高壓隔離器在地鐵直流開關柜中的應用
近幾年來，軌道交通因其運載能力大、運行快速準時、噪音廢氣污染小等優勢,在我國獲得蓬勃發展，也帶來中國軌道交通供電設備需求的日益增長。越來越多的城市加入到修建地鐵的行列當中來。目前全國已有11個城市擁有了地鐵，另外計劃在建地鐵的城市20多個。直流開關柜作為地鐵供電系統中不可缺少的重要組成部分，也隨著軌道交通行業蓬勃發展。
本文主要是介紹了1500V直流開關柜在軌道交通供電系統中的應用以及高壓模擬信號隔離器在直流開關柜中的應用。
軌道交通的變電系統
通常軌道交通的供電系統是將5KV-38KV高壓交流電通過變壓器和高負荷牽引整流器轉換為1500V直流電壓，然后將1500V直流電壓引入直流開關柜，通過開關柜分配到各個輸電軌或者頂部接觸供電系統對機車進行供電，示意圖如圖1：
直流開關柜的組成
直流開關柜按照用途可以分為：進線柜（又稱正極柜）、饋線柜、負極柜和軌電位保護柜四種基本類型。目前主流的直流開關柜的額定工作電壓DC750V及DC1500V，額定工作電流為
直流開關柜屬于快速開斷設備它是空氣絕緣、戶內安裝的封閉分隔式成套設備。開關柜由一系列標準化單元組合，開關柜內按用戶要求可隔成不同的功能小室，功能小室通常有低壓控制室、斷路器手車室、主母線室。一次電纜室、隔離開關室等。
直流開關柜主要由4大部分組成：
l 斷路器
l 隔離開關
l 繼電保護裝置
l 高壓隔離放大器
圖2，圖3是直流開關柜的示意圖：
直流高壓隔離放大器的作用
繼電保護裝置是直流開關柜關鍵裝置之一，它集成了測控、保護、自診斷、故障錄波、事件順序記錄和總線通訊等功能，可實現對饋線柜、進線柜、負極柜等設備的全面監控和保護。
軌道交通使用的直流電壓高達上千伏，這對二次儀表或其他檢測設備帶了危險。所以必須將上千伏的電壓安全隔離轉換成可以接收和測量的標準模擬信號，完成對低壓設備的保護。此時就非常需要能將高壓信號轉換成標準信號的隔離器放大器，同時還應該具備強大的耐壓能力和截止頻率。隔離器的可靠性和穩定性對軌道交通的供電系統故障的監控和數據分析及其的重要。
圖4，圖5是饋線保護示意圖，分別測量了饋線電阻的電流和饋線電壓。隔離變送后的低壓模擬信號輸入到2次回路的繼電保護系統。
l 進線柜和饋線柜的被測電壓高，需要使用工作電壓2200V甚至3600V的高壓型隔離器；
l 負極柜監控的鋼軌回流電流較小，故可以使用耐壓相對較低的隔離器來監測電流；
l 框架保護柜監控整個系統的框架電位，同樣電壓較小，也可以使用低壓的隔離器。
目前廣泛使用的高壓隔離器都是德國Knick（科尼克）公司生產的P41000（測電流）和P42000（測電壓）系列直流高壓隔離器。目前世界上唯一能直接輸入3600V DC信號的隔離器是Knick公司生產的，它的三端測試電壓可達15KV，截止頻率5KHZ。目前全球聞名的賽雪龍（MIU10對應P41000；VM10對應P42000）、西門子、ABB等直流開關柜廠家的高壓隔離器都是由KNICK提供。
中國部分使用Knick高壓隔離器的地鐵線路：
上海地鐵1號線，2號線， 3號線等；
上海輕軌明珠線；
上海阿爾斯通軌道交通有限公司試驗線；
北京1號線，2號線，5號線，8號線，13號線等；
廣州2號線，3號線，4號線等；
深圳地鐵1號線；深圳地鐵2號線；深圳地鐵3號線；
長春輕軌二期、長春輕軌三期；長春客車廠試驗線；
沈陽地鐵1號線；沈陽地鐵2號線；
天津地鐵2號線；天津地鐵3號線；
1. 進線柜
2. 饋線柜
3. 負極柜
4. 軌電位保護柜
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