淺析負荷開關在地鐵車站低壓配電系統中的應用

陳瑞強

摘 要：文章首先對負荷開關的有關內容進行簡要介紹，包括其含義、結構、工作原理、分類以及與斷路器的比較等。其次，對地鐵車站低壓配電系統中選用負荷開關需要考慮的因素進行分析。

關鍵詞：負荷開關；低壓配電系統；應用

引言

隨著我國城市規模的不斷擴大以及道路交通運輸的快速發展，地鐵運輸成為城市運輸中的重要組成部分。在地鐵車站的低壓配電系統中有一種重要的開關電器即負荷開關，在其中擔負著重要的作用。因此，負荷開關在低壓配電系統中的應用是非常必要的。

1 簡要介紹負荷開關

近幾年來，負荷開關逐漸在地鐵車站的低壓配電系統中得到應用，在分析負荷開關在地鐵車站低壓配電系統中如何運用時，首先需要對負荷開關進行整體性的了解，包括其含義、結構、工作原理、分類以及與其他開關電器之間的比較，例如斷路器[1]。只有對負荷開關的相關內容有了一定程度的了解和認識后，才明白它在地鐵車站的低壓配電系統中發揮了哪些作用，并展開進一步的探討和分析，因此文章將對這些內容一一進行解析。

1.1 負荷開關的含義與結構

開關電器有幾種不同的類型，負荷開關是開關電器類型中的一種，它介于隔離開關與斷路器之間，與二者既存在相似之處，也存在不同之處。負荷開關中有較為簡單的滅弧裝置，它能夠切斷額定的負荷電流，也能夠切斷一定標準的過載電流，但是它不能夠切斷短路電流。負荷開關中包含一些零部件，例如有絕緣的底座、發揮靜觸頭作用的夾座、發揮動觸頭作用的閘刀、簡單的滅弧裝置、操作杠桿和熔斷器。通過這些零部件有規律的組合在一起，從而形成了負荷開關，使負荷開關能夠發揮作用。

1.2 負荷開關的工作原理

負荷開關的工作原理共有兩個組成部分，分別是開閘和合閘。這兩個工作流程主要是由隔離刀和真空滅弧室兩個主要的組件來完成的。首先，在分閘時，通過分閘彈簧運動產生的作用導致主軸順時針發生旋轉。這不僅能使曲柄滑塊機構發生活動，導致活塞向上移動壓縮氣體，還會影響兩套四連桿機構組成的傳動系統，先打開主閘刀，再推動滅弧閘刀，使弧觸頭打開，氣缸中的壓縮空氣通過噴口吹滅電弧。其次，在合閘時，滅弧室先合閘，隔離刀再合閘[2]。

1.3 負荷開關的分類

負荷開關有多種類型，也有很多分類方法。最常用的是按照使用電壓來分類。根據負荷開關的使用電壓類型不同，負荷開關可分為高壓負荷開關和低壓負荷開關。高壓負荷開關是指在10千伏以上的高壓中應用的開關，低壓開關是指在10千伏以下的低壓中應用的開關。另外，還有一些其他的分類方法。見表1。

表1 負荷開關的分類方法

1.4 負荷開關與斷路器的比較

負荷開關與斷路器既有相似之處，又有不同之處。首先來看二者的相似之處，負荷開關和斷路器都可以看作成開關電器，在地鐵車站的低壓配電系統中發揮著相似的作用，都可在不頻繁的條件下手動地分合負載電流，且都具備滅弧裝置。但是負荷開關與斷路器之間又存在著明顯不同的地方。負荷開關內部結構較為簡單，零部件較少，若發生故障，修理時較為容易；而斷路器內部結構較為復雜，零部件較多，若發生故障，修理時難以進行故障排除和修復工作。

2 負荷開關在地鐵車站低壓配電系統中的應用

2.1 簡述地鐵車站低壓配電系統

地鐵車站的低壓配電系統中包括三個組成部分，分別是車站的低壓配電室配電柜、低壓電纜線路和低壓配電箱。當然負荷開關與斷路器作為其中的開關承擔著不可替代的作用。地鐵車站的低壓配電系統的整體功能是將低壓電力配置給各個用電負荷，做到既安全又合理。

地鐵車站中會應用到低壓斷路器也會應用到低壓負荷開關。首先來看低壓斷路器的功能。低壓斷路器是一種自動開關與手動開關兼具的開關電器。在自動開關的功能中，低壓斷路器可以對失壓、欠壓、過載、和短路等故障情況開啟保護模式；在手動操作中，低壓斷路器可以用來科學合理地分配電能[3]。

雖然低壓斷路器的功能強大，但結構復雜，出現故障不易修理；低壓負荷開關的功能與其相似，盡管不如它功能強大，但結構簡單，容易修理。因此，在地鐵車站的某些位置上，負荷開關可以取代斷路器。

2.2 負荷開關在低壓配電系統中的應用

2.2.1 選取與額定電壓相適應的負荷開關

因負荷開關按照不同的使用電壓數值可分為不同類型的負荷開關，那么想要將負荷開關應用于地鐵車站的低壓配電系統中，負荷開關的額定電壓就要與地鐵車站的低壓配電系統的額定電壓相一致。另外，除了額定電壓，還需考慮低壓配電系統工作中可能會出現的電壓最高值，負荷開關的額定電壓應當略高于低壓配電網的電壓數值。例如，一個地鐵車站的低壓配電系統中采用的電壓為220V至380V，那么負荷開關的電壓應當略高于380V。

2.2.2 選取額定電流高于回路總負載電流的負荷開關

因為負荷開關在地鐵車站的低壓配電系統中發揮著接通、分斷低壓配電系統中所負載的總電流的作用，所以為了使負荷開關能夠承受其負載電流而不出現過載故障，工作人員在選擇負荷開關時應當選擇開關額定電流高于地鐵車站低壓配電系統電流的負荷開關。例如，深圳地鐵車站在建設低壓配電系統時便選擇了額定電流高于低壓配電網額定電流3或4倍左右的負荷開關。

2.2.3 為避免短路發生，應當進行檢驗

為了保證負荷開關在工作中正常發揮作用，而不出現短路現象，應當對其進行短路檢驗。當購買負荷開關后，在其投入使用之前，檢驗其動穩定電流與熱穩定電流的數值，如果這兩個電流數值大于預期的短路電流最高值，則說明這個負荷開關是有效的，可以投入使用。若這兩個電流數值低于預期的短路電流峰值，那么這個負荷開關是不能應用于該低壓配電系統的，若投入使用會導致故障發生。

2.2.4 選擇恰當的負荷開關的操作形式

因為負荷開關可能會被安裝在不同的位置和空間，為了保證工作人員可以對負荷開關進行方便有效的控制，應當在安置負荷開關時確定有利的操作形式。例如，是正面操作還是側面操作，是通過輔助杠桿操作還是無輔助杠桿直接人為操作等。通常情況下，為了提高工作的安全性，防范安全事故的發生，一般都選擇安全性能高的輔助杠桿來進行輔助操作。目前隨著負荷開關的不斷研究和創新，在國內外均有質量較好的負荷開關產品。

3 結束語

綜上所述，在地鐵車站的低壓配電系統中，由于斷路器結構復雜不易維修，以及負荷開關功能與斷路器相似等原因，負荷開關在地鐵車站的低壓配電系統中逐漸得到了應用。負荷開關具有接通和分斷低壓配電網中的負載電流的作用，選擇恰當的負荷開關需要考慮多個因素。

參考文獻

[1]李博.淺析負荷開關在地鐵車站低壓配電系統的應用[J].科技視界，2015，8（25）：54-55.

[2]宋新啟.基于智能低壓配電系統的地鐵配電電能管理系統[J].城市軌道交通研究，2012，12（10）：267-268.

[3]劉華，王松，張白帆.對某地鐵車站發生的低壓配電所主進線開關連續跳閘事故的分析—兼論備自投可靠性問題[J].智能建筑電氣技術，2011.