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高压隔离开关在电力牵引供电系统中的应用

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：闫冬丰

[导读] 摘要：传统的开关已经很难满足牵引供电系统实际运转的需求，这时候高压隔离开关的诞生使得这一空白得到填补。

        沈阳局集团公司调度所辽宁沈阳 110000
        摘要：传统的开关已经很难满足牵引供电系统实际运转的需求，这时候高压隔离开关的诞生使得这一空白得到填补。对于高压隔离开关系统来说，其对传统开关构造进行了优化，使其适用范围更广，并且更加注重对细节进行把握，使得开关系统在实际应用过程中保证了电力系统的安全性。因此，对高压隔离开关在供电系统中的应用情况进行分析研究是非常有必要的。
        关键词：高压隔离开关；电力牵引；供电系统
        引言
        开关设备是电力系统的重要组成部分，主要用于开断、关合线路正常电流和故障电流，或在设备检修时隔离高压电源，提供一个安全可靠的绝缘距离。开关设备分为交流和直流开关设备两类。交流开关设备按其功能主要分为断路器、隔离开关和接地开关，直流开关设备按其功能主要分为直流转换开关和直流隔离开关。断路器能够开、合正常情况下的各种负载线路，也能在线路中出现短路故障时，关合与断开短路电流，并且能够实现自动重合闸要求。隔离开关主要用来隔离线路或电源，可以开断母线转换电流、套管和母线等小的充电电流及电压互感器的励磁电流等，装在直流滤波器高压侧的直流隔离开关还可以开合谐波电流。接地开关主要是在检修设备时，为确保人身安全而保证设备接地；也可用于人为接地而造成电力系统的接地短路，达到控制保护的目的。直流转换开关将高压直流输电系统中的直流运行电流从一个运行回线转换到另一个运行回线，主要由开断装置、转换回路、非线性电阻器三个并联支路组成。
        1高压隔离开关的概念
        高压隔离开关是一种应用于电力系统中的开关电器，虽然其内部的结构比较简单，但是在电力网络运行中却有着非常重要的作用。其工作原理为利用开关内部的支柱绝缘子旋转进而带动导电臂分合闸操作。一旦分闸之后，就会在电力线路中形成一个明显的断开点，以保障线路检修的时人员的人身及设备安全。在一般的情况下，高压隔离开关仅可以在电路无电流的情况下来进行上述操作，由于其没有设置灭弧设备，因此无法进行负荷电流以及短路电流的断开工作，因此这种设备一般都会与断路器组合使用。
        2高压隔离开关在电力牵引供电系统中的应用
        2.1温度在线监测装置
        对于高压隔离开关来说，虽然整体来看其结构较为简单，所涉及的组成部分并不多，但是其触头以及触指由于长期裸露在复杂的户外环境中，很容易出现氧化的现象，一旦氧化势必会导致接触电阻明显增大，并且发热效果也更加明显，如果不对其接触部位的温度进行有效监测以及控制，很容易滋生安全隐患，严重的甚至还会导致设备烧毁以及火灾现象的发生。随着现阶段我国智能变电站的全面落实应用，技术更新速度也在不断提升，无人值班电站越来越常见，这就需要开关触头以及触指温度的检测可以通过远程控制的方式由设备来完成。现阶段来看，我国最常应用的高压隔离开关触头及触指的测温方式主要包括无线温度传感器测温、光纤温度传感器测温及红外线测温三种，我国应用最为广泛的是光纤温度传感器测温方式。对于此种方式来说，其具有自身较为独特的优势，其主要是利用夹具将传感器固定在高压隔离开关触头或者触指的部位上，通过耐高压的光纤将相关数据传输到中央系统中，由中央系统对其进行统一划出，处理之后的数据会通过系统的外接口传输到变电站的后台计算机上，可以在计算机的监控系统中对这一数据进行分析利用。这就需要开发专用的光纤温度传感器分析以及管理软件，而我国在此方面已经取得了阶段性的成果，并且开发出了专用的数据分析软件保证了光纤温度传感器的测温可靠性。但与此同时也存在一定不足，主要体现在设备成本以及软件开发成本较高。

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        2.2瓷瓶断裂故障处理
        针对瓷瓶断裂故障，有如下几种处理措施：①在购置瓷瓶时，严格筛选瓷瓶生产厂家，通过认真比对，选择质量优、信誉好的瓷瓶生产厂家的产品，以确保瓷瓶产品质量。②在检修人员对高压隔离开关进行人工操作时，力度要控制得当，如出现操作困难时切忌强行操作，以免因力度过大造成瓷瓶断裂。③在产品验收时，加强质量检验，确定质量合格方可运用到电力系统中，以提高高压隔离开关的整体质量。④应做好瓷瓶的巡视和养护工作，检修人员可采用无损探伤技术，定期对瓷瓶进行检测，如发现裂纹或者油污要及时进行处理或更换，确保瓷瓶能够正常使用。此外，检修人员还要加强对瓶胶合面的检查。
        2.3瓷柱式断路器
        该型断路器按灭弧介质的不同可以分为油断路器、真空断路器和SF6断路器。1）油断路器是指触头在变压器油中关合和开断，利用变压器油作为灭弧介质的断路器。这种油断路器现在已经不再生产。2）真空断路是指触头在真空中关合和开断，利用真空作为绝缘介质和灭弧介质的断路器，其要求的真空度在pa以上。真空断路器的电压等级大多在126kV及以下，目前，在中压范围已得到广泛使用。3）SF6断路器以六氟化硫气体作为绝缘介质和灭弧介质，具有开断容量大、绝缘水平高等优点。但对大气环境的温室效应带来不利影响，这是它的缺点。瓷柱式SF6断路器的开断元件放在绝缘支柱上，使处于高电位的触头、导电部分及灭弧室与地绝缘；绝缘支柱则安装在接地基座上，称为外壳带电断路器，也称之为绝缘支柱式断路器。电压等级范围一般不超过550kV，额定电流为3150A、4000A、5000A等，其主要元件包括灭弧室、绝缘支柱和操作机构。按灭弧室断口数量来分，可分为单断口和双断口断路器。按操作方式来分，SF6断路器可分为分相操作和三极联动断路器。
        2.4严把安装细节
        隔离开关在工厂组装的时候，需要制定严格的装配工艺，有些步骤还需要制作专用的卡具辅助安装，能够确保出厂前的产品质量。当在户外的环境中进行高压隔离开关安装的时候，要确保开关按照水平的方式安装，通过这种方式来保证瓷柱能够垂直于水平面减少斜切应力，能够保证运行顺畅。在安装的过程中，要保证开关的两侧导电板与电缆以及母线保持紧固连接。导电板需要承受母线电缆搭接的承受力。并且导电板采用优质的轴承，具备防尘功能，在使用中保证运行不卡滞。户外隔离开关使用的环境关系，暴露在外的零部件必须选择高质量耐腐蚀材料或者是采用优质的热镀锌技术。保证产品的使用寿命期间性能稳定可靠。在实际的安装过程中，当遇到铝、铜等导体的时候，要运用铜铝过渡接头或者镀银处理，避免因电化腐蚀对接头产生影响。
        结语
        我国电气化铁路系统发展已经进入到一个新的阶段，传统的隔离开关也正在被不断优化，新型隔离开关应用了指触技术以及网纹技术，这也使得高压隔离开关在电力牵引供电系统中的应用效果更加理想，促进了我国电气化铁路系统的整体发展。同时将电力牵引与传统的供电模式相比较，其优势也非常明显，供电总效率以及供电安全性明显提升，同时也降低了能耗。将高压隔离开关与电力牵引模式进行结合应用已经成为现阶段我国铁路现代化发展的标志，也使得我国铁路电气化技术达到了世界级水平。
        参考文献：
        [1]陈刚．高压隔离开关的维护及故障处理[J]．黑龙江科技信息，2008（22）：9+135．
        [2]张卫东．高压隔离开关常见问题分析[J]．硅谷，2011（1）：134．
        [3]徐铁君，吴忆．GW4型高压隔离开关的故障检修对策[J]．华北电力技术，2009（1）：32－35．
        [4]任友军．隔离开关发热缺陷及处理探讨[J]．大众标准化，2019（16）：9+11．
        [5]杨志钧．高压隔离开关机械故障分析及改进技术[J]．价值工程，2016，35（18）：97－98．