海南电气开关   

         电气专业中的开关，根据其用途和电压等级，分为了断路器，隔离开关，接地开关，行程开关等多种设备。

根据GB 14048中对开关的定义，在正常条件电路条件下能接通、承载和分断电流，也能在规定的非正常条件下承载电流一定时间的一种机电设备。而断路器则是能关合、承载、开断正常回路条件下的电流；在规定的时间内承载规定的过电流，并能关合和开断在异常回路条件（如各种短路条件）下的电流的机械开关装置。可以看出，断路器的运行条件和适用条件比普通的开关设备要更为苛刻和严酷。断路器设备具有灭弧功能，开关设备则没有灭弧功能，更直白的一点的解释是断路器的价格和功能要比开关设备的价格和功能更为“丰富”。开关不能主动地切断短路电流，只能被动地承受短路电流的冲击。因此，各类开关，特别是隔离开关，严禁在带载情况下开断线路，以免出现电弧伤及人身安全，而断路器则可以分断故障电流。国家标准对开关和断路器的符号定义也有所不同。               

电弧和断路器的渊源

电弧是和开关设备的开断过程紧密联系在一起的。在中国80年代的拉盒开关，如果打开盖子，在通电情况下，可以发现拉动开关的过程中伴随着火花的产生，这个就是电弧现象。

在通电的状态下，开关的带电触头与非带电触头分开时，如果通过的电流和电压超过一定数值时，两个触头的间隙中就会出现电弧。

电弧的本质是触头间隙中的气体在强电作用下的放电现象。电弧会产生高温，并发出强光。电弧的出现使得电路继续保持导通状态（与我们预想的直接断开的理想状态相背离），其高温烧蚀触头部分，降低开关的使用寿命，严重会引起金属触头的熔焊，并引起电气火灾。因此，开关的选择和设计中需要考虑采取措施迅速的熄灭电弧。而现在的翘板开关（图1）中已经引入了具有灭弧功能的隔膜部件，隔膜部件可以在手柄和内部触点之间避免空气弧，进行防护作用，同时也保障了人身的安全。

电气开关和断路器

介绍完开关、断路器和电弧的原理后，我们把电气专业的开关或者断路器按照电压等级的划分从低到高依次和大家介绍。

1）   低压开关设备

低压开关设备主要是指交流额定电压不超过1000V或直流不超过1500V的电气设备。低压供电系统中的断路器分为框架断路器（Air   operated   Circuit   Breaker，以下简称ACB）、塑壳断路器（Molded   Case   Circuit   Breaker，以下简称MCCB）、小型断路器/微型断路器（Micro Circuit Breaker，以下简称MCB），这些断路器的额定电流所覆盖的范围不同、功能也不尽相同。框架断路器也称为空气断路器或者万能式断路器，微型断路器通俗的也叫空气开关，只是因为灭弧的介质是采用空气灭弧，所以称为空气开关。

从断路器的分段能力来看，ACB>MCCB>MCB。较大的额定电流一般具有较大的开断能力。同一个企业的同一个系列产品，ACB的价格最贵，MCCB第二，MCB最便宜；同一个企业的同一个系列产品，ACB所占据的空间最大，MCCB第二，MCB最小。但是从费用、安全等技术方面来看并不是断路器的额定电流选的越大越好，要根据断路器的安装条件、额定电流的大小以及综合投资造价上综合分析考虑。

2）中压开关设备

中压开关设备主要是指交流额定电压在3kV~35kV的电气设备。中压断路器是变配电系统中的主要设备之一，它具有完善的灭弧结构和较强的分断短路电流的能力。中压断路器的运行原理与低压断路器很不一样，低压断路器是把继电保护融入到断路器的脱扣器中，实现了断路器的过载保护和短路保护，中压断路器则需要单独的保护装置实现相应的功能。由于电压等级的升高，中压断路器的尺寸较低压断路器的尺寸增大许多，其更为结构也更为复杂，但是功能更加单一。中压断路器需要单独的操作机构来带动断路器的动作，如弹簧操作机构或电动操作机构等。

目前水利水电行业中常用的中压断路器根据其灭弧介质的不同，可分为SF6断路器和真空断路器。而中压断路器根据使用场合的不同，又可分为发电机断路器和配电断路器等。

SF6中压断路器采用惰性气体SF6来灭弧，并利用SF6具有很高的绝缘性能来增强触点间的绝缘。中压真空断路器的触点密封在高真空的灭弧室内，利用真空的高绝缘性能来灭弧。

发电机断路器除了具有普通配电断路器的一般特点外，考虑了发电机在开断过程中的直流分量和电弧的衰减特性等特殊原因。发电机断路器比普通的配电断路器在体积和价格上都要高上许多。普通的一台真空断路器大概在三到五万元，而一台发电机断路器根据额定电流的不同，则多在100万到700万元甚至更高。

3）高压开关设备

高压开关设备主要是指交流额定电压在110KV～750KV的电气设备。高压开关设备由于其电压等级和短路电流较低压开关设备和中压开关设备有了质的改变，所以高压系统的开关设备除了高压断路器外，一般要配合隔离开关、接地开关等共同组成配电装置系统。

根据其功能的不同，高压开关设备可分为接地开关，隔离开关，快速接地开关，断路器等（高压断路器在水利水电行业中多采用SF6绝缘）。根据设备布置的型式，又可分为AIS（Air Insolution System）、GIS（Gas Insolution System）、HGIS(Hybrid Gas Insolution System）等多种型式。

AIS是所有的电气设备（断路器，接地开关，隔离开关，母线等）均敞开在空气中布置，占地面积比较大。GIS则是所有的设备和母线均密封在SF6气体（或者其他气体）包裹的金属套管中，由于不和外界空气接触，GIS中电气设备绝缘性能比AIS稳定。HGIS除主母线采用敞开式母线外，其它均为SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）。GIS设备具有良好的可靠性、安全性和抗震性能、较小的占地面积、维护管理和检修方便、安装周期短、有利于保护环境等特点，目前在水利水电行业中得到了大量的应用。