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摘要：随着市场经济的发展，我国电力事业也获得了长足发展。接地开关作为重要的电力设备，在电力系统有着重要的作用。本文首先对隔离开关、接地开关、快速接地开关进行了简要阐述，进而探讨了接地开关、快速接地开关的结构设计，在此基础上，对高压接地开关进行了简要说明，以供参考。
关键词：高压电器；开关设计
一、高压电器开关概述
从电器开关的种类来看，主要有隔离开关、接地开关、快速接地开关三种类型，主要如下：
隔离开关主要用于隔离电源及其他带电装置所用的开关电器。其主要作用在于当线路上电流几乎为零时，将高压电源和电气设备接通过隔开。通过明显断开点，能够准确判断电路电源切断与否。在设备检修中，应先用隔离电源将电源切开，在检修完成之后再连通，以保证检修过程中的安全。一些隔离开关能够在闸刀打开后自动接地，这样就能保证检修人员安全。
接地开关指的是在回路接地中安装一种类似于机械式的开关装置。在短路等异常情况下，能够在一定时间内承载异常电流。在正常回路运行过程中，不需要承载电流。一般而言，接地开关安装在降压变压器高压侧。在输电线只向一台变压器供电时，如果受电断出现故障，则接地开关自动形成闭合，受电端断路器自动分闸，迅速切除故障。如果输电线的支线继续供电，为了保证其他线路的正常输电，接地开关、快速接地开关应共同使用。在一个变电站出现故障时，能快速实现分闸，切除变电器故障。
快速接地开关指的是一种特殊的能够开合短路电流的接地开关。在切除线路接地故障之后，可以通过相邻线路进行继续供电，能迅速消除潜供电流，确保线路的自动重合闸成功。为了减少事故损失，在发生故障后，快速接地开关通过自动开合，能够通过三相接地将电流导入到地面。由于这个过程需要耗费一定时间，因而快速接地开关应具备短时的耐受电流能力。快速接地开关主要有两个作用：一是当外壳的绝缘子出现内部燃弧或爬电现象时，为了使主回路能够快速接地，通过断路器迅速切除故障电流。二是由于开合平行的架空线路能够产生电磁感应及静电感应电感电流，能够尽快消除故障。
二、接地开关结构设计
为了防止电弧及强大电动力造成的损坏，只通过提高出头接触压力和开关机械强度是不够的，还应该对开关结构进行改造。在接地开关结构设计中，应根据接地开关布置情况，分为以下几种：
（一）侧面打开
为了减少电动力及电弧影响，可以在静触头上加一个限位叉板，这样不仅能防止接地刀杆出现变形的情况，还可以防止静触指与接地刀的分离，减少电弧的产生，保护静触头与动触头不受到损坏。
（二）内外打开
在电力驱动作用下，接地刀会向关合方向偏移，应采取相应的措施，保证静触头、动触头有足够的接触压力。由于接地刀在向外打开时需要较大的接地面积，因此，保持合理的接触压力，能够保证接触刀的正常开合。
（三）内向打开
接地刀在向内打开过程中，电动力运行过程中会发生一定的偏移，在电动力作用下，接地刀和静触头会逐渐分离。可以采取以下两种措施：
第一，接地开关可以采用一种拐臂弹簧式的结构，在接地开关的动触头发生闭合时，接地开关开始转动。当出现在静触头下方的时候，能够产生一个向上的动力，从而插入到静触头中。与此同时，在静触头上还设置了一个限位板，这样就能够防止在电力作用下，动触头从静触头中脱出，防止电弧的产生，也减少触头杆的变形情况。
第二，接地开关可以采用一种交叉四连杆的结构，这样就能够保证动触头合闸时开始运动，在转动到静触头的下方时，能够产生一个向上的动力，将动触头插入到静触头中。同时，在静触头上也设置了一个限位板。在电动力产生过程中，该限位板能够防止动触头与静触头的脱落和分离，防止电弧产生，也能够防止接地杆变形。
三、快速接地开关合闸速度设计
在快速接地开关设计中，因为具体部件不同，因此，快速接地开关内部结构也有很大差异。从结构上说，快速接地开关可分为以下组成部分：结构箱、绝缘端子、灭弧室、外壳、触头、软连接等。在快速接地开关运行过程中，可能会发生意外带电自动闭合的情况，导致事故的发生。因此，在快速接地开关设计中，应严格按照相关规定，实现短路结合的要求。首先，应保证动触头与静触头的紧密结合，由于动触头在插入时会产生一定的插入力，且必须大于静触头弹簧所产生的反作用力和电动斥力，这样才能保证动触头与静触头的结合密实度。在动触头插入后，由于快速接地开关的动触头会产生一定的动能，这样就能够克服静触头弹簧在电动摩擦及接触摩擦所产生的阻力，保证动触头合适的关合速度。
当快速接地开关出现短路闭合之后，触头电动力及触头的接触摩擦力都会对触头合闸产生一定的阻碍作用，因此，如果触头合闸的作用力小于阻力的作用，则可能会发生起弧、熔焊、跳弹等情况。为保证快速接地开关自动合闸能力，应确保和功在阻力功之上，且动触头与静触头能够紧密并和，这样才能迅速关闭短路电流。
四、高压接地开关设计
高压接地开关最主要的功能在于保证机车主断路器的接地点电路处于正常的工作状态，将高压接地开关与断路器共同使用，才能保证机车操作的安全。从高压接地开关的结构来看，可以分成车外、车内两个部分。车内部分包括了操作杆组装、锁组装、下罩、下罩内传动机构等。车外部分包括了触头弹簧、上罩、上罩内传动机构、闸门等。在高压接地开关运行过程中，闸刀可以安装到支架轴上，通过连接杆组、曲柄组装、操作杆组、轴等组成一个完整的传动装置。在操作杆转动之后，能够带动整个传动装置开始运动，从而带动闸刀进行运动。在高压接地开关设计原理如下；当操作杆经过180度旋转之后，操作杆能够从一端必须旋转到另一端，闸刀运行位也相应地发生偏移。高压接地开关在运行过程中，需要锁组装置进行动作。在蓝色锁启动后，操作杆才能够从操作位转移到接地位，到接地位后，以黄色钥匙将操作杆固定在相应的位置，再拔出钥匙。
高压接地开关如果位于接地位置时，则接地电流在经真空断路器的高压输出端、输入端两侧进行输入，将高压接地开关的闸刀嵌入固定的弹簧片上，在接地电流通过时，以软联线将其引流到高压接地开关的下罩，再从下罩回流到机车的零位中，这样就形成了一个环形电流。
结束语：
随着我国经济的发展，电力事业也得到了较快发展。高压电器在供电、用电、发电企业中广泛应用，能够保证电网运行的安全性与可靠性，还能保证人们生产生活的持续进行。因此，高压电器运行、检修、维护成为电网运行应重视的问题。接地开关是电力系统的重要电力设备，对电力系统的运行有重要的影响。随着科学技术的发展，现代开关设备也逐渐朝着高性能、免维修、高参数方向发展。在开关结构设计上，也呈现出封闭、小型、成套组合发展的趋势。电器开关主要可以分成三类：隔离开关、接地开关、快速接地开关，对电气开关种类的分析，为高压接地开关设计提供了相关的借鉴及参考。
参考文献：
[1]王振.高压电器中的开关设计分析[J].价值工程，2012，31（20）：80-81.
[2]吴钊，赵庆斌，许书辉等.具有辅助灭弧室回路的高压交流接地开关开合感应电流试验探讨[J].高压电器，2012，48（8）：103-108.
[3]刘平，刘朴，杜炜等.交流串联电容器用旁路开关试验回路研究[J].高压电器，2011，47（7）：58-63.
[4]李世芸，唐夫阳.基于UG和ADAMS的高压开关弹簧机构动力学仿真和优化[J].高压电器，2008，44（2）：110-113.
[5]臧春艳，胡李栋.智能型开关电器的研发现状与分析[J].高压电器，2011，47（3）：1-5，11.
[6]程风华，崔梦莹，李铁军等.同塔双回B类高压交流接地开关辅助回路的设计[J].高压电器，2012，48（9）：47-55.
关键词：高压电器；开关设计
一、高压电器开关概述
从电器开关的种类来看，主要有隔离开关、接地开关、快速接地开关三种类型，主要如下：
隔离开关主要用于隔离电源及其他带电装置所用的开关电器。其主要作用在于当线路上电流几乎为零时，将高压电源和电气设备接通过隔开。通过明显断开点，能够准确判断电路电源切断与否。在设备检修中，应先用隔离电源将电源切开，在检修完成之后再连通，以保证检修过程中的安全。一些隔离开关能够在闸刀打开后自动接地，这样就能保证检修人员安全。
接地开关指的是在回路接地中安装一种类似于机械式的开关装置。在短路等异常情况下，能够在一定时间内承载异常电流。在正常回路运行过程中，不需要承载电流。一般而言，接地开关安装在降压变压器高压侧。在输电线只向一台变压器供电时，如果受电断出现故障，则接地开关自动形成闭合，受电端断路器自动分闸，迅速切除故障。如果输电线的支线继续供电，为了保证其他线路的正常输电，接地开关、快速接地开关应共同使用。在一个变电站出现故障时，能快速实现分闸，切除变电器故障。
快速接地开关指的是一种特殊的能够开合短路电流的接地开关。在切除线路接地故障之后，可以通过相邻线路进行继续供电，能迅速消除潜供电流，确保线路的自动重合闸成功。为了减少事故损失，在发生故障后，快速接地开关通过自动开合，能够通过三相接地将电流导入到地面。由于这个过程需要耗费一定时间，因而快速接地开关应具备短时的耐受电流能力。快速接地开关主要有两个作用：一是当外壳的绝缘子出现内部燃弧或爬电现象时，为了使主回路能够快速接地，通过断路器迅速切除故障电流。二是由于开合平行的架空线路能够产生电磁感应及静电感应电感电流，能够尽快消除故障。
二、接地开关结构设计
为了防止电弧及强大电动力造成的损坏，只通过提高出头接触压力和开关机械强度是不够的，还应该对开关结构进行改造。在接地开关结构设计中，应根据接地开关布置情况，分为以下几种：
（一）侧面打开
为了减少电动力及电弧影响，可以在静触头上加一个限位叉板，这样不仅能防止接地刀杆出现变形的情况，还可以防止静触指与接地刀的分离，减少电弧的产生，保护静触头与动触头不受到损坏。
（二）内外打开
在电力驱动作用下，接地刀会向关合方向偏移，应采取相应的措施，保证静触头、动触头有足够的接触压力。由于接地刀在向外打开时需要较大的接地面积，因此，保持合理的接触压力，能够保证接触刀的正常开合。
（三）内向打开
接地刀在向内打开过程中，电动力运行过程中会发生一定的偏移，在电动力作用下，接地刀和静触头会逐渐分离。可以采取以下两种措施：
第一，接地开关可以采用一种拐臂弹簧式的结构，在接地开关的动触头发生闭合时，接地开关开始转动。当出现在静触头下方的时候，能够产生一个向上的动力，从而插入到静触头中。与此同时，在静触头上还设置了一个限位板，这样就能够防止在电力作用下，动触头从静触头中脱出，防止电弧的产生，也减少触头杆的变形情况。
第二，接地开关可以采用一种交叉四连杆的结构，这样就能够保证动触头合闸时开始运动，在转动到静触头的下方时，能够产生一个向上的动力，将动触头插入到静触头中。同时，在静触头上也设置了一个限位板。在电动力产生过程中，该限位板能够防止动触头与静触头的脱落和分离，防止电弧产生，也能够防止接地杆变形。
三、快速接地开关合闸速度设计
在快速接地开关设计中，因为具体部件不同，因此，快速接地开关内部结构也有很大差异。从结构上说，快速接地开关可分为以下组成部分：结构箱、绝缘端子、灭弧室、外壳、触头、软连接等。在快速接地开关运行过程中，可能会发生意外带电自动闭合的情况，导致事故的发生。因此，在快速接地开关设计中，应严格按照相关规定，实现短路结合的要求。首先，应保证动触头与静触头的紧密结合，由于动触头在插入时会产生一定的插入力，且必须大于静触头弹簧所产生的反作用力和电动斥力，这样才能保证动触头与静触头的结合密实度。在动触头插入后，由于快速接地开关的动触头会产生一定的动能，这样就能够克服静触头弹簧在电动摩擦及接触摩擦所产生的阻力，保证动触头合适的关合速度。
当快速接地开关出现短路闭合之后，触头电动力及触头的接触摩擦力都会对触头合闸产生一定的阻碍作用，因此，如果触头合闸的作用力小于阻力的作用，则可能会发生起弧、熔焊、跳弹等情况。为保证快速接地开关自动合闸能力，应确保和功在阻力功之上，且动触头与静触头能够紧密并和，这样才能迅速关闭短路电流。
四、高压接地开关设计
高压接地开关最主要的功能在于保证机车主断路器的接地点电路处于正常的工作状态，将高压接地开关与断路器共同使用，才能保证机车操作的安全。从高压接地开关的结构来看，可以分成车外、车内两个部分。车内部分包括了操作杆组装、锁组装、下罩、下罩内传动机构等。车外部分包括了触头弹簧、上罩、上罩内传动机构、闸门等。在高压接地开关运行过程中，闸刀可以安装到支架轴上，通过连接杆组、曲柄组装、操作杆组、轴等组成一个完整的传动装置。在操作杆转动之后，能够带动整个传动装置开始运动，从而带动闸刀进行运动。在高压接地开关设计原理如下；当操作杆经过180度旋转之后，操作杆能够从一端必须旋转到另一端，闸刀运行位也相应地发生偏移。高压接地开关在运行过程中，需要锁组装置进行动作。在蓝色锁启动后，操作杆才能够从操作位转移到接地位，到接地位后，以黄色钥匙将操作杆固定在相应的位置，再拔出钥匙。
高压接地开关如果位于接地位置时，则接地电流在经真空断路器的高压输出端、输入端两侧进行输入，将高压接地开关的闸刀嵌入固定的弹簧片上，在接地电流通过时，以软联线将其引流到高压接地开关的下罩，再从下罩回流到机车的零位中，这样就形成了一个环形电流。
结束语：
随着我国经济的发展，电力事业也得到了较快发展。高压电器在供电、用电、发电企业中广泛应用，能够保证电网运行的安全性与可靠性，还能保证人们生产生活的持续进行。因此，高压电器运行、检修、维护成为电网运行应重视的问题。接地开关是电力系统的重要电力设备，对电力系统的运行有重要的影响。随着科学技术的发展，现代开关设备也逐渐朝着高性能、免维修、高参数方向发展。在开关结构设计上，也呈现出封闭、小型、成套组合发展的趋势。电器开关主要可以分成三类：隔离开关、接地开关、快速接地开关，对电气开关种类的分析，为高压接地开关设计提供了相关的借鉴及参考。
参考文献：
[1]王振.高压电器中的开关设计分析[J].价值工程，2012，31（20）：80-81.
[2]吴钊，赵庆斌，许书辉等.具有辅助灭弧室回路的高压交流接地开关开合感应电流试验探讨[J].高压电器，2012，48（8）：103-108.
[3]刘平，刘朴，杜炜等.交流串联电容器用旁路开关试验回路研究[J].高压电器，2011，47（7）：58-63.
[4]李世芸，唐夫阳.基于UG和ADAMS的高压开关弹簧机构动力学仿真和优化[J].高压电器，2008，44（2）：110-113.
[5]臧春艳，胡李栋.智能型开关电器的研发现状与分析[J].高压电器，2011，47（3）：1-5，11.
[6]程风华，崔梦莹，李铁军等.同塔双回B类高压交流接地开关辅助回路的设计[J].高压电器，2012，48（9）：47-55.