浅析负荷开关在地铁车站低压配电系统中的应用

陈瑞强

摘 要：文章首先对负荷开关的有关内容进行简要介绍，包括其含义、结构、工作原理、分类以及与断路器的比较等。其次，对地铁车站低压配电系统中选用负荷开关需要考虑的因素进行分析。

关键词：负荷开关；低压配电系统；应用

引言

随着我国城市规模的不断扩大以及道路交通运输的快速发展，地铁运输成为城市运输中的重要组成部分。在地铁车站的低压配电系统中有一种重要的开关电器即负荷开关，在其中担负着重要的作用。因此，负荷开关在低压配电系统中的应用是非常必要的。

1 简要介绍负荷开关

近几年来，负荷开关逐渐在地铁车站的低压配电系统中得到应用，在分析负荷开关在地铁车站低压配电系统中如何运用时，首先需要对负荷开关进行整体性的了解，包括其含义、结构、工作原理、分类以及与其他开关电器之间的比较，例如断路器[1]。只有对负荷开关的相关内容有了一定程度的了解和认识后，才明白它在地铁车站的低压配电系统中发挥了哪些作用，并展开进一步的探讨和分析，因此文章将对这些内容一一进行解析。

1.1 负荷开关的含义与结构

开关电器有几种不同的类型，负荷开关是开关电器类型中的一种，它介于隔离开关与断路器之间，与二者既存在相似之处，也存在不同之处。负荷开关中有较为简单的灭弧装置，它能够切断额定的负荷电流，也能够切断一定标准的过载电流，但是它不能够切断短路电流。负荷开关中包含一些零部件，例如有绝缘的底座、发挥静触头作用的夹座、发挥动触头作用的闸刀、简单的灭弧装置、操作杠杆和熔断器。通过这些零部件有规律的组合在一起，从而形成了负荷开关，使负荷开关能够发挥作用。

1.2 负荷开关的工作原理

负荷开关的工作原理共有两个组成部分，分别是开闸和合闸。这两个工作流程主要是由隔离刀和真空灭弧室两个主要的组件来完成的。首先，在分闸时，通过分闸弹簧运动产生的作用导致主轴顺时针发生旋转。这不仅能使曲柄滑块机构发生活动，导致活塞向上移动压缩气体，还会影响两套四连杆机构组成的传动系统，先打开主闸刀，再推动灭弧闸刀，使弧触头打开，气缸中的压缩空气通过喷口吹灭电弧。其次，在合闸时，灭弧室先合闸，隔离刀再合闸[2]。

1.3 负荷开关的分类

负荷开关有多种类型，也有很多分类方法。最常用的是按照使用电压来分类。根据负荷开关的使用电压类型不同，负荷开关可分为高压负荷开关和低压负荷开关。高压负荷开关是指在10千伏以上的高压中应用的开关，低压开关是指在10千伏以下的低压中应用的开关。另外，还有一些其他的分类方法。见表1。

表1 负荷开关的分类方法

1.4 负荷开关与断路器的比较

负荷开关与断路器既有相似之处，又有不同之处。首先来看二者的相似之处，负荷开关和断路器都可以看作成开关电器，在地铁车站的低压配电系统中发挥着相似的作用，都可在不频繁的条件下手动地分合负载电流，且都具备灭弧装置。但是负荷开关与断路器之间又存在着明显不同的地方。负荷开关内部结构较为简单，零部件较少，若发生故障，修理时较为容易；而断路器内部结构较为复杂，零部件较多，若发生故障，修理时难以进行故障排除和修复工作。

2 负荷开关在地铁车站低压配电系统中的应用

2.1 简述地铁车站低压配电系统

地铁车站的低压配电系统中包括三个组成部分，分别是车站的低压配电室配电柜、低压电缆线路和低压配电箱。当然负荷开关与断路器作为其中的开关承担着不可替代的作用。地铁车站的低压配电系统的整体功能是将低压电力配置给各个用电负荷，做到既安全又合理。

地铁车站中会应用到低压断路器也会应用到低压负荷开关。首先来看低压断路器的功能。低压断路器是一种自动开关与手动开关兼具的开关电器。在自动开关的功能中，低压断路器可以对失压、欠压、过载、和短路等故障情况开启保护模式；在手动操作中，低压断路器可以用来科学合理地分配电能[3]。

虽然低压断路器的功能强大，但结构复杂，出现故障不易修理；低压负荷开关的功能与其相似，尽管不如它功能强大，但结构简单，容易修理。因此，在地铁车站的某些位置上，负荷开关可以取代断路器。

2.2 负荷开关在低压配电系统中的应用

2.2.1 选取与额定电压相适应的负荷开关

因负荷开关按照不同的使用电压数值可分为不同类型的负荷开关，那么想要將负荷开关应用于地铁车站的低压配电系统中，负荷开关的额定电压就要与地铁车站的低压配电系统的额定电压相一致。另外，除了额定电压，还需考虑低压配电系统工作中可能会出现的电压最高值，负荷开关的额定电压应当略高于低压配电网的电压数值。例如，一个地铁车站的低压配电系统中采用的电压为220V至380V，那么负荷开关的电压应当略高于380V。

2.2.2 选取额定电流高于回路总负载电流的负荷开关

因为负荷开关在地铁车站的低压配电系统中发挥着接通、分断低压配电系统中所负载的总电流的作用，所以为了使负荷开关能够承受其负载电流而不出现过载故障，工作人员在选择负荷开关时应当选择开关额定电流高于地铁车站低压配电系统电流的负荷开关。例如，深圳地铁车站在建设低压配电系统时便选择了额定电流高于低压配电网额定电流3或4倍左右的负荷开关。

2.2.3 为避免短路发生，应当进行检验

为了保证负荷开关在工作中正常发挥作用，而不出现短路现象，应当对其进行短路检验。当购买负荷开关后，在其投入使用之前，检验其动稳定电流与热稳定电流的数值，如果这两个电流数值大于预期的短路电流最高值，则说明这个负荷开关是有效的，可以投入使用。若这两个电流数值低于预期的短路电流峰值，那么这个负荷开关是不能应用于该低压配电系统的，若投入使用会导致故障发生。

2.2.4 选择恰当的负荷开关的操作形式

因为负荷开关可能会被安装在不同的位置和空间，为了保证工作人员可以对负荷开关进行方便有效的控制，应当在安置负荷开关时确定有利的操作形式。例如，是正面操作还是侧面操作，是通过辅助杠杆操作还是无辅助杠杆直接人为操作等。通常情况下，为了提高工作的安全性，防范安全事故的发生，一般都选择安全性能高的辅助杠杆来进行辅助操作。目前随着负荷开关的不断研究和创新，在国内外均有质量较好的负荷开关产品。

3 结束语

综上所述，在地铁车站的低压配电系统中，由于断路器结构复杂不易维修，以及负荷开关功能与断路器相似等原因，负荷开关在地铁车站的低压配电系统中逐渐得到了应用。负荷开关具有接通和分断低压配电网中的负载电流的作用，选择恰当的负荷开关需要考虑多个因素。

参考文献

[1]李博.浅析负荷开关在地铁车站低压配电系统的应用[J].科技视界，2015，8（25）：54-55.

[2]宋新启.基于智能低压配电系统的地铁配电电能管理系统[J].城市轨道交通研究，2012，12（10）：267-268.

[3]刘华，王松，张白帆.对某地铁车站发生的低压配电所主进线开关连续跳闸事故的分析—兼论备自投可靠性问题[J].智能建筑电气技术，2011.