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在高壓電的輸送和分配系統(tǒng)中，高壓隔離開關(guān)是種關(guān)鍵又基礎(chǔ)的電氣設(shè)備。它跟別的設(shè)備不一樣，核心作用不是切斷或接通有負(fù)荷的電流。當(dāng)電氣設(shè)備需要停電檢修，或者要轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)時(shí)，它能讓設(shè)備的所有電極之間，形成符合規(guī)定的、一眼就能看清的絕緣距離和空氣空隙。這一步很重要，能直接保障檢修人員的人身安全和設(shè)備本身的安全。說白了，它最主要的任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)“電氣隔離”。
一、基本結(jié)構(gòu)
一臺(tái)常見的高壓隔離開關(guān)，核心零件大致可以分成這么幾類。
導(dǎo)電部分是基礎(chǔ)，里面有靜觸頭、動(dòng)觸頭這兩種零件，還有導(dǎo)電桿，也有人叫它閘刀。為了讓觸頭接觸得更牢靠，設(shè)計(jì)人員常把它們做成手指形狀或者薄片形狀。
絕緣部分同樣關(guān)鍵。它一方面包括支撐導(dǎo)電部分的支柱絕緣子，復(fù)合絕緣子也在這個(gè)范疇里；另一方面還有操作絕緣子，像旋轉(zhuǎn)瓷柱這類，能把操作機(jī)構(gòu)和帶電的部分隔離開，避免觸電風(fēng)險(xiǎn)。
底座和構(gòu)架負(fù)責(zé)機(jī)械支撐，它們就像設(shè)備的“腳”，給整個(gè)隔離開關(guān)搭起穩(wěn)固的底子。
操動(dòng)機(jī)構(gòu)是執(zhí)行動(dòng)作的部分。我們可以用手轉(zhuǎn)手柄、啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，或者靠氣壓來控制它。它能提供操作時(shí)需要的力量，帶著動(dòng)觸頭完成分閘和合閘這兩個(gè)動(dòng)作。
二、工作原理
隔離開關(guān)的工作原理，核心就是靠機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，來造出一個(gè)可靠的絕緣空氣間隙，或者把已經(jīng)存在的這個(gè)間隙消除掉。
1. 合閘過程
當(dāng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)收到合閘的指令，比如我們手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)操作手柄，或者電機(jī)啟動(dòng)起來，它會(huì)通過機(jī)械連桿或者旋轉(zhuǎn)主軸，把力量傳遞給動(dòng)觸頭。動(dòng)觸頭也就是閘刀，會(huì)繞著自己的支點(diǎn)轉(zhuǎn)起來，或者直接平移，穩(wěn)穩(wěn)地插進(jìn)靜觸頭里，要么就和靜觸頭緊緊貼在一起。等它到了完全合閘的位置，觸頭之間會(huì)通過彈簧之類的結(jié)構(gòu)保持足夠的接觸壓力，這樣就能形成一個(gè)電阻很低的電流通道，電路也就跟著通了電。這時(shí)候設(shè)備進(jìn)入正常工作狀態(tài)，電流會(huì)順著這個(gè)通道流動(dòng)。
2. 分閘過程
需要把電路隔離開的時(shí)候，操動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)反過來動(dòng)作，帶著動(dòng)觸頭和靜觸頭分開。動(dòng)觸頭從靜觸頭里拔出來，或者徹底分離之后，兩個(gè)電極之間會(huì)拉開一段特定的距離。這個(gè)距離不是隨便定的，設(shè)計(jì)人員會(huì)結(jié)合系統(tǒng)最高工作電壓、絕緣水平，還有安全裕度來仔細(xì)計(jì)算。分閘完成后，電路的斷開處會(huì)留下一個(gè)看得見、長(zhǎng)度也足夠的空氣間隙?？諝獗旧砭褪呛芎玫慕^緣材料，這個(gè)間隙的絕緣能力，足以承受系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各種過電壓，不管是工頻過電壓還是雷電過電壓都能應(yīng)對(duì)。這樣就能保證被隔離的設(shè)備那一側(cè)沒有危險(xiǎn)電壓，真正實(shí)現(xiàn)可靠的電氣隔離。
三、核心功能與關(guān)鍵特性
安全隔離是隔離開關(guān)最根本的功能。它斷開處的絕緣性能必須絕對(duì)靠譜，要能承受比系統(tǒng)額定電壓高不少的試驗(yàn)電壓才行。分閘后形成的、能直接看到的空氣間隙，也能給檢修人員一個(gè)直觀的安全信號(hào)。
隔離開關(guān)和斷路器有個(gè)最本質(zhì)的區(qū)別——它沒有專門設(shè)計(jì)的滅弧裝置。這就意味著，它不能用來斷開或者接通有負(fù)荷的電流，更沒法斷開短路時(shí)產(chǎn)生的大電流。要是違規(guī)用它做這些操作，觸頭之間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，而且這個(gè)電弧沒法熄滅，最終可能把設(shè)備燒壞，甚至引發(fā)爆炸。所以操作的時(shí)候，大家必須嚴(yán)格遵守“倒閘操作”的規(guī)矩：分閘時(shí)，得先讓斷路器斷開電流，之后再拉開隔離開關(guān)；合閘時(shí)，要先把隔離開關(guān)合上，再讓斷路器接通電路。
在雙母線這類接線方式的電力系統(tǒng)里，隔離開關(guān)還能幫著改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式。我們只要操作一組隔離開關(guān)，就能把線路或者電器設(shè)備，從一組母線切換到另一組母線上繼續(xù)運(yùn)行。
在一些嚴(yán)格限定的條件下，隔離開關(guān)也能用來接通或斷開小電流。比如母線的電容電流、電壓互感器的勵(lì)磁電流，這些都是很小的感性或容性電流，還有避雷器、空載的短引線等，都可以用它來操作。不過具體能不能這么做，一定要參照設(shè)備的技術(shù)說明書。
總結(jié)
高壓隔離開關(guān)的工作原理，說到底就是通過機(jī)械操作，可控地造出一個(gè)符合高壓絕緣要求的、能看得見的空氣斷口，或者把這個(gè)斷口拆掉。它是電力系統(tǒng)里少不了的“安全衛(wèi)士”，結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，性能卻很可靠。它的核心使命就是提供一個(gè)清晰、安全的電氣隔離點(diǎn)，為系統(tǒng)的停送電、設(shè)備的檢修，還有運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，創(chuàng)造安全的條件。正確理解它“只負(fù)責(zé)隔離，不負(fù)責(zé)開斷電流”的核心原理，是安全操作和維護(hù)這個(gè)設(shè)備的基礎(chǔ)。
