
西門子公司是世界上生產高壓開關設備主導企業(yè)之一，具有30多年生產的高壓斷路器及sf6封閉式組合電器(gis)的歷史，取得了輝煌的業(yè)績，產品行銷世界各地，產品的80％出口。
1960年該公司開始作sf6技術的基礎研究工作，1964年提供*批245kv sf6斷路器；1968年提供*套6間隔145kvgis，1974年提供*間隔245vgis，1978年提供*間隔420/550kv gis，1984年提供550kvgis，用于嚴酷電網(wǎng)條件：額定電流8000a，額定短路開斷電流100ka，計17臺斷路器，1987～1991年開發(fā)出7.2.5～550kv第二代gis，1997年開發(fā)出智能化gis，間隔集成有控制、監(jiān)視和診斷功能。
西門子公司為世界上750座變電站提供了7000多間隔gis。按產品型號來劃分，西門子公司提供8dn8型145kvgis 4700間隔，8dn9型245kvgis 1800間隔，8dq1型550kv gis 550間隔，共計7000多間隔。其中8dn8型產品運行64000間隔年，8dn9型產品運行14000間隔年，8dq1型產品運行5800間隔年，共計84000間隔年。
在高壓斷路器方面，30年來，西門子公司共生產戶外sf6斷路器20000臺，生產gis用斷路器6000臺，共計生產高壓sf6斷路器26000臺。該公司生產sf6滅弧室計100000只，操動機構52000臺。
在gis中，8dn8型為三相共筒式結構，8dn9型和8dq1型為分相式結構。8dn8型原做到145kv極，現(xiàn)做到245kv級。
西門子公司的高壓開關設備屬于西門子公司輸配電集團(power transmission and distribution,簡稱ptd)。在該集團中，生產gis和充氣管線的企業(yè)為柏林高壓開關廠(簡稱swh)，生產高壓sf6斷路器的企業(yè)有5家；柏林高壓開關廠(swh)，美國的fackson公司、巴西的sao paulo公司、中國的杭州高壓開關公司及印度的aurangabad公司。其中柏林高壓開關廠是zui大的生產基地。
柏林高壓開關廠(berlin schaltwerk hochspannung—swh)屬于西門子公司高壓部的輸配電集團(ptd)。生產的產品包括高壓斷路器和gis(72.5kv～800kv，短路開斷電流為100ka)、高壓隔離開關、避雷器等。產品性能達到高可靠性、極少維修(維修間隔20年)。產品80％出口，交貨時間4～9月，視產品類型而定，年銷售額4億dm(德國馬克，1dm約合5元人民幣)。員工人數(shù)1000名，其中260名為科學家、工程師和技術人員，工人570名，其中70％為技工。擁有固定資金2.5億dm，其中1.4億dm為試驗設備。柏林高壓開關廠擁有世界上zui大的私營高壓試驗設備。在投資額中，年銷售額的4％用于新添和更換設備，年銷售額的8％用于研究與開發(fā)。工廠占地面積8000平方米。
2.高壓斷路器
西門子公司高壓sf6斷路器經歷了雙壓式→單壓式→熱膨脹式。雙壓式早已淘汰。單壓式sf6斷路器做到550kv100ka和800kv63ka水平。該單壓式斷路器有三個特點：1.在滅弧方式上采用定開距。定開距具有開斷電流大的優(yōu)勢；2.噴嘴和燃弧環(huán)采用石墨。石墨噴嘴即使開斷短路電流20次后，其表面亦沒有發(fā)毛，這是因為石墨直接從固態(tài)升華氣化；3.開斷時雙向運動，開斷時間短，可達到60hz時二周波。
作為sf6斷路器的發(fā)展，西門子公司開發(fā)出熱膨脹式sf6斷路器。1996年在漢諾威博覽會上展出熱膨脹式斷路產品。接著對熱膨脹滅弧室優(yōu)化，開發(fā)出第二代被稱為新型動態(tài)自壓縮式滅弧室，因此滅弧室，開發(fā)出第二代熱膨脹式sf6斷路器。在2000年大電網(wǎng)會議上，西門子公司以b－106號報告，介紹了該公司研制的第二代智能滅弧室。將第二代滅弧室配在新開發(fā)的245kv/50kasf6斷路器上，每項操作功僅為0.7kws。該公司還開發(fā)一種雙向運動觸頭系統(tǒng)，使之170/40kasf6斷路器的每項操作功僅為250s。西門子公司還利用新型動態(tài)自壓縮滅弧室研制300kv和420kvsf6斷路器。
從壓氣式到熱膨脹式，西門子公司的高壓斷路器從定開距離為變開距，從液壓操動機構變?yōu)閺椈刹賱訖C構。而且熱膨脹式斷路器已研制出第二代產品。西門子公司將第二代滅弧室用于支柱式和罐式斷路器、gis及his緊湊型開關設備。西門子公司支柱式斷路器為3ap1型，美國jacksan公司的罐式斷路器為sps2型，現(xiàn)采用第二代滅弧室又開發(fā)出3ap1 dt型72.5～245kv罐式斷路器。其中短路開斷電流達到245kv－1.63ka。
3.gis及緊湊型高壓開關設備
西門子公司gis做到550kv級(8dq1)型。
gis的發(fā)展主要表現(xiàn)在145kvgis上，80年代初開發(fā)出145kv三相共筒式gis，稱之為8dn81型，90年代后期進一步縮小體積和占地面積，開發(fā)出8dn8－2型gis，到了90年代末又開發(fā)出8dn8－3型gis，被稱之為高集成高壓開關設備。其中8dn8－2型gis的斷路器垂直安裝，而8dn8－3型gis的斷路器為水平安裝。8dn8型gis的間隔寬度僅0.8m，大大節(jié)約了所需空間，采用熱膨脹式斷路器，配用彈簧操動機構。8dq1型550kvgis為分相式，采用壓氣式滅弧原理，配用液壓操動機構。
圖1示出8dn8－3型高度集成gis的結構圖，8dn8－3型gis在結構上不同于abb公司pass式緊湊型開關設備：8dn8－3型gis的斷路器和隔離器及接地開關不在一個氣室內，而pass式結構的斷路器和隔離/接地開關在一個氣室內。
8dn8－3型gis剛一問世，就受到用戶青睞，銷售給德國本土、澳大利亞等國，在中國已銷售多間隔。
4.中壓開關設備
在中壓領域，西門子公司素以生產真空滅弧室、真空斷路器及真空斷路器而稱著。在中國建立了西門子真空開關管(無錫)公司。該公司經過幾年努力，已完成真空滅弧室系列。據(jù)稱做到德國質量、中國價格、當?shù)亟回?。產品的主要特點是：體積小、電氣和機械壽命長(30000次)、額定短路開斷次數(shù)達50～100次，截流值小(平均為3a)、開斷容性電流無重燃、接觸電阻小、觸頭燒損小、絕緣強度高、觸頭材料制造工藝*等。
西門子公司不懈地開發(fā)真空斷路器，開發(fā)了一系列真空斷路器產品，如3af－3ag－3ah－nxact型等。其中3ah系列分標準型，型(如頻繁型)、經濟型。而nxact型為多功能型，該斷路器集開斷、隔離、接地、聯(lián)鎖于一體。這樣可大大簡化開關柜結構。
在開關柜方面，分空氣絕緣和sf6絕緣兩種。
在空氣絕緣柜中，以8bk20型中置柜。開發(fā)nxair和nxair m型中置柜。
在空氣柜方面，西門子公司是世界*個開發(fā)出充氣柜的企業(yè)。該公司于1982年推出8da10/8db10型充氣柜，以后其他公司加以效仿也有了自己的產品。西門子公司充氣柜用真空開斷而用sf6絕緣。據(jù)稱，這是優(yōu)異的真空開斷性能與優(yōu)異的sf6絕緣性能的結合。從世界看，裝入充氣柜的斷路器有真空式也有sf6式，以真空式居多，但絕緣均用sf6氣體或n2(氮氣)，以sf6氣體居多。
充氣柜是將高壓元件諸如母線、斷路器、隔離開關、互器等封閉在充有較低壓力氣體(一般為0.02～0.05mpa)的殼體內。所充絕緣氣體大多為sf6氣體，但也有充n2的。
充氣柜以體積小、不受環(huán)境影響、可靠性高而稱著，特別在40.5kv級，其技術經濟指標更為優(yōu)越。
充氣柜在結構上現(xiàn)有兩種外形上差異很大的結構型式：一種為鋁筒封閉式；另一種為鋼板封閉式，前者很像高壓sf6封閉式組合電器(gis)，后者卻像一般空氣絕緣的開關柜。從制造歷史看，一般先有鋁筒式、后有鋼板式。許多制造公司都擁有這兩種結構型式、如西門子公司的8da10/8db10型為夠筒式，而8dc11型為鋼板式。
西門子公司將向我國市場推出8da10/8db10型鋁筒式充氣柜，其中8db10型40.5kv雙母線充氣柜已收到國內訂貨。該產品技術參數(shù)為：額定工作電壓40.5kv，額定工頻耐壓80kv，額定雷電沖擊耐壓180kv，額定電流2500a，額定短路開斷電流31.5ka。
圖2示出西門子公司40.5kv充氣柜結構。
該產品為全絕緣單相封閉鋁筒式結構。截止1999年，西門子公司法蘭克福開關廠已作為第22222間隔，將8da10/8db10型產品交付給德國圖林根電力公司。迄今，西門子公司已向世界上54個國家的400多個用戶提供了此產品。
除了以上介紹之外，在高壓方面，還應提到西門子為日內瓦制作的第二代混合絕緣(20％sf6/80％n2)的充氣管線(gil)。在中壓方面，還研制出一系列sf6環(huán)網(wǎng)柜、接觸器等產品。
5.結論
本文是根據(jù)參觀上海第三屆國電力設備技術展覽及從現(xiàn)刊等得到的信息編寫而成，介紹西門子公司在高中壓領域的技術創(chuàng)新和產品。