未晓妃

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

0引言

  按照交通运输部数据，截至2021年底，我国共有51座城市开通运营城市轨道交通线路共269条，运营里程达8708km[1]，其中95%以上的线路采用DC750V、DC1500V电压制式供电，电能从牵引变电所到接触网主要采用直流电缆传送。直流电缆敷设条件比较复杂，如变电所电缆夹层、户外直埋、电缆沟、电缆槽等，经常处于潮湿环境，存在鼠蚁害风险，而且运营维护检修不便。

  由于直流牵引供电系统正负极不接地悬浮系统的特性，至今没有成熟的监测经验和案例。本文通过研究和工程实践提出一种用于监测电缆绝缘性能降低的方法，在事故发生之前监测系统可预判并通知运营部门提前处理，避免事故扩大。

1系统构成

  图1为城轨直流牵引供电系统示意图。整流机组将AC35kV、AC33kV或AC10kV交流电源转换成DC750V、DC1500V，通过直流开关柜分配、馈出至对应的接触网为车辆供电，因此直流电缆是整个系统中的重要环节，而且处于近电源端的位置，一旦系统发生金属性短路，故障电流将高达10kA，事故将直接影响行车安全和人身安全，由此可见，直流电缆绝缘性能对整个牵引供电系统至关重要。

2直流电缆绝缘监测方案

2.1直流电缆结构

城市轨道交通牵引供电系统用直流电缆选用低压、无卤、阻燃、防水、防鼠蚁铜芯铠装电缆，其结构如图2所示，主要由导体、绝缘层、金属铠装层、外护套组成。为降低工程难度，对电缆的绝缘监测应尽量不改变原有直流供电系统架构和直流电缆的结构。

2.2直流电缆绝缘监测接线方案

直流电缆绝缘监测接线方案如图3所示，每回直流电缆由多根电缆并联组成。将同一回路的多根直流电缆的金属铠装层通过导线连接在一起，在导体和铠装层之间并联电阻R1，在铠装层和负极之间并联电阻R2。

设置电压变送器分别采集导体对负极的电压U和金属铠装层对负极的电压US，并将U和US发送给智能监测单元进行运算。选取R1=200Ω，R2=200Ω，电压变送器输入电压为±2000V，输出电流为±20mA。

3绝缘监测及绝缘故障定位产品

3.1绝缘监测及绝缘故障定位产品

AIM-T系列工业用绝缘监测仪

AIM-T系列绝缘监测仪主要应用在工业场所IT配电系统中，主要包括AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L三款产品，均适用于纯交流、纯直流以及交直流混合的系统。

其中AIM-T300适用于450V以下的交流、直流以及交直流混合系统，AIM-T500适用于800V以下的交流、直流以及交直流混合系。AIM-T500L相比AIM-T500增加了绝缘故障定位功能。

3.2绝缘故障定位产品

工业用绝缘故障定位产品配合AIM-T500L绝缘监测仪使用，主要包括ASG200测试信号发生器，AIL200-12绝缘故障定位仪，AKH-0.66L系列电流互感器，适用于出线回路较多的IT配电系统。

3.3绝缘监测耦合仪

绝缘监测耦合仪配合AIM-T500绝缘监测仪使用，主要包括ACPD100，ACPD200，适用于交流电压高于690V，直流电压高于800V的IT配电系统。

作者介绍

未晓妃，安科瑞电气股份有限公司，17821170311（微信同号）QQ2881068603,主要研究方向为微电网能效管理和环保安全用电。