隔离开关概述

高压隔离开关概述第一部分隔离开关基本知识第二部分隔离开关分类及运行要点第三部分隔离开关型号表示方法及含义第四部分隔离开关结构的基本组成第五部分户外隔离开关结构形式第一部分隔离开关基本知识一、隔离开关设备术语1．隔离开关在分位置时，触头间符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及规定时间内异常条件(例如短路)下的电流开关设备。2．接地开关释放被检修设备和回路的静电荷以及为保证停电检修时检修人员人身安全的一种机械接地装置。它可以在异常情况下(例如短路)耐受一定时间的电流，但在正常情况下不通过负载电流，它通常是隔离开关的一部分。3．快分隔离开关分闸时间等于或小于0.5s的隔离开关称为快分隔离开关。4．断口距离隔离开关的主隔离开关在正常分闸位置时，同相两极触头之间的最短距离，对多断口隔离开关而言，最短距离是指全部断口最短绝缘距离之和。5．合闸不同期性合闸不同期性是指两相或多相隔离开关的主隔离开关不同时接触时的差异，通常以距离表示。6．接线端机械负荷在考虑母线的自重、张力、风力、覆冰和雪施加于隔离开关接线端的情况下的最大拉力。二、隔离开关作用（1）将电气设备与运行中电网隔离，以保证被隔离的电气设备能安全地进行检修维护。（2）改变运行方式。在双母线运行的电路中，利用隔离开关可将电气设备或线路从一组母线切换到另一组母线上运行。（3）接通和断开小电流电路。三、隔离开关的基本要求（1）隔离开关应具有明显断开点，便于确定被检修的设备或线路是否与电网断开。（2）隔离开关断开点之间应有可靠的绝缘，以保证在恶劣的气候条件下也能可靠工作，并在过电压及相间闪络的情况下，不致从断开点击穿而危及人身安全。（3）隔离开关应具有足够的热稳定性和动稳定性，尤其不能因电动力的作用而自动断开，否则将引起严重事故。（4）隔离开关的结构要简单，动作要可靠。（5）带有接地隔离开关的隔离开关必须有连锁机构，以保证先断开隔离开关后，再合上接地隔离开关，先断开接地隔离开关后，再合上隔离开关的操作顺序。（6）隔离开关要装有和断路器之间的连锁机构，以保证正确的操作顺序，杜绝隔离开关带负荷操作的事故发生。第二部分隔离开关分类及运行要点一、隔离开关分类表2-1隔离开关分类序号分类方式类别1按安装场所户内，户外2按有无接地开关不接地，单接地，双接地3按用途一般输配电用，快速分闸用，变压器中性点接地用，大电流母线用4按结构形式（具体见表2-2）按照支柱绝缘子数量划分单柱式隔离开关、双柱式隔离开关、三柱式隔离开关按照支柱绝缘子的数量和导电活动臂开启方式划分单柱垂直伸缩式、双柱水平旋转式、双柱水平伸缩式、三柱水平旋转式四种型式5按机构手动式、电动式、气动式和液压式6按使用环境普通型和防污型表2-2隔离开关结构形式及特点序号结构形式特点代表产品相间距离分闸后情况其他1水平断口双柱式平开式（中间开断）大不占上部空间支持绝缘子兼受较大扭矩GW4型GW5型2三柱（双断口）平开式（水平回转）较小不占上部空间纵向长度大，绝缘子分别受弯或扭矩GW7型3立开式（垂直伸缩）小占上部空间纵向长度大，隔离开关传动复杂瑞士产品4直臂式小上部占空间大适合较低电压GW8，GN9，GN13型5伸缩插入式绝缘子转动（或拉动）小适用于较高电压或户内GW12型GW11型GW17型GN21型6垂直断口直臂式小一侧占空间大隔离开关运动轨迹大GW3型7单柱式偏折式小一侧占空间大适用于架空硬、软母线GW10型GW16型8对折式小二侧占空间触头钳夹范围大GW6型瑞士TFP二、运行特点隔离开关处于分闸位置时的空气间隙长度，既要考虑在各种过电压下隔离开关不致发生闪络，还需要考虑检修时人体活动安全范围的要求。通常人体活动范围为0.75m，故隔离开关打开后空气间隙长度要求不小于最小安全净距加0.75m。例如，220kV的隔离开关最小安全净距为1.8m（相对地），220kV隔离开关分闸位置的空气间隙长度通常不小于2.55m。隔离开关在电力系统中的具体作用与电气主接线有关。例如，双母线接线的母线隔离开关在正常运行时起切换母线的作用，用以将某个回路接入运行方式所规定的工作母线。在检修断路器时，打开母线及出线隔离开关，在被检修的断路器两侧形成明显的空气间隙断开点，起隔离的作用。因此双母线接线中的隔离开关，既有隔离作用，又有操作功能。而在单母线接线或3/2接线中的隔离开关，则只在检修断路器时起隔离作用。此外，双母线接线中的母线隔离开关在进行切换母线倒闸操作的过程中，同一回路的两组母线隔离开关与母线联络回路会形成环路，为此，母线隔离开关分闸时要具备切除环路电流的能力。第三部分隔离开关型号表示方法及含义一、型号表示方法隔离开关和接地开关型号的表示方法如下所示：二、型号含义（1）产品名称：“隔离开关”用第一个汉字汉语拼音的第一个字母，即“G”表示。“接地开关”用第一个汉字汉语拼音的第一个字母，即“J”表示。（2）使用场所：对于户内场所，用“N”表示；对于户外场所，用“W”表示。（3）设计序号：由行业管理部门根据鉴定及申领型号的先后顺序确定，用阿拉伯数字“1、2、3”等表示。（4）改进顺序号：产品有重大改动时，由行业管理部门确认后，用拉丁字母“A、B、C”表示。（5）额定电压：按照GB153-1993中确定的设备最高电压的千伏（kV）数表示。（6）一般派生产品标志：一般派生产品标志的规定符号见JG/T8754-1998。（7）特殊条件使用的派生产品标志：特殊条件使用的派生产品标志的规定符号见JB/T8754-1998。（8）操动机构类别：S——手力操动机构；T——弹簧操动机构；J——电动机操动机构。（9）额定电流：以额定电流的安培（A）数表示。（10）额定短时耐受电流：以额定短时耐受电流的千安（kA）数表示。（11）企业自定符号：根据需要，由企业自定，如无，则不标注。第四部分隔离开关结构的基本组成隔离开关的品种虽然较多，但都是由开断元件、支撑绝缘件、传动元件、基座及操动机构五个基本部分组成，其方框图如图4-1所示，示意图如图4-2所示。开断元件是这些基本组成部分中的核心元件，开关的导电及安全隔离等方面的任务，都需由它来完成。其他组成部分，都是配合开断元件为完成上述任务而设置的。图4-1隔离开关组成方框图图4-2隔离开关组成示意图基本组成部分的主要零部件及功能见表4-3。表4-3隔离开关基本组成部分的主要零部件及其功能名称主要零部件功能开断元件主触头系统、主导电回路开断及关合电力线路、安全隔离电源支撑绝缘件绝缘子等构成的支柱式绝缘件保证开断元件有可靠的对地绝缘、承受开断元件的操作力及各种外力传动元件各连杆、齿轮、拐臂等元件将操作命令及操动力传递给开断元件的触头导杆及其他部件基座开关本体的底架底座等整台产品的基础操动机构电动、弹簧及手动机构的本体及其配件等为开断元件分合闸操作提供能量、并实现各规定的操作第五部分户外隔离开关结构形式户外隔离开关的结构形式很多，以支持绝缘子的数量来划分，分为单柱式、双柱式、三柱式。一、单柱式隔离开关单柱式隔离开关的支持绝缘子只有一个，其瓷柱结构因厂家不同各有不同。支持绝缘子起绝缘作用，动触头便能与悬挂在母线上的静触头接触或分开，完成分合闸动作。隔离开关的动作方式可分为双臂折架式、单臂折架式（半折架式）、伸缩式。双臂折架式在单柱式的发展初期较为广泛采用。近年仍大量生产成系列产品，见图5-3双臂折架式。如西门子3DS1型、3DS2型，瑞士BBC公司的TFP型、日本富士的PDs型，中国的GW6型。半折架式（单臂折架式）与双折架式的区别为，只用双折架式的半边折架，减轻了导电系统的质量，减小了分闸冲击力，在这基础上形成新的伸缩式隔离开关，见图5-4单臂折架式。如法国MG公司SSP系列、国内GW10系列和GW16系列。单柱半折架或垂直伸缩式隔离开关，因折架臂或伸缩式导管采用高机械强度的铝合金管制成，机械强度高、质量小。单柱式结构特点：（1）单柱式不需笨重而庞大的底座，因而满足电力建设中占地面积小的要求，能有效地利用变电站的安装面积，对变电站设计易于做出满意的布置方案，有较好的经济效果。（2）用于架空母线，可在架空母线下面直接将垂直空间用作电气隔离断口。作为母线隔离开关，除节省占地面积外，还可减少引接导线，分合状态特别清晰。（3）节省有色金属。（4）分合闸时折架上部受力较大，另外在半折架中，由于重心偏移、分闸位置对支柱产生附加弯矩，因此必须提高绝缘支柱强度。图5-3双臂折架式图5-4单臂折架式二、双柱式隔离开关双柱式隔离开关由两个支持绝缘子组成，一个断口。按导电系统隔离开关的动作方式分为水平回转式（亦称中心断路式）、单刀垂直回转式（亦称垂直断路式）、双刀垂直回转式和水平伸缩式。1．水平回转式隔离开关水平回转式隔离开关由同时起支撑和转动作用的两根绝缘支柱组成。隔离开关分成两段，固定在支柱上，见图5-5和图5-6。分闸时，水平回转形成隔离间隙。此结构除承受母线拉力和电动力外，还承受隔离开关在终点位置制动时的重力。如，法国DA公司SPE形、MG公司DR形、瑞士ABB公司SDF型、德国3DP2型、日本高岳THBE型、中国GW4（5）型、都已成系列生产。2．垂直回转式隔离开关垂直回转式隔离开关的支撑导电部分的两支持绝缘子是静止的，隔离开关做成一整根，由一根支径较大的瓷柱来转动，见图5-7垂直回转式。分闸时，隔离开关沿垂直方向回转。瑞士S&SEV型、EV-1型也为单刀垂直回转式。图5-6GW5型图2-5GW4型图5-5GW4型图5-7垂直伸缩式图5-8水平伸缩式3．水平伸缩式隔离开关水平伸缩式隔离开关是在单柱垂直断口伸缩式基础上发展的，见图5-8水平伸缩式。如法MG公司的OH型系列，中国的GW11、GW12、GW17系列产品。当相间距离受到限制，而且不宜采用具有横向运动的水平回转式时，可采用垂直回转式或伸缩式。双柱式结构特点：（1）结构简单、动作可靠。垂直回转式、双柱伸缩式相间距离小，易于向高电压发展。（2）适宜用作变电站的出线隔离开关。（3）单刀垂直回转式及伸缩式在整个操作范围内，电流通路均受到严格导向，可达到极高的开关安全性。三、三柱式隔离开关三柱式隔离开关按隔离开关回转方向分为水平回转式和垂直回转式，其共同点是两端支柱都静止的，转动的中间支柱单独做传动用。1．水平回转式隔离开关水平回转式隔离开关由中间绝缘支柱带动隔离开关回转，隔离开关对称地装在中间支柱顶部，见图5-9水平回转式。分合闸时，隔离开关在水平方向回转，分闸后形成两个串联断口。如法国MG公司SA型和SR1型，日本日立公司PHL型、中国GW7型。2．垂直回转式隔离开关垂直回转式隔离开关与双柱双刀垂直回转相似，隔离开关分两段安装在中间绝缘柱上，沿垂直方向相向运动，三个绝缘支柱不动，见图5-10垂直回转式。隔离开关由中间一个直径较小的瓷柱传动操作，分闸后形成两个串联的水平断口，这种结构的两端支持绝缘子承受母线拉力，中间支柱只承受由操作运动而引起的重力。垂直回转式隔离开关结构特点如下：（1）适合作变电所出线隔离开关。（2）双断口。（3）纵向尺寸较大。（4）可以展敞开式组合电器图5-10水平回转式图5-10垂直回转式