隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器,主要特点是没有专门的灭弧装置,不能用来切断和接通电路中的负荷电流。其主要功用为:
(1)分闸后,建立可靠的绝缘间隙,将需要检修的线路或电气设备明显与电源隔开,以保证检修人员及设备的安全。
(2)可用来分、合线路中的小电流,如套管、母线、连接头和短电缆的充电电流,断路器均压电容的电容电流,双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。
(3)根据不同结构类型的具体情况,可用来分、合一定容量的空载变压器的励磁电流。
二、对隔离开关的要求及其结构特点
(1)应具有明显可见的断口:使运行人员能清楚地观察隔离开关的分、合状态。
(2)绝缘稳定可靠:特别是断口绝缘,一般要求比断路器高出约10%~15%,即使在恶劣的气候条件下,也不能发生漏电或闪络现象,确保检修运行人员的人身安全。
(3)导电部分要接触可靠:除能承受长期工作电流和短时动、热稳定电流外,户外产品应考虑在各种严重的工作条件下(包括母线拉力、风力、地震、冰冻、污秽等不利情况),触头仍能正常分合和可靠接触。
(4)尽量缩小外形尺寸:特别是在超高压隔离开关中,缩小导电闸刀运动时所需要的空间尺寸,有利于减少变电所的占地面积。
(5)隔离开关与断路器配合使用时,要有机械的或电气的连锁,以保证动作的次序:即在断路器开断电流之后,隔离开关才分闸;在隔离开关合闸之后,断路器再合闸。
(6)在隔离开关上装有接地刀闸时,主刀闸与接地刀闸之间应具有机械的或电气的连锁,以保证动作的次序:即在主刀闸没有分开时,保证接地刀闸不能合闸;在接地刀闸没有分闸时,保证主刀闸不能合闸。
(7)隔离开关要有好的机械强度,结构简单、可靠,操动时,运动平稳,无冲击。
三、隔离开关的结构和类型
隔离开关(简称刀闸)从基本功能看主要分为底座、支持绝缘子、导电系统和操作系统四个基本部分。
隔离开关可以分为以下类型:
(1)按绝缘支柱的数目,可分为单柱式、双柱式及三柱式隔离开关。
(2)按运动方式,可分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式隔离开关。
(3)按装设地点,可分为户内式和户外式两种。
(4)按级数可分为单极和三极两种。
(5)按配用的操动机构,可分为手动、电动、气动、液压操作等类型。
四、户内式隔离开关
户内式隔离开关通常制成普通闸刀式,静触头用一只支柱绝缘子支持,闸刀和动触头用另一只支柱绝缘子支持。上图为户内式隔离开关的一种结构。操动机构通过连杆机构接在转轴6上,使转轴6转动,产生分、合闸动作。
在电流较大的户内式隔离开关中,为了增强对短路电流的稳定性,有时采用磁锁装置。磁锁装置的作用原理如下图所示:
当短路电流沿着并行刀闸l流经静触头3时,由于铁片2的磁力作用使刀片互相吸引,因此增加了刀片对静触头的接触压力,增加了触头系统对短路电流的稳定作用。
五、户外式隔离开关
在35KV及其以上电压级系统中,一般隔离开关采用户外式结构。户外式隔离开关与户内式的比较,具有下列特点:
(1)支柱绝缘子要采用具有大裙边的户外式绝缘子。
(2)要求能开断小电流,有的结构上装置有灭弧角。
(3)为了保证在结冰的情况下,隔离开关能可靠地分、合,在有的结构上还采用有破冰机构。
(4)在电压较高时,为了保证检修线路时的安全,有时还装有接地刀闸。此时,在隔离开关的主刀闸打开后,随即将接地刀闸接地。
户外隔离开关按其绝缘支柱结构的不同可分为单柱剪刀式、单柱伸缩式、双柱伸缩式、双柱合抱式、三柱式,此外还有V形隔离开关。
六、隔离开关的操动机构
隔离开关的操动机构用来将动力传递给隔离开关,使其产生分合闸动作。隔离开关的操动机构有以下几种:
a) 手动杠杆式操动机构
b) 手动蜗轮式操动机构(CS9型)
c) 压缩空气操动机构(CQ2型)
d) 液压操动机构(CYG-1型)
e) 电动机操动机构(CJ2型)
与断路器的操动机构比较,隔离开关操动机构的分、合闸速度不高,动作时间长,主要是要求平衡、少冲击。接地闸刀一般配用手动机构,220KV及以上隔离开关同时采用电动和手动操动机构。