接地开关又称地刀,是电力系统中负责将设备接地的装置。安全始终是电力系统中最重要的问题,特别是在高压电力系统中,一旦发生触电事故,往往伴随着人员伤亡、设备损坏或系统稳定破坏等,因此对安全必须做到万无一失,特别是人身安全,更是重中之重。作业人员一旦触电失去生命,给死者家庭和相关单位都会造成不可挽回的损失。
前面的章节讲到:在高压电力系统中,断路器主要负责开断电路,防止运行系统向检修设备送电;隔离开关负责保证检修设备与运行系统隔离,形成明显的断开点。没有隔离开关的,也要通过解开检修设备与运行系统之间的一次接线来实现物理隔离。读到这儿,小伙伴们会认为此刻在检修设备上工作已经绝对安全了!然而不是的。要完全保证作业人员安全,还必须要求检修设备可靠接地,并形成封闭的接地系统(即检修设备的各侧均应可靠接地),因为不排除某些偶然因素或人为失误导致触电事故的发生。如:施工机具旋转过程中触碰周围带电设备(不一定需要接触,只要达到放电距离即可触电)、加压试验过程中误向相邻工作面的检修设备提供电压、调试过程中误向检修设备送电等,均会发生触电事故。
电力系统就是通过接地开关将检修设备可靠接地的。若检修设备没有配套的接地开关,也要通过装设接地线的方式来使检修设备可靠接地。如此一来,即使检修设备偶然来电,也会通过事先合上的接地开关或装设的接地线将电流直接导入大地,避免电流通过人体(通常人体的电阻比导体的电阻大,电流总是选择电阻小的通道形成闭合回路)并造成伤害。例如:在生产生活中,要求电动工具、仪器仪表外壳接地和家用电器外壳接地,也是从使用人员的安全考虑的,大家务必执行到位。在变电站中,为了避免误向检修设备送电,还在隔离开关与接地开关之间设置联锁条件(机械联锁或电气联锁,有时两者兼有)。只要接地开关处于合闸状态,在联锁条件下就无法合上同一间隔的隔离开关,从而无法通过同一间隔的断路器向检修设备送电。当然,解锁操作和通过接地线接地的情况除外(此两种情况失去闭锁条件)。这也是电力系统中对“解锁操作"和“接地线管理”高度重视的原因,稍有不慎就会发生误操作事件。
与隔离开关的结构类似,接地开关的结构也比较简单。主要由触头(静触头、动触头)、连杆、机构箱等组成。(1)触头,是实现设备与大地连接的部件,其中静触头安装在待接地的设备上,动触头的末端与大地连接。当动触头卡入静触头的卡槽时,设备就实现了与接地;(2)连杆,由几根铁棒组成,在动触头与机构箱之间传递电机的动能。当机构箱中的电机工作时,通过连杆带动动触头旋转,进而实现接地开关的合闸和分闸操作;(3)机构箱,由电机、齿轮、分合闸操作按钮、环境控制部件等组成,主要功能是向接地开关的操作提供动能。
请注意,正常情况下(系统运行时)同一间隔的断路器、隔离开关均处于合闸状态,而接地开关处于分闸状态,这是它们最大的不同点。