轨道交通用电感投切式直流断路器开断特性的研究

来源：电工电能新技术杂志2025年第9期北京时间：

作者：李辉， 李思熠， 张彦林， 李林， 项彬， 王东宇

单位：1. 中车株洲电力机车有限公司， 湖南 株洲 412001；
2. 电工材料电气绝缘全国重点实验室， 西安交通大学， 陕西 西安 710049

摘要：城市轨道交通发展迅速，但关键电气设备直流断路器多依靠国外进口，国产技术仍存在技术难点尚未突破。在强迫过零直流开断中，换流支路依据短路电流固定设计，而轨道交通断路器需要频繁开断额定电流，寿命高达20万次，多次采用过大的反向电流开断小电流时会损害断路器。电感投切式强迫过零直流开断拓扑结构可以实现不同反向电流峰值的投入，解决真空强迫过零开断小电流困难的问题。首先搭建了等效电路模型，仿真计算了不同电容电感下的峰值电流、开断频率等数值，选取体积、成本以及开断性能适合的参数进行实验验证。其次，搭建强迫过零直流开断实验平台，测试双向电流开断，实验结果表明换流支路可在3 ms内成功反向开断3.6 kA过载电流、9.6 kA短路电流，能够正向开断3.6 kA过载电流、8.5 kA短路电流。其中，额定模式电流下降率仅为36~48 A/μs，开断情况良好，符合轨道交通频繁开断额定及过载电流的需求，极大地推进了轨道交通直流断路器国产化应用进程。

关键词：电感投切； 强迫过零； 双向开断； 直流断路器； 轨道交通

基金资助：中车株洲电力机车有限公司资助项目（2022KJ24）