2020隔离开关分类详细介绍

隔离开关分类详细介绍 1. 隔离开关 隔 离 开 关 主 要 用 来 隔 离 电 路 。 在 分 段 状 态 下 有 明 显 可 见 的 断 口 ， 在 关 合 状 态 下 ， 导 电 系 统 中 可 以 通 过 正 常 的 工 作 电 流 和 故 障 下 的 短 路 电 流 。 隔 离 开 关 没 有 灭 弧 装 置 ， 除 了 能 开 断 很 小 的 电 流 外 ， 不 能 用 来 开 断 负 荷 电 流 ， 更 不 能 开 断 短 路 电 流 ， 但 隔 离 开 关 必 须 具 备 一 定 的 动 、 热 稳 定 性 。 隔离开关的主要作用如下： (1) 在设备检修时 , 用隔离开关来隔离有电和无电部分 , 造成明显的断 开点 , 倒修的设备与电力系统隔离 , 以保证工作人员和设备的安全。 (2) 隔离开关和断路器相配合 , 进行倒闸操作 , 以改变运行方式。 (3) 用来开断小电流电路和旁 ( 环 ) 路电流。 (4) 用隔离开关进行 500KV 小电流电路合旁 ( 环 ) 路电流的操作。但须 经计算符合隔离开关技术条件和有关调度规程后方可进行。 1.1 结构形式 1.1.1 隔离开关的分类 M0级隔离开关：具有 1000 次操作循环的机械寿命，适合输、配电系统中使 用且满足一般要求的隔离开关。 M1级隔离开关：具有 3000-5000 次操作循环的延长机械寿命的隔离开关， 主要用于隔离开关和同等级的断路器关联操作的场合。 M2级隔离开关：具有 10000 次操作循环的机械寿命，主要用于隔离开关和 同等级的断路器关联操作的场合。 隔离开关分类见表 1.1 表 1.1 隔离开关分类 图 1.1 户内隔离开关结构（ GN2-10） 户外型隔离开关是以 35kV 及以上电压等级，三相可实现单极独立安装，单 相或三相同步操作形式。按其绝缘支柱的不同可分为单柱式、双柱式和三柱式。 如图 1.2 所示。 图 1.2 户外隔离开关结构 1.1.2 隔离开关的结构 隔离开关都是有开端元件、 支持绝缘件、 传动元件、 基座及操作机构五个基 本部分组成，其方框图如图 1.3 所示，示意图如图 1.4 。 开断元件 支 传 撑 动 绝 元 缘 件 件 操动 机构 基座 图 1.3 隔离开关的组成方框图 图 1.4 户外隔离开关基本组成部分示意图 各基本组成部分的主要零部件及功能见表 1.2 表 1.2 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 主触头系统、主导电回路、接地系 开断元件 统触头 开断及关合电力线路、安全隔离电源 保证开断元件有可靠的对地绝缘、承 支撑绝缘件 绝缘子等构成的支柱式绝缘件 传动元件 各种连杆、齿轮、拐臂等元件 受开断元件的操作力及各种外力 将操作命令及操动力传递给开断元件 的触头导杆及其他元件 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、气动及手动机构的本件及其 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 参考文献：高压隔离开关设计与改造第三章第一节 p.69~p.86(中国电力出版社， 苑舜、崔文军， 2007 年 ) 参考文献：高压电器原理与应用第十三章第三节 p.339~p.340(清华大学出版社， 张节蓉、钱家骊、王伯翰、吉嘉琴、徐国政， 1989 年 ) 参考文献：变电运行现场技术问答（第二版）第二章第五节 p.271~p.272(中国电 力出版社，苑舜、崔文军， 2007 年 ) 1.2 主要参数 1.2.1 隔离开关型号表示方法及含义 隔离开关型号的表示方法如图 1.5 所示 额定电流 (A) W- 防污型 ID- 带1 组接地开关（单接地） IID- 带 2组接地开关（双接地） K- 快速分闸 G-改进型 T-统 一 设 计 额定电压等（ kV ） 设计序号 N- 户 内 型 ； W- 户 外 性 ； D- 独立安装 G-隔离开关； J-接地开关 图 1.5 隔离开关型号的表示方法 1.2.2 隔离开关主要性能参数 1. 额定电压（ kV） 是指隔离开关最高工作电压，是线电压，也表示其承受绝缘支撑强度。 2. 额定电流（ A） 是指隔离开关在 40℃时最大工作承载电流。 3. 额定短路时耐受电流（热稳定） kA/S 是指隔离开关触头在流过短路电流，而所在 3～ 4 秒内所抗拒短路这一电流 造成的热熔焊而不损坏的能力。 4. 额定峰值耐受电流（动稳定） kA 是指隔离开关在承受短路时，短路电流所造成的斥动力而不发生损坏的能 力。 5. 回路接触电阻（ μ Ω ） 是指隔离开关导电回路中各电接触形式下的导电性能， 是检验及设计、 制造 工艺装配的技术能力。 参考文献：高压隔离开关设计与改造第三章第一节 p.72~p.73(中国电力出版社， 苑舜、崔文军， 2007 年 ) 1.3 基本运维要求及措施 1.3.1 对隔离开关的基本要求 按照隔离开关在电网中担负的任务及使用条件 , 其基本要求有 : (1) 隔离开关分开后应有明显的断开点 , 易于鉴别设备是否与电网隔离。 (2) 隔离开关断点间应有足够的绝缘距离 , 以保证在过电压情况下 , 不 致引起击穿而危及工作人员的安全。 (3) 在短路情况下 , 隔离开关应具有足够的热稳定性和动稳定性 , 尤其 是不能因电动力的作用而自动分开 , 否则将引起严重事故。 (4) 具有开断一定的电容电流、电感电流和环流的能力。 (5) 分、 合闹时的同期性要好 , 有最佳的分、 合闸的速度 , 以尽可能降低 操作过电压、燃弧次数和元线电干扰。 (6) 隔离开关的结构应简单 , 动作要可靠 , 有一定的机械强度 ; 金属制 件应能耐受氧化而不腐蚀 ; 在冰冻的环境里能可靠地分、合闸。 (7) 带有接地开关的隔离开关 , 必须装设连锁机构 , 以保证停电时先断 开隔离开关 , 后闭合接地开关 , 操作顺序。 送电时先断开接地开关 , 后闭合隔离开关的 (8) 通过辅助触点 , 隔离开关与断路器之间应有电气闭锁 , 以防带负荷 误拉、合隔离开关。 (9) 对 于 用 在 气 候 寒 冷 地 区 的 户 外 型 隔 离 开 关 应 具 有 设 计 要 求 的 破 冰 能 力 ， 在冰冻的环境里应能可靠地分合闸。 (10) 对于一般户外非 GIS 或 HGIS用隔离开关，其外绝缘爬电距离应满足安 装地点的污秽等级要求，同时应根据设计要求留有一定裕度。 1.3.2 隔离开关具备的连锁、闭锁 因为隔离开关没有灭弧装置 , 只能接通和断开空载电路。只能在断路器断 开的情况下 , 才能拉、 合隔离开关 , 否则将发生带负荷拉、 合隔离开关的错误。 所以高压断路器与隔离开关之间要加装闭锁装置。 隔离开关应具备三种连锁 : (1) 隔离开关与断路器之间闭锁。 (2) 隔离开关与接地开关之间的闭锁。 (3) 母线隔离开关与母线隔离开关之间的闭锁。 连锁的方式有三种 : (1) 机械连锁。 (2) 电气连锁。 (3) 电磁锁 ( 微机防误闭锁 ) 。 1.3.3 隔离开关操作注意事项 隔离开关操作时应注意： (1) 应先检查相应回路的断路器、 相应的接地开关确已拉开并分闸到位， 确 认送电范围接地线已拆除。 (2) 隔离开关电动操作电压应在额定电压的 85%-110%。 (3) 手动合隔离开关迅速、 果断、 但合闸终了时不可用力过猛。 合闸后应检 查动、静触头是否合闸到位，接触是否良好。 (4) 手 动 分 隔 离 开 关 ， 开 始 时 应 慢 而 谨 慎 ， 当 动 触 头 刚 离 开 触 头 时 应 迅 速 ， 拉开后检查动、静触头断开情况。 (5) 隔 离 开 关 在 操 作 过 程 中 ， 如 有 卡 滞 、 动 触 头 不 能 插 入 静 触 头 、 合 闸 不 到 位等现象时，应停止操作，待缺陷消除后在继续进行。 (6) 在 操 作 隔 离 开 关 过 程 中 ， 要 特 别 注 意 绝 缘 子 有 断 裂 等 异 常 时 应 迅 速 撤 离 现场，防止人员受伤。对 GW、 6 GW16等型号的隔离开关，合闸操作完毕后，应仔 细检查操动机构上、下拐臂是否均已超过死点位置。 (7) 远方操作隔离开关时 , 应有值班员在现场逐相检查其分、合位置、同 期情况、触头接触深度等项目 , 确保隔离开关动作正常 , 位置正确。 (8) 隔离开关一般应在主控室进行操作 , 当远控电气操作失灵时 , 可在 现场就地进行电动或手动操作 , 但必须征得站长和站技术负责人许可 现场监督才能进行。 , 并有 (9) 电动操作的隔离开关正常运行时 , 其操作电源应断开。 (10) 操 作 带 有 闭 锁 装 置 的 隔 离 开 关 时 ， 应 按 闭 锁 装 置 的 使 用 规 定 进 行 ， 不 得随便动用解锁钥匙或破坏闭锁装置。 (11) 禁 止 用 隔 离 开 关 进 行 下 列 操 作 ： 1）带负荷分、合操作； 2）配电线路的停送电操作； 3）雷电时，拉合消弧线圈； 4） 系统有接地（中性点不接地系统）或电压互感器内部故障时，拉合电 压互感器； 5） 系统有接地时，拉合消弧线圈。 1.3.4 直接用隔离开关进行的操作 允许用隔离开关直接进行的操作如下： (1) 在电力网无接地故障时 , 拉合电压互感器。 (2) 在元雷电活动时拉合避雷器。 (3) 拉合 220KV 及以下母线和直接连接在母线上的设备的电容电流 , 经 试验允许的 500KV 空载母线和拉合 3/2 接线母线环流。 (4) 在电网元接地故障时 , 拉合变压器中性点接地开关。 (5) 与断路器并联的旁路隔离开关 , 当断路器合好时 , 可以拉合断路器 的旁路电流。 (6) 拉合励磁电流不超过 2A 的空载变压器、电抗器和电容器电流不超过 5A 的空载结路。 (7) 对于 3/2 断路器接线 , 某一串断路器出现分、合闸闭锁时 , 可用隔 离开关来解环 , 但要注意其他串着的所有断路器必须在合闸位置。 (8) 双母线单分段接线方式 , 当两个母联断路器和分段断路器中某断路器 出现分、 合闸闭锁时 , 可用隔离开关断开回路。 操作前必须确认三个断路器在 合位 , 并取下其操作制 熔断器。 1.3.5 隔离开关的巡视维护 （一）隔离开关的巡视内容 (1) 隔离开关的支持绝缘子应清洁完好 , 无放电声响或异常声响。 (2) 触头、 接点接触应良好 , 无螺丝断裂或松动现象 , 元严重发热和变形 现象。 (3) 引线应元松动、 无严重摆动和烧伤断股现象 , 均压环应牢固且不偏斜。 (4) 隔离开关本体、连杆和转轴等机械部分应元变形 , 各部件连接良好 , 位置正确。 (5) 隔离开关带电部分应无杂物。 (6) 操作机构箱、端子箱和辅助接点盒应关闭且密封良好 , 能防雨防潮。 (7) 操作机构箱、 端子箱内部应无异常 , 熔断器、 热藕继电器、 二次接线、 端子连线、加热器等应完好。 (8) 隔离开关的防误闭锁装置应良好 , 电磁锁、 机械锁元损坏现象。 (9) 定期用红外线测温仪检测隔离开关触头、接点的温度。 (10) 操动机构包括操动连杆及部件 , 有无开焊、 变形、 锈蚀、 松动、 脱落 , 连接轴销子紧固螺母等是否完好。 (11) 带有接地开关的隔离开关在接地时 , 三相接地开关是否接触良好。 (12) 隔离开关合闸后 , 两触头是否完全进入刀嘴内 , 触头之间接触是否 良好 , 在额定电流下 , 温度是否超过 70 ℃。 (13) 隔离开关通过短路电流后 , 应检查隔离开关的绝缘子有无破损和放 电痕迹 , 以及动、静触头的接头有元熔化现象。 （二）隔离开关的运行维护 (1) 定期清除隔离开关的鸟窝。 (2) 定期对机构箱、端子箱进行清扫。 (3) 定期对动力电源开关进行检查 ( 用万用表 ) 。 (4) 定期对隔离开关机构箱、端子箱内的加热器进行检查并按照要求投退。 (5) 对 500KV 隔离开关支柱停电水冲洗。 在设备异常运行或过负荷运行时， 天气异常、 雷雨后， 下雪时应重点检查接 头、接点处的积雪情况，倒闸操作时应对隔离开关进行特殊巡视。 在正常运行时应重点监视隔离开关的电流不许超过额定电流 ; 温度不超过 70 ℃。隔离开关的接头及触头在运行中不应有过热现象，一般用变色漆或试温 片进行监视（黄、绿、红三种 ，融化时分别代表 60°C、 70°C、 80°C）或用红 外测温仪定期巡测。 参考文献：变电运行现场技术问答（第二版）第二章第五节 p.269~p.278(中国电 力出版社，张全元主编， 2010 年 ) 1.4 常见缺陷及分类 1.4.1 隔离开关常见的故障 在隔离开关的运行和操作中 , 易发生接点和触头过热、电动操作失灵、三相不 同期、合闸不到位等异常情况。 表 1.2 隔离开关的故障和处理 1.4.2 运行中的隔离开关可能会出现的异常现象 (1) 接触部分过热 , 由于拧紧部件松动 , 刀口合得不严 , 而造成过热或刀口 熔焊。 (2) 瓷绝缘子外伤 , 硬伤 , 支柱底座破裂。 (3) 针式瓷绝缘子胶合部因质量不良和自然老化而造成瓷绝缘子掉盖。 (4) 在污秽严重时或过电压情况下 , 产生闪络、放电、击穿接地而引起烧伤痕 迹 , 严重时产生短路 , 瓷绝缘子爆炸 , 开关跳闸等。 (5) 三相合闸不同期。 (6) 操 作 卡 阻 , 拉合失灵。 (7) 隔离开关自分。 (8) 辅助接点转换不到位。 (9) 操作过程中隔离开关停止在中间位置。 (10) 电 动 机 烧 坏 , 接触器烧坏。 (11) 严重合不到位。 (12) 远方不能操作。 1.4.3 误拉合隔离开关情况 (1) 带负荷合隔离开关时 , 即使发现合错 , 也不准将隔离开关再拉开。 因为带 负荷拉隔离开关 , 将造成三相弧光短路事故。 (2) 带负荷错拉隔离开关时 , 在 刀 片 刚 离 开 固 定 触 头 时 , 便 发 生 电 弧 , 这 时 应 立 即 合 上 , 可 以 消 除 电 弧 , 避 免 事 故 。 但 如 隔 离 开 关 已 全 部 拉 开 , 则不许 将误拉隔离开关再合上。 参考文献：变电运行现场技术问答（第二版）第二章第五节 p.269~p.278(中国电 力出版社，张全元主编， 2010 年 ) 参考文献： 电气设备运行维护及故障处理第二章第七节 p.118(中国水利水电出版 社，陈家斌主编， 2003 年 )