高压隔离开关

学习目标：

通过本单元的学习，掌握各种隔离开关工作原理、构造，并能处理常见的故障和异常现象。

学习内容：

1、隔离开关的种类、构造、原理、型号及参数。

2、隔离开关的更新、运行与维护，检修与调试，及故障处理 隔离开关用途：

1、隔离开关实现电气隔离（隔离电源）有明显可见的足够大的断开点，确保运行和检修的安全。

2、隔离开关没有灭弧室，所以不能用来直接接通、切断负荷电流和短路电流。（运行证明，可以用来开闭电压互感器、避雷器、母线和直接与母线相连设备的电容电流，开闭阻抗很低的并联电路的转移电流。也可开闭励磁电流不超过2A的变压器空载电流和电容电流不超过5A。）。有压无载

其主要用途是保证电路中的检修部分与带电体之间的隔离以及用隔离开关进行电路的切换工作或关合空载电路。

隔离开关拉闸前，必须在断路器切断电路之后才能进行再拉隔离开关，合闸前，先合隔离开关再用断路器接通电路。

功能作用及类型

（一）主要功能

1、 在分闸时：高压隔离开关是明显显示出电路的断开，并保证触头间的开距符合电气距离。

2、 在合闸时 高压隔离开关能承载正常的工作额定电流及在规定时间内的短路故障电流。

（二）主要作用

1、 隔离电源： 在电气设备停电或检修时，用隔离开关将需停电设备与电流隔离，形成明显可见的断开点，以保证工作人员和设备安全。

2 、倒闸操作（改变运行方式）：将运用中的电气设备进行三种形式状态（运行、备用、检修）下的改变，将电气设备由一种工作状态改变成另一种工作状态。

3、 拉合无电流或小电流电路的设备

高压隔离开关虽然没有特殊灭弧装置，但触头间的拉合速度及开距应具备小电流和拉长拉细电弧灭弧能力，对以下电路具备拉合。

（1）拉、合电压互感器与避雷器回路。

（2）拉、合空母线和直接与母线相连接设备的电容电流。

（3）拉、合励磁电流小于2A的空载变压器：一般电压为35kV，容量为1000KVA及以下变压器；电压为110kV容量为3200KVA及以下变压器。

（4）拉、合电容电流不超过5A的空载线路，一般电压为10kV，长度为5km及以下的架空线路；电压为35kV，长度为10km及以下的架空路线。

隔离开关的类型： 可根据装设地点（户内和户外）、电压等级（低压、高压）、极数（单极和三级）、和构造（绝缘支柱数目：单柱式、双柱式、三柱式；有无接地；操动机构：手动式、电动式、气动式、液压式）

高压隔离开关型号

隔离隔离开关配机构型号标示含义 隔离开关构造：

1、支持底座：支持和固定

2、导电部分：传导电流

3、绝缘子：带点部分与地绝缘

4、传动机构：接受力矩将运动传给触头，完成分合动作

5、操动机构：通过各种方式向隔离开关动作提供能源。 第一节 高压隔离开关性能参数及作用

一、 高压隔离开关性能参数

（一）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 μΩ

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。

在高压电器（包括隔离开关、断路器等）中，能够影响回路接触电阻或对导电性能有所制约的因素有以下几方面。

（1）材质因素 各种材质均有不同的导电电阻率。电阻率愈低愈有利于导电；反之，则不利于导电。常用于高压电器导电材料有：（电阻率＝10-6Ω /m）银（0.016） 铝（0.029） 铜（0.017） 锡（0.113） 镍（0.053）镍铜合金（0.06）镍银合金（0.037）等。

（2）电接触形式 这是高压电器导流回路各部位的接触形式。 可分为：点接触、线接触、面接触三种形式。三种形式下所产生的接触电阻是不同的，一般来说：点接触面即点最小（少），收缩电阻最大，则接触电阻大；面接触即点最大（多），收缩电阻最小，则接触电阻小；线接触面即点适中，故接触电阻在两者之间。

（3）接触电压力 各接触形成下的压力大小直接将改变点、线、面接触电阻效果，有试验表明：如表1。三种形式铜触头接触电阻RC与压力F的关系 接触形式

点接触

线接触

面接触 F=10N 230μΩ 330μΩ 1900μΩ F=1000N 23μΩ 15μΩ 1μΩ

这说明一定的压力将改变一定形式下电接触的接触电阻。也就是说，电接触形式的采用，应结合压强能否配置到位，否则单一的加大接触面或强调电接触某种形式是不够的。

（4）接触面（表面）的工艺情况 各电接触形式下的导流接触面我

们称之为工作面，这一工作面表面加工（工艺）精与粗，也有着相关制约接触电阻大小的因素，有试验表明如表2：不同加工精度下的接触电阻与压力关系。 加工方式

机加工（粗）

机加工（精）

研精加工

研精加工、加涂油 F=10N 430μΩ 340μΩ 1900μΩ 2800μΩ F=1000N 4μΩ 3μΩ 1μΩ 6μΩ

这说明单纯的过细、精加工对降低接触电阻并不有利，要结合压力压强的配置进行参考。

以上四个因素是对高压电器电接触形式下解决接触回路电阻技术的工艺行动指南，是检修技术得以提高和科学发展的理论指导。

二 、

第二节 高压隔离开关类型及结构

一、隔离开关类型 可分为户内和户外两大形式

（一）户内隔离开关：通常是35kV及以下的电压等级，三相一体装，采用上下（垂直）回转，以GN系列为主要代表。见图GN2其结构由基架、动静触头、绝缘支柱及拉杆绝缘子、转动拉杆及转轴杆组成。

1、基架：联结、装配开关的诸多元件，使之与高压柜体固定。

2、动静触头：是电器导流部分。动触头为调制刀闸式，合闸将静触头夹在两片刀闸中间，在大电流通过时，两片刀闸之间产生附加电动力，使之动静触头之间压力增大，从而提高隔离开关动稳定和热稳定性能，刀片间靠弹簧压缩实现压强。

3、绝缘支柱及拉杆绝缘子：每相动静触头分别装在其配置下的绝缘瓷瓶柱上，动触头上下垂直运动靠绝缘拉杆进行回转运动以完成分合闸，其绝缘柱及绝缘子起到对地绝缘支撑作用。

4、转动杆及转动轴：转动杆承接隔离开关传动机构拉杆，实现拉

合回转并带动转动轴，转动轴将三相动触头拉杆进行合分闸。

（二）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。其合分闸运动形式可分为：水平旋转、上下垂直伸缩加回转等。这类隔离开关主要有GW系列，见图 GW4 、GW6。

GW4隔离开关是水平旋转型。 它由基架、绝缘支柱（瓶）、导电部分（ 触头触指）、导电杆基座、软连接、线夹、主传动轴及传动杆、地刀传动轴及传动杆、地刀杆及静触头、机械联动闭锁装置等组成。

GW6 隔离开关是上下垂直伸缩加回转型。由基架（底架）、动杆触头、绝缘单支柱和回转拉合传动支柱、导电部分（伸缩导电动杆及触头、上部静触头）、主刀传动连杆及传动臂、地刀传动杆及传动臂、

接地刀及机械联锁装配等。

1、基架：将GW隔离开关三相单极的绝缘支撑、导流部分及传动杆件予以装配、连接、固定于相对整体，使之完成同步性操作。 2、绝缘部分：GW4的绝缘柱采用双柱支撑导电回路对开式回转，GW6采用单柱支撑导电回路，而导电回路部分的分合垂直伸缩运动靠转动回转绝缘支柱进行能量输出，通过回转绝缘支柱上部的连接传动臂及拉杆传动导电杆伸缩变形运动的传动齿条进行上下齿合运动以完成分合闸过程。

3、导流部分：GW4采用一对动杆及触头通过触头杆固定架（接线座），及过渡滑动触头或软联接的电接触形式，组成导电回路。 GW6采用上下伸缩动杆触头与上部的静触头及伸缩回转过渡软联接的电接触形式组成的导电回路。

4、主地刀传动部分：主刀分合是通过机构输出轴联动拉杆拐臂使传动杆带动支柱进行旋转，使隔离开关进行对开回转式上下垂直或回转运动。接地刀通过机构拐臂将输出轴与传动杆联动，使之地刀动杆上下回转式垂直运动。

5、主地刀机械联动闭锁：这是GW4 、 GW6隔离开关对主地刀在各自工作状态下通过相互关联机械装配实现的闭锁。即主刀在合闸状态，地刀机械闭锁不能拉合；反之， 地刀在合闸状态，主刀机械闭锁不能拉合。主刀及接地刀在各自工作状态下有独立自锁功能。一般联动闭锁是通机联动装配， 如一对扇形板或凹凸块来进行工作限制，自锁功能靠轴孔插销式及合分闸限位器进行强制闭锁。GW系列

隔离开关都具备单、双接地工作条件。

二、 第三节 高压隔离开关的检修

一、高压隔离开关检修内容

（一）解体性检修 这是大修形式。在大修中是对设备全方位，各部件的检查检修，对易损件进行更换或工艺修复，如导电部分的触头触指，弹簧进行标准检修，有烧蚀情况或较重的均应更换；对转动部分的轴承进行解体清洗、测量、调试，以保证其运动灵活；对限位，闭锁装置进行检查检测，失去功能作用的部件要更换；对机构内部变速装置进行清扫，检查；对各连接传动杆件，轴销孔的配置进行清理，打磨，注油；对基架强度，传承焊接的强度进行检查；对绝缘瓶（柱）进行表面清扫、检查及绝缘瓶上下金属烧结处防断裂检查等。以上重点性检修过程应按照各设备技术工艺导则或出厂规程技术要求执行，力求检修后的设备恢复原技术功能水平。

（二）一般性检修 这是常规小修或临修的形式。通常在设备检修中坚持动态管理，坚持应修必修，修必修好的原则，对设备存在的缺陷故障安排针对性检修。在这一检修过程中除了对故障部分进行恢复性检修外，还应在一定范围内做一般性的维护检修。如：绝缘支柱及基架强度检查，清扫；对导电回路中触头、触指、弹簧进行工艺性检测及检修；对传动杆件销、轴、孔进行清洁、注油；对机构传动，转动装配及机械联锁、限位、闭锁功能检查；对三相同期性、开距、

分合到位的配合、导电回路电阻测量及调整；对引线装配、固定及电气连接要求做检查测量等。

（三）抢修及维护

1 抢修 这是隔离开关发生重大故障迫使停运的一种检修。在这一检修过程中重点是对缺陷故障进行恢复性的检修，通过换备品配件或是进行标准技术的工艺处理，使设备基本具备运行条件并恢复运行。在这一检修中可以用替代性的材料，备件及符合安全运行的工艺手段进行抢修恢复，在下一检修周期内再做完善性恢复，如引线断裂的并接或续接，拉杆断裂焊接等。

2 维护 隔离开关除检修外，还应进行一般性的维护，以巩固其设备健康水平。这些维护内容包括：“逢停必扫”的检查；配合停电做设备传动动作检查（对转动轴、销适当进行注油增加润滑）；有安措条件下可进行触头部位的清洁，加注润滑油脂及装配工艺检查；对接地刀与主刀联锁功能检测。日常巡检应对导流电接触部位进行温度测量（如试温片剂融化情况，导流面外观颜色判断，定期红外线测温）等。

（四）常见故障及处理

１、刀口发热

原因分析：①机构部分故障造

成操作不到位，刀闸合不严。处理

方法：当负荷不大时操作杆使用较

方便之处可用操作杆（相当电压

等

级）将刀闸调整合严，修理机构。②负荷上升较快，超过设备允许值。处理方法：立即设法减少负荷，如通知用户限负荷或拉开部分分支线路，在采取措施前尚应加强监视；倒换母线，转移负荷，使刀闸退出运行；临时接短接线（接续线）；单母线接线时，应减少负荷并加强监视，如条件许可应尽可能停止使用。③触头部分烧伤、锈蚀、磨损使接触不良；运行中触头触指、弹簧锈蚀、过热、弹力减小、压紧弹簧或螺丝松弛、刀口合不严；触头触指表面氧化，接触电阻增大。处理方法：修理触头触指或更换。

2、 瓷瓶有外伤、硬伤、污垢、烧伤痕迹、爆炸痕迹。

原因分析：瓷瓶本身有外伤，硬伤等缺陷，加之污垢严重或雷电、操作产生过电压使瓷瓶发生闪络放电，严重时产生相间短路，使瓷瓶爆炸，断路器分闸。

处理方法：不严重的放电痕迹，表面龟裂，掉釉等，可暂不处理。瓷瓶外伤严重、对地击穿、瓷瓶爆炸等，应立即采取检修更换。

3、 隔离开关不能合闸

原因分析：轴销、键块脱落，铸铁断裂等机械故障。

处理方法：根据故障原因针对性检修处理。

4、 隔离开关不能分闸

原因分析：机构操作连接部分锈死，接触部分引过热熔焊等。 处理方法：根据故障原因针对性检修处理。

第四节 高压隔离开关调试的基本要求

隔离开关经检修或安装后须满足以下基本的技术条件，以确保其

设备的可靠使用。

1、三相刀闸相间距离要对称相等，且符合电气安全距离。 2、三相刀闸分合动作要协调一致，同步性误差即三相不同期要符合工艺技术标准（参照相关技术规程）。

3、三相开距应符合电气安全距离及该型号设备的技术要求（参照相关技术规程）。

4、主刀、地刀合位，分位限位调整。这一限位要满足其设备工作状态需要。

5、导电回路中各电接触工艺要满足技术参数，如：触头扣合深度、扣合平行度（同心度）、上下对称误差度、刀闸口处触头压强度均应符合各型号产品的技术标准。

6、主刀与接地刀相互闭锁联动要切实可靠。通过调整达到：①主刀在合位时有自锁功能（即不易开锁，误分）。②具备对接地装配传动部件有闭锁制约(通常用机械板，杆等进行限位)使其不能产生误合接地刀。③在接地刀在合位时也有自锁功能。④具备对主刀传动部件有闭锁制约，使其不能误合主刀，且它们都有各自工作状态（分合闸位置）自锁，以防外力误动。

7、操纵机构要具有传动主、地刀并具备自锁功能的功效，并有位置状态的指示。机构部分应满足合、分过程方向的一致性和到位的限位，辅联接点要在主刀闭合或分开过程动作完成80-85℅时应进行切换动作并瞬时到位，以使位置信号或电气传动电源变换接通。电机输出轴和主刀传动轴联接时应遵循主刀在合、分1/2处进行，以免方向

不一致使机械传动杆臂及电机损坏。联接后不少于3-5次的连续操作，试验无误后方可使用。

8、隔离开关各单极及整体的接地片应可靠牢固，无锈蚀及氧化断裂。

9、接地刀动杆（触头）在分闸状态时应调整与导电部位的安全电气距离，并保证其弹性运动量不易增大，以确保工作状态下安全。其标准应参照不同型号产品的技术规程。

10、隔离开关调试完后应做三相各回路接触电阻以保证其导电性能（一般是微欧姆级）。可参照各产品出厂技术要求执行。

11、 隔离刀闸引线装配应满足设备线夹与刀闸接线座有相对转动或变化的正确性，以使其主刀合分过程中引线相对静止不动，以满足相间电气安全距离。引线松弛度要适当，要满足热胀冷缩量需求和对地及相间的电气距离要求，其在工艺质量上作到不松股、不断线。螺栓工艺应符合工艺要求，应留有余量和合理使用平垫弹簧垫等。 以上技术要求可作一般性提示要求，在实践运用中要根据其工艺导则及相关技术规程，尤其生产厂商提供的工艺要求去严格执行，以使高压隔离开关检修工作尽善尽美的完成。

复习题：

1、 高压隔离开关在电力系统中起什么作用？

2、 高压隔离开关有哪几部分组成，各有什么作用？

3、 高压隔离开关有哪些主要性能参数？

4、 高压隔离开关有那几项基本的调试？

5、 高压隔离开关刀口发热如何处理？

6、 隔离开关主刀、地刀间动作有何要求？是如何实现的？