在電力系統(tǒng)的一次回路里,高壓隔離開關(guān)是關(guān)鍵電器之一。它的主要功能是在分閘時(shí)建立可靠且可見的絕緣間隙,確保電氣設(shè)備檢修時(shí)能與帶電部分隔離開,保障人身以及設(shè)備安全。因?yàn)樗挥贸袚?dān)接通或開斷負(fù)荷電流的任務(wù),所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要圍繞實(shí)現(xiàn)高絕緣可靠性、高機(jī)械穩(wěn)定性以及操作明晰性來展開。
總體結(jié)構(gòu)概述
高壓隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)通常有幾個(gè)基本部分:
一部分是導(dǎo)電部分,負(fù)責(zé)傳導(dǎo)電流,包含觸頭、閘刀(也就是導(dǎo)電桿)以及接線端;
另一部分是絕緣部分,用來實(shí)現(xiàn)帶電體與地之間的絕緣,還有各相之間的絕緣,包含支持絕緣子(也叫支柱絕緣子)以及操作絕緣子(就旋轉(zhuǎn)絕緣子或拉桿絕緣子來說);
底座與構(gòu)架也是重要組成,作用是支撐并且固定所有部件;
最后是操作機(jī)構(gòu),能提供分合閘的動(dòng)力,通過機(jī)械連桿和開關(guān)的轉(zhuǎn)軸連接。
核心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
可見的空氣絕緣間隙
這是隔離開關(guān)最根本的結(jié)構(gòu)特征。分閘之后,動(dòng)觸頭與靜觸頭之間會(huì)拉開足夠安全的空氣距離,形成清晰可見的斷開點(diǎn)。這樣運(yùn)維人員不用借助儀器,就能直接確認(rèn)安全狀態(tài),為檢修工作提供直觀的安全保障。
裸露的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)
與斷路器密封在罐體內(nèi)不同,隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分(就閘刀、觸頭來說)通常直接暴露在空氣中,依靠空氣實(shí)現(xiàn)絕緣。這就要求它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須充分考慮戶外環(huán)境的耐受能力,比如防腐蝕、防污穢,并且要保證在風(fēng)、冰、雪等惡劣氣象條件下,依然有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性。
卓越的絕緣配合
隔離開關(guān)的絕緣系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成:
一部分是主絕緣,由支柱絕緣子承擔(dān),它既要支撐導(dǎo)電部分,又要實(shí)現(xiàn)對(duì)地絕緣。它的爬電距離以及干弧距離,必須滿足安裝環(huán)境的污穢等級(jí)要求;
另一部分是斷口絕緣,分閘之后,斷口間隙的絕緣強(qiáng)度必須遠(yuǎn)高于支柱絕緣子。這樣能確保過電壓作用時(shí),擊穿只可能發(fā)生在支柱絕緣子之前,也就是遵循 “斷口優(yōu)先擊穿” 原則,從而保護(hù)核心支撐部件。
特殊的觸頭設(shè)計(jì)
因?yàn)楦綦x開關(guān)不用滅弧,所以它的觸頭設(shè)計(jì)更側(cè)重長(zhǎng)期通流的可靠性以及操作的穩(wěn)定性。
在接觸壓力與自清潔能力方面,觸頭通常采用多點(diǎn)接觸或者片狀觸指(就 “指形觸頭” 來說),并且配有彈簧提供恒定壓力。合閘過程中,觸頭之間會(huì)有滾動(dòng)或者滑動(dòng),能刮掉表面的氧化膜,起到自清潔作用,保證接觸電阻低;
另外,在防誤操作機(jī)械閉鎖上,結(jié)構(gòu)上必須與接地開關(guān)以及斷路器實(shí)現(xiàn)可靠的機(jī)械或電氣閉鎖,防止出現(xiàn)帶負(fù)荷分合閘或者帶電合接地開關(guān)這類惡性誤操作。
堅(jiān)固的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)
隔離開關(guān)的操作頻率不高,但每次操作都得準(zhǔn)確到位,并且能承受短路電動(dòng)力的沖擊。它的傳動(dòng)系統(tǒng)(就旋轉(zhuǎn)軸承、連桿來說)設(shè)計(jì)得很堅(jiān)固,確保在較大的操作力矩下,閘刀能平穩(wěn)、不卡澀地運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置,還能精確找到合閘終點(diǎn)以及分閘終點(diǎn)的位置。
高壓隔離開關(guān)典型結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)
恩彼邁高壓隔離開關(guān)有幾種典型結(jié)構(gòu)類型,不同類型的特點(diǎn)不一樣,咱們具體來看:
就雙柱水平旋轉(zhuǎn)式來說,它的閘刀采用水平布置。我們操作它的時(shí)候,兩個(gè)絕緣支柱會(huì)相對(duì)旋轉(zhuǎn),帶著閘刀在水平面內(nèi)完成分合動(dòng)作。這種類型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,占用的空間高度小,在戶外配電裝置里用得最普遍。
拿單柱垂直斷口式來說,靜觸頭是懸掛在母線上的,動(dòng)觸頭(也就是閘刀)會(huì)做垂直上下運(yùn)動(dòng)。它最大的優(yōu)點(diǎn)是能節(jié)省占地面積,斷口直接在上方空中打開,特別適合空間緊張的戶外變電站,尤其是用來做母線隔離開關(guān)的時(shí)候。
還有三柱雙斷口式,中間的支柱會(huì)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)兩端的閘刀水平轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)形成兩個(gè)串聯(lián)的斷口。它的絕緣裕度大,能輕松滿足不同電壓等級(jí)的要求,結(jié)構(gòu)也更穩(wěn)固,不過占用的空間相對(duì)會(huì)大一點(diǎn)。



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