■ 河南平高电气股份有限公司 马永旭

1.概述

随着我国经济建设的高速发展和人民生活水平的不断提高，社会对电能的需求越来越大，电力系统的容量不断扩大；在输电设备中，隔离开关类产品作为用量较多的产品，它的结构虽然比断路器简单，也不需要开断大的负荷电流，但是它的运行情况对电网的安全性和可靠性有着重要的影响。因此，为了满足电力系统对大电流、高可靠性的户外高压交流隔离开关的需求,平高电气公司结合国内外先进的隔离开关设计理念，自行设计、研制出了具有自主知识产权的新一代的40.5kV大电流隔离开关——GW4B-40.5D/J6300-63型户外高压交流隔离开关（见图1）。该产品获得国家实用新型专利，专利号为ZL 2008 2 0220944.X。

2.正常使用条件

a) 周围空气温度： -40℃～+40℃；

b) 海拔： 不超过2 000m；

c) 风速： 不超过34m/s；

d) 覆冰厚度： 不大于10mm；

f) 地震烈度： 不超过9度；

g) 安装场所应无经常性的剧烈振动及易燃、易爆物质和化学腐蚀的影响。

3.产品技术参数及主要性能指标

3.1 产品技术参数见表1

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3.2 主要技术性能指标

1）隔离开关及附装的接地开关的机械寿命不低于10 000次；

2）隔离开关配CJ11A型电动机操动机构进行电动操作，其分、合闸时间为6s±1s；

3）隔离开关分闸后，最小空气绝缘距离不小于450mm;接地开关分闸后，最小空气绝缘距离不小于400mm;

4）隔离开关合闸后，其触头插入触指的有效深度为45±5mm；三极合闸同期性不大于10 mm。

5）隔离开关与其附装的接地开关具有机械联锁功能，以保证隔离开关合闸时，接地开关不能合闸，接地开关合闸时，隔离开关不能合闸。

4.产品结构设计

为了更好的保证该隔离开关产品电气性能与运行可靠性，在总结我公司高压隔离开关完善化工作的基础上，在主导电系统、产品结构等方面做了全新的设计。

1）底座结构采用一体化槽钢焊接结构，焊接后采用热镀锌处理。所有的联接均采用装配式结构，这种设计结构不仅方便产品的现场安装和调试，同时大大提高了产品的防腐能力。

2）主导电系统结构设计：对本隔离开关而言，由于额定电流大，因此对导电部分可靠性要求较高，在设备运行过程中，必须保证接触良好，否则极容易发热造成主触头部分的烧蚀而影响整个设备的正常运行。为此我们对主导电部分进行了主要的攻关设计，采用新型的外压式板簧结构，采用特殊材料制造了板状弹簧，板簧与触指间采用绝缘材料隔离，避免了其分流造成长时间通流而造成板簧失效的弊病。可以长期保持接触压力不变，同时触指的固定安装方式也解决了活动触指存在的夹尘、夹沙现象，触指的自润滑电镀技术具备自清洁功能，也解决了涂润滑脂而带来的粘尘粘沙问题。同时利用发热和散热平衡原理对主导电系统进行了通流能力计算，并利用有关工具软件对热平衡状态时主导电系统的温度场进行了模拟和优化，保证了主导电系统的通流能力。

3）轴承座装配的设计采用全密封结构，同时采用带密封盖的深沟球轴承，此种结构可有效阻止潮气、灰尘等外部环境因素对产品的不利影响，增加零件的防锈性能，防止因锈蚀而产生的运动部分卡滞、动作不灵活现象。

4）接地开关系统：接地开关系统采用优化的四连杆结构，采用直打结构，布置方式采用内打式结构。可以有效减小产品外形尺寸。

总之，GW4B-40.5D/J6300-63型户外高压交流隔离开关（图1）采用双柱水平开启单断口结构；每组产品由三个相对独立的单极装配和电动机操动机构组成，每个单极装配（图2）主要由底座总装配、支柱绝缘子、导电系统等组成；根据需要可配置一套或两套接地开关；接地开关采用直抡结构，布置方式采用内打式结构。隔离开关由CJ11A型电动机操动机构进行分、合闸操作。接地开关由CS17型人力操动机构进行分、合闸操作；隔离开关和接地开关采用触指外压板簧的结构。

5.产品通过的型式试验项目

GW4B-40.5D/J6300-63型户外高压交流隔离开关在国家高压电器质量监督检验中心（西高院）完成国家有关标准的规定和产品技术条件的要求的以下型式试验项目：

1）三极隔离开关通过了（6 300×1.1）A的温升试验、机械特性试验、机械操作试验、隔离开关和接地开关的10 000次机械寿命试验、接线端子静拉力试验、整体抗弯试验。

2）三极隔离开关通过了短路时间4s，额定短时耐受电流63kA、峰值耐受电流160kA的容量试验；附装的三极接地开关通过了短路时间2s，额定短时耐受电流63kA、峰值耐受电流160kA的容量试验。

3）通过了海拔2000米的工频耐压试验、雷电冲击试验。

4）在郑州机械研究所通过了九度区耐地震性能计算。

6.结论

GW4B-40.5D/J6300-63型户外高压交流隔离开关新产品经过样机试制和试验，于2009年6月顺利通过了由河南省机械工业协会和河南省电力公司联合组织的省级鉴定，鉴定意见为：产品设计合理、结构紧凑，整体具有良好的防腐性能，填补了40.5kV /6 300A户外高压交流隔离开关的空白，其性能和技术参数达到国内同类产品的领先水平。

[1]徐国政，张节容，钱家丽，黄谕珑， 高压断路器原理和应用， 2000年10月

[2]沈鸿 电气工程师手册 机械工业出版社 1987

[3]钟振蛟 户外高压隔离开关实现免维护问题的探讨 电气世界 2003（4）