行業概況：

隨著中國經濟的飛速發展和軌道交通技術的成熟，越來越多的中國1,2線城市開始修建地鐵、輕軌等軌道交通。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。如北京、天津、香港、上海、廣州，南京、武漢、長春、沈陽、大連、杭州、成都、西安、長沙等10多個城市已經擁有地鐵或正在建造地鐵，還有更多的城市正在規劃地鐵。可見軌道交通行業的欣欣向榮。

      直流開關柜是地鐵直流供電系統中重要的一環，目前最常用的是1500V DC架空接觸網雙邊供電方式的供電方式（除了北京采用的是750V DC第三軌受流器，上海、廣州和深圳均采用1500V）。

      目前國內的直流開關柜基本上都是引進國外的技術，國內的直流開關柜還處在起步階段。國內份額最大的直流開關柜生產商是大全賽雪龍，依托瑞士賽雪龍的成熟技術，大全賽雪龍在國內地鐵直流開關柜的占有率達到了60%以上，其他如西門子、上海電氣成套（龐巴迪）、上廣電（GE）、廣州白云電氣（FKI）等共同瓜分運營線路的其他份額，維修線和試驗線的市場份額則被國內的一些大型開關柜生產廠家占有，如蘇州萬龍、株洲南車時代、沈開、川開和上海立新等等。

直流開關柜簡介：

直流開關設備為標稱工作電壓直流1500V及以下、戶內安裝、空氣絕緣的金屬封閉式成套設備。結構上分各種功能小室。功能小室通常有：低壓室、斷路器手車室、母線室、電纜室。其主要用于直流牽引供電系統，作為直流電能分配，實現對饋線，接觸網或接觸軌等設備的測控、保護和上位監控設備的總線通信。直流開關設備除了帶有完成當地控制測量、保護功能所必須的元器件外，還配置了為實現遠方監控用的轉換開關及數據傳送用的界面接口。

直流開關柜的應用：

1.      軌道交通的變電系統

典型的牽引變電所的主變電所來的交流高電壓（典型值：33kV）經整流機組（包括變壓器及整流器）降壓、整流為直流1500V，再經直流開關柜向接觸網供電。我國上海和廣州地鐵的直流牽引供電系統均是如此，北京地鐵采用的是第三軌受流器（上海和廣州地鐵則是架空接觸網），其饋電電壓為750V。由于750V饋電電壓供電距離短、雜散電流大，現在多采用1500V。一個供電區由相鄰的2個牽引變電所同時供電，這種雙邊供電的方式提高了供電的可靠性，同時分區段的方式使故障被隔離在某個區段以內，而不致影響其它供電區段，因而被廣泛采用。運用廣泛的是基于1500V架空接觸網雙邊供電方式。

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（發表的時候無法上圖片，所以圖片請看http://luojiniu.goepe.com/apollo/jsshow-99012.html）

2.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6000A及6000A以下。

直流系列開關設備按結構分類，可分為兩大類：

1. 由斷路器手車組成的抽出式開關柜；

2. 由隔離開關組成的固定式開關柜。

直流開關柜主要由4大部件組成：

1.斷路器（主要由意大利Microelettrica Scientifica提供）

2.隔離開關（主要由法國Ferrze Shawmut提供）

3.隔離器變送器（又稱隔離器放大器，主要由德國KNICK公司提供）

4.終端保護（又稱繼保、主要由北京四方、南瑞等公司提供）

除此之外開關柜內還需要框架電流繼電器（Techno-elec）、接地裝置（Horstman）、電源單元（FG Elektronik）等等其他元件組成，關鍵的部件基本上全是國外進口。

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。

圖2，圖3是直流開關柜的示意圖

3.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，圖6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（http://www.goepe.com/apollo/prolist-luojiniu-1200698-1.html）公司生產的P41000（測電流）和P42000（測電壓）系列直流高壓隔離器,產品經理羅先生13661922226。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。

4.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；