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高压隔离开关的主要类型​

高压隔离开关是电力系统里不能少的基础元件。电路断开后,它能建立一个看得见、安全距离足够的空气绝缘间隙,这样就能保证人员与设备在检修维护时的绝对安全。它没有分合负荷电流以及短路电流的能力,我们操作它之前,必须先让相关电路被断路器切断。根据结构以及安装方式的不同,高压隔离开关主要有以下几类。

从安装地点来看​

户内式
户内式隔离开关一般装在开关柜或者配电室内,用在 6kV 到 35kV 的电压等级里。它用的是闸刀式结构,绝缘主要靠陶瓷绝缘子,结构紧凑,设计上通常是三相共架的样式。因为它在室内环境,所以机械结构以及绝缘子对风雨、冰雪这些外界气候条件的耐受要求不高。
户外式
户外式隔离开关用在 35kV 及以上的输电线路和变电站中,直接暴露在大气里。它必须能耐受风、雨、雪、冰、污秽、高低温变化这些恶劣气候条件。所以它的结构强度更高,绝缘子(通常是棒形支柱绝缘子)的爬电距离以及干弧距离更大,还具备防冰以及破冰的能力。

从结构形式与运动方式来看​

这是工程里最常用的分类方式,具体有以下几种:
单柱垂直断口式
这种隔离开关的静触头会单独挂在母线上,动触头则装在一根垂直的支柱绝缘子上端。我们操作的时候,动触头会在垂直平面里上下动,就像一把 “剪刀” 那样,夹住或者脱离上方的静触头。
就主要优点来说,它能节省占地面积,尤其在双母线接线的场景里,能明显优化变电站的平面布局。
就典型应用来说,它在 220kV 及以上的高压、超高压变电站里用得很多,主要作为母线侧的隔离开关。
双柱水平旋转式
这是最经典也最常见的户外隔离开关样式。它有两个平行的支柱绝缘子,一个支撑触头,另一个支撑闸刀。我们操作时,两个绝缘子会相对旋转(一般转 90 度),带着闸刀在水平面里转动,这样就能实现分闸以及合闸。
就主要优点来说,它结构简单、性能可靠,制造以及运行经验都很成熟,稳定性也高。
就典型应用来说,从 110kV 到 500kV 的电压等级里,它都有广泛应用。
双柱水平伸缩式
它和水平旋转式有点像,但闸刀是由可折叠的连杆组成的。分闸时,绝缘子旋转,闸刀先在水平方向转动,之后中间的关节折叠,让动触头与静触头分开;合闸的过程则相反。
就主要优点来说,分闸状态下它能提供更宽的绝缘距离,同样有节省空间的特点。
就典型应用来说,它常用在空间受限的变电站里。
三柱水平旋转式
它有三个支柱绝缘子,中间的绝缘子固定,两侧的绝缘子能水平旋转。闸刀分成两段,分别固定在两侧的绝缘子上。我们操作时,两侧的绝缘子会带着闸刀同时往相反方向转,形成两个串联的断口。
就主要优点来说,它的断口清晰可见,触头开距大,绝缘性能好。
它的缺点是占地面积相对较大。
就典型应用来说,它常用在老旧变电站改造,或者对断口距离有特殊要求的场合。
V 形隔离开关
它能看成是双柱式的一种变形。两个绝缘子按 V 形布置,闸刀也是 V 形的结构。我们操作时,会通过连杆机构让 V 形闸刀在垂直平面里绕着顶点转,这样就能实现分闸和合闸。
就主要优点来说,它结构紧凑,整体尺寸小,重量相对较轻,基座需要的扭矩也小。
就典型应用来说,在 110kV 以及 220kV 的电压等级里,它应用得很普遍。

从接地方式来看​

不接地隔离开关
这种隔离开关只具备基本的分断功能以及隔离功能。
单接地隔离开关
单接地隔离开关会在一侧(通常是线路侧或者变压器侧)附带一个接地闸刀。主闸刀断开后,我们能合上接地闸刀,让被隔离的线路或者设备可靠接地。
双接地隔离开关
双接地隔离开关的两侧都附带接地闸刀,我们能分别对母线侧以及设备侧进行接地,这样能提供更高的安全灵活性。

选择依据​

在实际工程里,我们选哪种类型的隔离开关,要考虑多个因素,这些因素包括电压等级、额定电流以及动热稳定电流、变电站的主接线方式(像单母线、双母线、3/2 接线这些)、安装空间以及布局限制、环境条件(像污秽等级、风速、地震烈度)、操作机构的要求(手动、电动、气动)。
总的来说,恩彼迈高压隔离开关的种类不少,每种都有自己的结构特点以及适用场景。我们正确选择并配置隔离开关,对保障电力系统安全、可靠并且灵活地运行很重要。

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