关于接地开关关合知识分享

  SF6 气体绝缘强度高，燃弧距离小，燃弧时间短，SF6具有灭弧能力，关合速度大于2米每秒就可以关合50kA电流电流。SF6气体的绝缘强度是空气的3倍，SF6气体具有很强的灭弧能力
，可以通过在灭弧栅内将电弧切成小段灭弧

，或通过消弧线圈拉长电弧灭弧
。

而干燥空气或氮气绝缘充气柜内，充气压力低，空气需要大的绝缘净距
，相同合闸速度下击穿距离大，燃弧时间长，触头烧蚀严重，导致不能关合
。触头压力过小，合闸过程触头弹跳大
，动触头与静触头往返摩擦烧蚀，熔焊会导致触头电阻过大，或无法分闸。

对于空气绝缘开关柜，接地开关也具有关合能力，一般E1级2次，E2级具有关合能力
。JN15是中置柜普遍采用的接地开关
，各个厂家质量参差不齐，E2级的接地开关也有几家。空气绝缘接地开关关合能力关键看合闸速度，接地开关通过过死点机构实现快速合闸，分闸过程先压缩弹簧储能，这一过程转动角度要大一些，即接地开关旋转90度
，不是分、合闸各占一半45度，而是分闸角度大约65~70度
，这样可以加大压缩行程


，加大储能
。过死点后弹簧稍微释放一个小角度
，使接地开关保持在分闸位置


。合闸时，先克服过死点前的压力

，过死点后，接地开关动触头系统迅速在弹簧释放能量作用下向静触头运动，实现合闸。

因此可以看出，合闸速度有弹簧储存的能量
、还有动触头系统转动惯量，以及动刀长度决定的。能量=转动惯量*角速度的平方/2

，合闸速度线速度=角速度*动刀长度。弹簧的压缩能量除了分闸角度要大一点，拐臂长度也是决定压缩量的关键，一般计算结果如下
，供参考。

弹簧刚度系数:51N/mm

压缩量:89mm

弹簧能量: 1.16J

转动惯量: 0.0078

角速度: 17 .24

线速度: 3米/秒

提高关合速度是一方面，还有就是触头，采用高硬度、耐电弧的触头材料，即使相同的燃弧时间
，但引弧触头可以很好的抵抗，无惧燃烧
，则过了燃弧阶段，触头就可以关合到位

。

接地开关本身要有足够的强度
，要实现在动刀只有200mm左右长度下，大于每秒4米的合闸速度
，需要弹簧做很大的功
，这就要求接地开关底座

、静触头支撑等强度够大，触头合闸接触过程会不断反弹直到稳定到位
，需要有合适的限位，硬限位会影响机械寿命，而过软起不到作用来吸收弹簧能量，因此整体强度，合闸限位要有很好的设计，同时兼顾操作机构强度
，弹簧力大意味着分闸触能过程需要的操作力要大，通过减速蜗轮蜗杆机构
、丝杠螺母机构等减小操作力，加大操作行程是有效的方法。不能因过大的操作力导致操作杆与操作手柄连接的六角头磨损打滑，从而无法操作。

最后就是电动力的辅助作用，如果回路有利于产生的电动力的作用方向
，是朝向有利于合闸的，那么在合闸的过程中
，这个“外援”会帮助关合
，合闸速度会加快，一起努力去克服电弧燃烧的问题，实现快速关合
。而如果作用力相反，则“外援”会起到反力，阻挡主合闸弹簧的努力
，则速度变慢
，合闸燃弧时间长，关合困难。

总之，不要小看开关柜任何一个配套部件，接地开关
、触头盒等绝缘件、操作联锁机构
、导轨活门等等，不能忽视配套厂所做的努力
，只有每一个部件做到最好，实现其相应的功能，才能保证开关柜以及整个配电系统的安全可靠运行。