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在電力系統(tǒng)里，隔離開(kāi)關(guān)是必不可少的基礎(chǔ)元件。它的主要功能是在電路里建一個(gè)清晰可見(jiàn)的斷開(kāi)點(diǎn)，這樣設(shè)備檢修或者停運(yùn)時(shí)，就能和帶電部分可靠隔離開(kāi)，進(jìn)而保障人身與設(shè)備安全。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直接決定了絕緣性能、通流能力以及機(jī)械可靠性。接下來(lái)，我們就以水平旋轉(zhuǎn)式高壓隔離開(kāi)關(guān)為例，深入剖析它的內(nèi)部核心結(jié)構(gòu)。?
隔離開(kāi)關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要由四個(gè)核心部分組成：
一、導(dǎo)電回路系統(tǒng)?
這部分是承擔(dān)正常工作電流的核心，我們對(duì)它的要求很明確：電阻小、通流能力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好。?
主導(dǎo)電桿（也叫觸頭臂）是電流的主通道，我們通常用高導(dǎo)電率的銅或者鋁合金管來(lái)做它。這種管狀結(jié)構(gòu)有兩個(gè)好處，既能保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度，又能減輕重量，還能增大散熱面積。?
觸頭系統(tǒng)是導(dǎo)電回路里最關(guān)鍵、技術(shù)最集中的部分，它通常由主動(dòng)觸頭與靜觸頭組成。靜觸頭（也就是咱們常說(shuō)的閘口）大多設(shè)計(jì)成雙接觸指結(jié)構(gòu)，由多片平行的彈性銅合金片（也叫觸指）構(gòu)成。這種設(shè)計(jì)能確保它和動(dòng)觸頭有足夠大的接觸面積，并且靠彈性壓力實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、低電阻的接觸。觸指末端通常會(huì)鍍銀，目的是降低接觸電阻，還能防止氧化。動(dòng)觸頭裝在主導(dǎo)電桿的末端，使用時(shí)會(huì)插入靜觸頭里，它的接觸表面也經(jīng)過(guò)精密加工與鍍銀處理，就是為了和靜觸指能良好貼合。
二、絕緣系統(tǒng)?
絕緣系統(tǒng)是設(shè)備安全運(yùn)行的基石，能防止出現(xiàn)對(duì)地短路以及相間短路的情況。?
支柱絕緣子是核心部件，它要同時(shí)干兩件事：一是支撐整個(gè)導(dǎo)電回路，二是實(shí)現(xiàn)對(duì)地絕緣。我們通常用高強(qiáng)度電瓷或復(fù)合硅橡膠材料來(lái)做它。就電瓷絕緣子來(lái)講，它的機(jī)械強(qiáng)度極高，耐電弧、耐候性能也很好，不過(guò)質(zhì)地比較脆。復(fù)合絕緣子就不一樣了，它重量輕、憎水性強(qiáng)、抗沖擊性能好，現(xiàn)在已經(jīng)成了發(fā)展趨勢(shì)。它內(nèi)部有玻璃鋼芯棒，專門用來(lái)承受機(jī)械負(fù)荷；外部的硅橡膠傘裙能提供爬電距離，還能增強(qiáng)耐污閃能力。?
操作絕緣子（也叫旋轉(zhuǎn)絕緣子）的作用比較特殊，它能把操作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)內(nèi)部連桿（或扭力桿）傳遞到導(dǎo)電桿上，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的電氣隔離。它的制作材料和支柱絕緣子類似，但內(nèi)部多了一套精密的扭矩傳遞機(jī)構(gòu)。
三、操作與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)?
這個(gè)系統(tǒng)專門負(fù)責(zé)隔離開(kāi)關(guān)的分、合閘動(dòng)作，我們對(duì)它的要求是：動(dòng)作平穩(wěn)、位置準(zhǔn)確，還要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度與閉鎖功能。?
操作機(jī)構(gòu)箱里面有蝸輪蝸桿、連桿、限位裝置以及輔助接點(diǎn)這些部件。手動(dòng)機(jī)構(gòu)靠搖動(dòng)手柄來(lái)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)構(gòu)則用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。它的核心作用是保證輸出準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)角度，只有這樣，導(dǎo)電桿才能精確分合。?
傳動(dòng)連桿的安裝位置有兩種，要么在絕緣子內(nèi)部，要么在底座之間。它能把操作機(jī)構(gòu)的輸出力矩傳遞給各相導(dǎo)電桿，確保三相聯(lián)動(dòng)同步。?
接地開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)也很重要，需要的時(shí)候，主刀閘與接地開(kāi)關(guān)之間會(huì)通過(guò)機(jī)械聯(lián)鎖裝置實(shí)現(xiàn) “五防” 功能。具體來(lái)說(shuō)，就是防止帶負(fù)荷分合隔離開(kāi)關(guān)、防止誤分誤合斷路器、防止帶電掛接地線等。它能嚴(yán)格控制操作順序：主分閘后，接地開(kāi)關(guān)才能合閘；反過(guò)來(lái)，接地開(kāi)關(guān)分閘后，主刀閘才能合閘。
四、底座與框架?
底座與框架是用高強(qiáng)度鋼或者鋁合金做的結(jié)構(gòu)件，它有兩個(gè)關(guān)鍵作用：一是把所有支柱絕緣子、操作機(jī)構(gòu)這些部件牢固連在一起，形成一個(gè)整體；二是給整個(gè)開(kāi)關(guān)提供穩(wěn)定的安裝基礎(chǔ)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)總結(jié)?
隔離開(kāi)關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一直圍繞三個(gè)核心目標(biāo)來(lái)做：
第一個(gè)要保證的是絕緣可靠性，我們得通過(guò)合理的絕緣配合、足夠的空氣間隙以及爬電距離來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
第二個(gè)是導(dǎo)電可靠性，這需要靠?jī)?yōu)質(zhì)的導(dǎo)電材料、科學(xué)的觸頭設(shè)計(jì)以及足夠的接觸壓力來(lái)達(dá)成，最終要實(shí)現(xiàn)低電阻、低發(fā)熱的效果。
第三個(gè)是機(jī)械可靠性，我們可以通過(guò)堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)、精密的傳動(dòng)以及聯(lián)鎖設(shè)計(jì)，確保它在數(shù)以千計(jì)的操作周期里，動(dòng)作依然準(zhǔn)確可靠。
總的來(lái)說(shuō)，恩彼邁隔離開(kāi)關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是個(gè)精密系統(tǒng)，它融合了電氣、機(jī)械以及材料科學(xué)等多方面技術(shù)。它的分合動(dòng)作看起來(lái)簡(jiǎn)單，可背后是每個(gè)部件的嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)與制造，這些部件一起構(gòu)筑了電力系統(tǒng)安全操作的第一道物理防線。我們?cè)谶x擇并運(yùn)維隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，必須深刻理解它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵部件的性能。
