2.1 基本结构与工作原理
2.1.1 SF6负荷开关
SF6负荷开关符号及含义如图2-1所示。
图2-1 柱上负荷开关符号及含义
柱上负荷开关的基本结构如图2-2所示，开关内部结构如图2-3所示。
图2-2 柱上负荷开关的基本结构
1—分、合闸指针；2—分闸手柄；3—操作限位；4—操作机构；5—合闸手柄；6—瓷瓶固定螺栓（白色标记）；7—接线端子；8—二次电缆插座；9—低气压闭锁指针；10—接地端子；11—端盖（内置防爆膜）；12—充气阀；13—吊钩；14—开关壳体（内充SF6）
图2-3 开关内部结构
1—静触头；2—消弧盘；3—ZPD；4—带状触指（手风琴状）；5—ZCT；6—TA；7—水压胀形的壳体；8—瓷套；9—绝缘套支架；10—端子；11—动触头；12—绝缘拐臂；13—驱动轴（与电动操作机构相连）
（1）低气压闭锁及报警指示装置。为了保证使用的安全性，本开关设有低气压闭锁及报警指示装置。当开关内部气体的压力降低到规定值以下时，闭锁装置通过机械的方式将开关锁定，不允许进行分、合闸操作，同时在开关的机构箱下部对应的指针便指向“故障”位置，并通过“PS回路”发出电气信号。
（2）防爆泄压装置。为了保证开关在发生严重内部燃弧故障时，不至于压力过高而将开关壳体损坏进而伤及周围的人员或设备，本开关还装设有防爆泄压装置。该装置镶嵌在开关一端的圆形封板中。
2.1.2 真空负荷开关
该产品的整体结构分为两部分：本体部分和操作机构，如图2-4所示。
图2-4 真空负荷开关
真空负荷开关符号及含义如图2-5所示。
图2-5 真空负荷开关符号及含义
1.本体部分
产品本体结构为三相共箱式，所有零部件都组装在焊接密封的不锈钢壳体内。采用真空灭弧、SF6气体绝缘，为了提高绝缘性能，相间及相对地（外壳）之间有绝缘板。主要由壳体、主回路装配、传动部分、吊装和防爆装置及内置检测元件等部分组成。真空负荷开关结构图如图2-6所示。
（1）壳体。壳体采用2.5mm厚的优质碳钢或不锈钢板制成，结构坚固。采用TIG氩弧熔接焊接，并在制造工艺上保证开关壳体SF6气密性。壳体外表面喷涂浅灰色漆，具有防止锈蚀、抗击恶劣环境条件能力。壳体上具有不锈钢接地螺柱和接地标记，供安装接地线用。
（2）主回路装配。产品主回路由进线套管、隔离开关、软连接、导电夹、真空灭弧室、出线套管构成。真空灭弧室与出线套管装配为一体，为了提高真空断口的可靠性，在真空灭弧室的动端串联了一个隔离断口，隔离静触头安装在进线套管上，隔离动触头安装在绝缘隔离轴上。
图2-6 真空负荷开关结构图
产品进出线套管具有瓷套管和硅橡胶套管两种可供选择。瓷套管为氧化铝材料烧制。硅橡胶套管是由户外环氧树脂和硅橡胶制成，具有较高的绝缘强度和机械强度。
（3）传动部分。三相真空灭弧室通过调节螺杆与绝缘主轴连接在一起。绝缘隔离轴上装有三相隔离动触头，绝缘主轴和绝缘隔离轴在机构输出轴的带动下产生动作，并把这些动作通过上述传动部分带动真空灭弧室及其串联的隔离开关实现分合闸操作。
（4）吊装和防爆装置。产品具有座式安装和吊式安装两种安装方式。壳体上方的吊装装置，供产品安装、固定、搬运和吊装用，并与防爆装置相配合，防止开关因内部异常而引起气体压力急剧上升时导致容器破裂。为了使检查和巡视人员在杆下就能发现开关是否发生了故障，设有翻板式故障指示装置。
（5）内置检测元件。为满足不同用户的需求，产品可内置不同功能的检测元件，以采集相关配电网运行参数，通过不同配置组合实现不同的功能。如：
产品内部可装A、C两相电流互感器与一只零序电流互感器或三相电流互感器，与一只电压互感器及相关功能控制器配合使用，组成具有速断保护、过电流保护、防涌流保护以及零序保护等功能的真空分界开关。
产品内部可装三相电流互感器与两只电压互感器及相关功能控制器配合使用，组成具有速断保护、过电流保护、防涌流保护以及零序保护等功能的环网联络开关。
2.操作机构部分
操作机构采用电磁操作机构，同时具有电动/手动储能，电动/手动分合的功能，结构简单，操作功耗低。整个结构由电磁机构、手动分合闸系统、储能系统、机械保持系统、分闸线圈及储能指示等部件组成。
该机构置于密封的机构罩中，可有效防止操作机构锈蚀问题，提高操作机构的可靠性。机构罩上有明显的“分”“合”等指示牌，开关的分、合指示轴与开关内部主轴相连接，和开关三相触头同步转动，可准确显示开关的动作状态，标示牌上喷涂反光漆，在地面往上可以清晰地看到。
3.工作原理
产品采用真空灭弧，SF6气体绝缘。当产品接到合闸指令后，操作机构分别带动绝缘主轴和绝缘隔离轴运动，使负荷开关的动触头和静触头先闭合，然后使真空灭弧室的动触头和静触头再闭合，电源与负载接通，电流流过负载；相反，当产品接到分闸指令后，操作机构带动绝缘主轴和绝缘隔离轴运动，使真空灭弧室动触头和静触头先分离，随后负荷开关的动触头和静触头再分离。在真空灭弧室的动、静触头刚分离的瞬间，触头之间立刻产生真空电弧，真空电弧是依靠触头上蒸发出来的金属蒸气来维持的。由于真空灭弧室动、静触头上加工有螺旋槽，使流经触头的电流感应出与弧柱轴线平行的纵向磁场，电弧粒子在纵向磁场的作用下，迅速地向周围扩散，并在电流过零时快速熄灭。
操作机构的工作原理如下：
（1）电动操作。
1）电动合闸操作。当施加额定操作电压后，在电磁力的作用下，电磁机构的动铁心动作，在压缩合分闸弹簧的同时使负荷开关闭合。开关合闸后，操作机构的行程开关被压下，同时在合闸保持挚子作用下完成机械锁扣，使开关保持在合闸状态。
2）电动分闸操作。在合闸状态下，当接到分闸信号后，分闸线圈的动铁心推动分闸半轴转动，解除机械锁扣，使储存在合分闸弹簧中的能量释放的同时使负荷开关分开，从而实现分闸操作。
（2）手动操作。可通过操作手柄和分闸手柄进行手动操作。手动操作机构采用了曲柄弹簧机构，以保证开关的关合和打开速度与手柄操作速度无关。
1）手动合闸操作。拉动操作手柄右侧，利用曲柄弹簧机构过死点作用完成合闸操作。
2）手动储能操作。合闸完成后，必须将操作手柄左侧拉下使合分闸弹簧储能，为手动分闸操作做好准备，此时在合闸保持挚子作用下完成机械锁扣，使开关保持在合闸状态。
3）手动分闸操作。向下拉动分闸手柄，带动分闸半轴转动，解除机械锁扣，在合、分闸弹簧能量释放的同时完成分闸操作。
（3）电动、手动交替操作。当电动合闸操作完成后，在停电状态下，可用手动分闸操作方式使开关分闸。
当手动合闸操作完成后，必须再完成手动储能操作，使行程开关接通分闸回路后，才能进行电动分闸操作。