电力系统高压断路器防跳回路的创新思考

骆星　甘波

摘 要：本文对电力系统高压断路器防跳回路原理进行了阐述，对保护装置防跳与本体防跳原理进行了对比。对目前电力系统应用中的高压断路器采用保护、本体防跳回路所存在的故障现象进行了分析，并以典型回路为例對其进行了分析与说明，创新性提出了高压断路器保护防跳与本体防跳切换配合的解决方案。

关键词：高压断路器；保护；切换配合；防跳

目前，高压断路器在电力系统中普遍使用，是电力系统重要的电力控制设备。系统正常运行时，高压断路器能够承受电路和各种电气设备的空载和负载电流，当系统发生故障时，它能够配合继电保护系统，及时迅速切断故障电流，以防止事故范围的扩散。因此，保证高压断路器的正常运行对减少电力系统的停电时间，保证电力系统的安全稳定运行具有十分重要的作用。

然而，如果高压断路器在运行中出现跳跃现象（断路器跳跃是指断路器连续、反复分闸、合闸的现象），很可能会造成高压断路器的绝缘下降、遮断能力降低、温度上升，严重时甚至引起断路器爆炸事故的发生，危及人身及设备安全，为企业造成重大损失。因此，保证高压断路器的安全稳定运行对保证电力设备的安全运行具有非常重要的作用。基于断路器防跳功能对断路器正常运行的重要性，继电保护厂家、断路器厂家均在其控制回路中设计有防止断路器跳跃的保护功能，一般称为保护防跳、断路器本体防跳。本文就高压断路器典型的保护防跳与本体防跳工作原理进行了分析，指出两套防跳回路的优缺点、以及这两种防跳功能同时使用时存在的问题以及改进措施。

1 保护防跳工作原理

工程应用中典型继电保护装置设计的断路器防跳功能控制原理见图1，对其进行分析可知保护防跳原理为：保护装置中的合闸接点SHJ1-2、或ZHJ-1接通后，合闸保持继电器HBJ启动并通过HBJ常开接点进行自保持，断路器合闸。若该断路器合闸于故障，保护动作，BTJ继电器励磁，BTJ常开接点闭合，TBJ电流线圈启动，通过TBJ4常开接点形成自保持，断路器跳闸；同时，TBJ2接点闭合使TBJ电压线圈励磁，此时若合闸接点出现类似粘连等故障时，持续的合闸信号使TBJ电压线圈持续励磁，这样TBJI、TBJ3常闭接点保持断开状态亦即合闸回路开路，断路器不能合闸，起到防止断路器发生跳跃现象。

该保护保护防的优点是：防跳继电器位于保护屏中，运行环境较好，受到断路器分合闸的振动影响可能性较小。缺点是：由于保护装置动作才能启动防跳功能，保护装置内部或保护装置到断路器柜之间回路出现了故障、断路器就地操作时，保护防跳功能将失效。

2 本体防跳工作原理

工程应用中典型断路器本体设计的防跳功能控制原理见图2。对其进行分析可知其防跳原理是：当有合闸脉冲时，合闸线圈Y9被励磁、断路器合闸，断路器储能、常闭接点S3导通，本体防跳继电器K1被励磁并形成自保持、合闸回路K1常闭接点断开，合闸回路不通。此时若合闸触点发生粘连故障合闸脉冲不消失的情况，K1不返回，K1常闭点处于分开状态，Y9不能再次被励磁，故断路器不能再次合闸，从而起到了防跳功能。

从以上原理分析过程可知，断路器本体防跳回路直接并接于断路器合闸回路中，对分闸回路没有影响，回路接线比较简单。本体防跳的优点是：实现了就地保护，弥补了保护装置出现故障无法起动防跳功能时，对断路器的保护。缺点是，断路器本体防跳继电器K1常装设于断路器本体中，常会受到断路器分合闸振动的影响，运行环境不是很好。

3 保护防跳与本体防跳同时使用时的问题分析

通过对保护防跳与本体防跳控制原理的分析，我們知道两套防跳控制各有优缺点，在实际工程应用中经常将保护防跳与本体防跳同时使用，其控制原理图见图3。但在应用中常会出现以下故障现象：1）断路器本体的防跳继电器K1励磁不返回，断路器合闸、分闸指示灯同时亮。2）断路器只能合闸，分闸一次。

+KM -KM

从图3原理图分析可知，在初始状态下，断路器处于分闸位置，当有合闸脉冲时，有：+KM—SHJ1—HBJ线圈—TBJ常闭接点—储能闭合接点S3—K1常闭接点—S1常闭接点—Y9线圈—-KM构成回路，断路器合闸，S1常闭接点断开、S1常开点闭合，断路器合闸指示灯红灯亮。断路器储能后，S3常开接点闭合，常闭接点断开，此时有回路：+KM—TWJ1—TWJ2—K1接点—K1线圈—-KM，若该回路的参数配合不好，TWJ1—TWJ2有可能被励磁，分闸指示灯绿灯亮，导致断路器合闸指示灯红灯及分闸指示灯绿灯一起亮的异常现象。

另外，该控制回路中当断路器合闸—分闸后，会发现有时不能正常合闸的异常现象，经分析：断路器由分闸—合闸时，存在S3与S1接点竞争的问题，若在图3中S3比S1先闭合，则K1线圈励磁并自保持，有回路+KM—TWJ1—TWJ2—K1接点—K1线圈—-KM。断路器合闸—分闸—合闸时，由于K1线圈在初次合闸后一直励磁，K1常闭点保持断开状态，虽然S3常闭接点此时已分开，但由于K1自保持的存在，合闸回路中K1常闭接点保持分开状态，合闸回路保持不通。如此，断路器合闸—分闸后不能再次合闸的现象。

4 完善断路器防跳功能的创新措施

鉴于继电保护、本体防跳控制功能各具优缺点，同时使用时又容易出现上述诸多问题，并且也不满足“反措”的规定。因此，建议采取保护防跳与断路器本体防跳回路的切换配合使用，即：断路器本体操作箱操作在“远方”时，通过串入切换开关1SA的（1、2）接点断开断路器本体防跳操作回路，防跳操作回路仅使用保护防跳回路，其原理图见下图4；断路器本体操作箱操作在“现地”时，通过串入切换开1SA的（5、6）接点直接将常闭点TBJ1、TBJ3短路，防跳操作回路仅使用断路器本体防跳回路，其原理图见下图4。这样，通过增加远方、就地两对触点串入控制回路中起到相应的切换作用，既避免了同时使用两套防跳所带来的异常现象，也弥补了单独使用某一套防跳回路所带来的缺陷。具体防跳切换配合原理图如图4所示：

5 结语

保护防跳与本体防跳从原理上看均可实现防跳功能，但由于保护装置与断路器一般分属于不同的厂商，防跳回路设计和配合上面往往存在一些问题，两套防跳共用或单独使用某一套防跳功能时常会导致文中所述的故障。

本文就小龙门航电工程防跳回路在使用中出现的问题，创新提出保护防跳与本体防跳的切换配合措施以解决应用中存在的问题，可作为类似工程应用中的参考。

参考文献：

[1] 徐春新.防跳继电器触点卡滞导致断路器反复跳跃的问题分析[J].电力系统保护与控制，2009，37（12）：115-117.

[2] 陈川，石帅，夏传帮，等.断路器防跳回路缺陷分析及处理[J].电工技术，2012（8）：72-74.

[3] 姜德宏.变电所“防跳”回路.农村电气化，2005（218）.

作者简介：

骆星（1989-），女，本科，从事电气技术及运行维护工作；

甘波（1982-），男，硕士，高级工程师，从事电气技术、管理工作。