盘一盘关于隔离开关应用那些事儿

浅谈隔离开关应用

隔离开关是低压配电网络中的关键元器件之一。根据国标GB14048.3-2008,以及国际标准 GB14048.3-2008中规定了隔离开关的定义:在断开状态下能符合隔离器的隔离要求的开关;

通常所说的负荷隔离开关,在标准中,无此名称,标准中对应为隔离开关;开关必须具有负荷功能,无此功能的被称为隔离器(以前俗称其为隔离开关)。

 

 

隔离开关在电路中的主要作用:

安全检修:将电气设备与带电的电网隔离,以保证被隔离的电气设备有明显的开断点能安全地检修;

承载:承载正常(额定)工作电流,承受非正常(短路)电流;

接通或分断电路:紧急情况带负荷分、合闸。

 

 

隔离开关作为隔离检修的电器元件,与整体电气线路运行的稳定性与可靠性息息相关,而且与人员生命安全也密切相关,应做到安全至上的原则。

 

 

 

因此隔离开关在应用上又衍生出五大原则:

  1. 断开位置可挂锁
  2. 触头位置指示可靠,可视
  3. 泄露电流小
  4. 电压防护好
  5. 短路稳定性好
  6.  

 

首先断开位置可挂锁,防止维修人员或者无关人员的误操作; 以确保动触头不与任何一个电源接通(例如:用1-3把锁锁定);

其次适用于隔离的电器,在断开位置时,必须具有符合隔离功能安全要求的隔离距离,并应提供一种或几种方法显示主触头的位置:

  1. 用操动器的位置;
  2. 独立的机械式指示器;
  3. 动触头可视。

 

并且电器提供的每种指示方式有效性和机械强度,应进行有效的验证(3F力)。

再次标准规定,符合隔离功能的电器,在电操作(额定负载)及接通与分断(过载)性能试验后,在1.1Ue电压下的泄漏电流每极不应超过2mA

并且根据隔离电器电压防护相关标准GB17045-2008《电击防护》

 

交流电压400/690V系统,最低冲击耐压为8-10kV;

过电压类别I 类及II类设备不能用于隔离;

最后决定短路稳定性相关的主要参数为,隔离开关的短路稳定性高,那么这两个参数相对要求也比较高,具体可见下表:

 

 

以上说明了隔离开关的定义、作用和相关要求

 

 

 

 

 

 

隔离开关的分类

 

接下来谈一下有关隔离开关的分类,依据外观结构以及组成形式,大致可以把隔离开关分成两类:

1.专用型隔离开关

2.派生型隔离开关

 

 

所谓专用型隔离开关一般是指按照GB/T14048.3的要求专门设计的隔离电器。专用型隔离电器包括专用型隔离开关,专用型隔离器。值得注意的是专用型隔离开关需要3F验证其操动器机构的强度(指示主触头位置机构的有效性)。

 

所谓派生型隔离开关一般是指其主要性能满足其他标准要求的具有隔离功能的开关电器。派生型隔离电器包括派生型隔离开关,派生型隔离器。例如,ACB,MCCB,CPS等。

 

 

分类如下图所示:

 

 

 

针对专用型隔离开关和派生型隔离开关进行比较

触头方面:

1. 专用型隔离开关选用的是横拉式的吸力触头,静态特性好。可以有效承载短路时的大电流冲击,并且短路接通能力也比较强。吸力触头不易被斥开,灭弧室不易被烧损,绝缘性能好;

2. 派生型隔离开关采用的则是拍合式的斥力触头,这种触头结构的动态特性好,大电流易被斥开,适宜用作电路故障保护,如过载保护、短路保护等。由于短路斥开触头易被烧损,电离子附着于灭弧栅片,使灭弧室绝缘性能降低,隔离作用急速衰减。

绝缘性能衰减实验统计数据曲线如下:

 

 

整体结构方面:

专用型隔离开关与派生型隔离开关结构比较如下表:

 

 

 

电气性能的综合比较:

 

 

综合以上几方面的分析,专用型的隔离开关在耐压、泄露电流、短路性能(选择性、短接)等方面,隔离电气性能 比派生型隔离开关的电气性能更高。

 

 

 

 

关于隔离开关的应用场合

按照国家相关标准和相关使用习惯,大致分为以下几种场合:

发电机输出

母联

配电箱(柜)进线开关

遥控脱扣进线开关

就地断开 和/或紧急断电

 

如下图所示:

 

 

 

 

中华人民共和国建设部:JGJ 46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》

8.2.2 总配电箱的电器应具备电源隔离,正常接通与分断电路,以及短路、过载、漏电保护功能。电器设置应符合下列原则:

1 当总路设置总漏电保护器时,还应装设总隔离开关、分路隔离开关以及总断路器、分路断路器或总熔断器、分路熔断器。当所设总漏电保护器是同时具备短路、过载、漏电保护功能的漏电断路器时,可不设总断路器或总熔断器。

2 当各分路设置分路漏电保护器时,还应装设总隔离开关、分路隔离开关以及总断路器、分路断路器或总熔断器、分路熔断器。当分路所设漏电保护器是同时具备短路、过载、漏电保护功能的漏电断路器时,可不设分路断路器或分路熔断器。

3 隔离开关应设置于电源进线端,应采用分断时具有可见分断点,并能同时断开电源所有极的隔离电器。如采用分断时具有可见分断点的断路器,可不另设隔离开关。

其中也规定了隔离开关的使用的相关位置以及具体要求。

其他应用隔离开关的具体场合:

例如:马达控制中心MCC柜的进线开关、数据中心逆变器前端、蓄电池组端、检修的旁路开关、固态转换开关输出端等。