三相共箱技术是气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）向小型化、大容量、智能化发展的方向，国内尚属起步阶段，本文结合126kV、40kA三相共箱小型化GIS的设计开发，分别研究了断路器、盆式绝缘子、隔离接地开关、出线套管等电气特性及其相互关系，探索了三相共箱GIS的设计理念和方法，成功研制ZF23-126小型化三相共箱GIS：额定电流3150A，断路器短路开断电流40kA，隔离接地开关母线转移电流1600A。

断路器是GIS中重要的部件之一，采用自能式小型化SF6灭弧室。分析了影响断路器灭弧室的诸多因素，分别对各因素进行了数学描述并建立了各自的特性方程，确定了断路器的整体结构尺寸。利用Infolytic电场分析软件，通过电气性能的有限元分析，提出了断路器静态、空载和负载结构设计的一般原则，指出了断路器断口绝缘配合对开断性能的重要影响。

盆式绝缘子是GIS中的绝缘件、支撑件，集绝缘和支撑作用于一体，为三相共箱中一次导电回路提供支撑；以应力分析和电场强度优化为手段，确定盆式绝缘子结构。

隔离接地开关、出线套管屏蔽结构的设计优化是改善场强分布的方法，分析了断口绝缘和对地距离的设计原则。

通过对ZF23-126　GIS各个环节的数值计算、经验设计和试验验证相结合，探索了GIS三相共箱的设计方法，完成了ZF23-　126　GIS样机的试制，并顺利通过了全套型式试验，并已投入生产。