淺談對“防跳”的認識

摘 要：本文主要介紹了一些常用的防跳回路，分析了它的工作原理。同時對現(xiàn)有的防跳試驗方法提出了新的一些看法。

關鍵詞：斷路器 跳躍 防跳 故障

中圖分類號：TM7文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0080-02

1 引言

防跳躍回路在我國高壓斷路器控制回路中的應用是相當廣泛的，它使斷路器不會出現(xiàn)反復跳合現(xiàn)象，即當斷路器合于故障時，保護裝置動作跳閘以切除故障，此時由于防跳躍繼電器閉鎖了合閘回路，保證了即便仍有合閘信號，斷路器也不會再次進行合閘，避免了斷路器的反復分合，從而提高斷路器的可靠性和使用壽命，保證了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

2 “跳躍”和“防跳”

當斷路器手動或自動合閘在有故障的線路上，繼電保護裝置將動作跳閘。此時，如果控制開關合閘接點卡死，自動重合閘裝置的接點未復歸，或自動化的合閘脈沖時間大于保護動作時間，斷路器將發(fā)生再次合閘。因為線路上的故障并未消除，繼電保護裝置又會動作以跳閘，從而出現(xiàn)多次“跳---合”現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為“跳躍”。斷路器的“跳躍”現(xiàn)象一般是在跳閘、合閘回路同時接通時才發(fā)生。發(fā)生“跳躍”對斷路器是非常危險的，容易引起機構損傷，甚至引起爆炸事故。

3 防跳的種類

防跳的方式主要有電氣防跳和機械防跳。機械防跳一般由四連桿構成機械上的閉鎖來達到防跳得目的。電氣防跳是通過防跳繼電器閉鎖合閘回路來完成防跳功能。本文主要介紹了電氣防跳的種類和原理。電氣防跳的回路一般有兩種，一種為操作箱防跳，另一種為機構防跳。

3.1 操作箱防跳

對于開關本身沒有防跳性能的操作機構，應在控制回路中增加電氣“防跳”的回路，一般稱之為操作箱防跳。其主要靠回路中的防跳繼電器TBJ來實現(xiàn)。如圖1所示。

TBJ為防跳閉鎖繼電氣，它有兩個線圈，一個是電流啟動線圈TBJI，一個是電壓保持線圈TBJU。TBJI串聯(lián)在跳閘回路中，以便當繼電保護裝置動作于跳閘時，使防跳能夠可靠啟動。TBJU的主要作用是在防跳繼電器動作后能可靠地自保持，故與自身的一個常開接點TBJ1并聯(lián)于合閘線圈HQ的回路中。

圖中TBJ除有防跳功能外，TBJ3還有防止保護出口繼電器BCJ在斷開直流電源時產生電弧的作用和跳閘信號自保持作用。如當BCJ接點閉合，在斷路器的輔助接點DL未斷開時，出口繼電器BCJ已返回，也就是BCJ接點先于DL斷開，就會使BCJ接點因斷直流電源而燒毀。而由于常開接點TBJ3與BCJ并聯(lián)，使得BCJ能夠利用TBJ3來斷弧，而不致燒壞。

防跳回路的動作過程是：當繼電保護裝置動作后，BCJ接點閉合，啟動防跳繼電器TBJI，即：+KM→BCJ→TBJI→DL→TQ→-KM回路接通。TBJ啟動，常開接點TBJ1閉合，自保持回路為：+KM→KK→TBJ1→TBJU→-KM。常閉接點TBJ2斷開，切斷合閘回路：+KM→KK→TBJ2→DL→HC→-KM。

3.2 機構防跳

3.2.1 斷路器副接點啟動防跳繼電器

將防跳繼電器的電壓線圈并聯(lián)在斷路器的合閘回路上。如OHB開關，當斷路器合閘后，開關副接點F01的常開接點隨之閉合，使得防跳繼電器B10-13的線圈得電吸合并通其常開接點夠成的自保回路，保持吸合狀態(tài)，而串聯(lián)在合閘回路中的B10-13常閉接點打開將合閘回路切斷，所以斷路器不會發(fā)生跳躍現(xiàn)象。

防跳回路的動作過程是：當斷路器合閘成功后，開關副接點F01常開接點閉合啟動防跳繼電器B10-13，即：合閘信號→B10-17→F01→B10-13→2回路接通。B10-13啟動后，其常開接點閉合自保，自保持回路為：合閘信號→B10-17→B10-13→2。常閉接點B10-13斷開，切斷合閘回路：合閘信號→B10-17→B10-20→B10-13→F01→YC→2。

3.2.2 彈簧儲能式防跳繼電

西門子公司的3AF真空斷路器，采用的就是彈簧儲能式防跳繼電器。S3儲能繼電器是在儲完能后進行吸合。當有一個持久的合閘命令（可能是手合開關卡死等原因造成），合閘電流經(jīng)對側閉鎖裝置、S3、K1、S33、K1、S1、Y9接通開關合閘，合閘后彈簧開始儲能，并聯(lián)在合閘回路的彈簧儲能輔助開關S3常閉點接通防跳繼電器K1，K1的常開接點自保，常閉接點斷開合閘回路。

防跳回路的動作過程是：當斷路器合閘成功后，彈簧儲能，S3常閉接點啟動防跳繼電器K1，即：1→B02→對側閉鎖裝置→S3→K1線圈→2回路接通。K1常開接點閉合，自保持。其常閉接點K1斷開，切斷合閘回路：1→B02→對側閉鎖裝置→S3→K1→S33→K1→S1→YC→2。

3.2.3 斷路器副接點啟動防跳繼電器，防跳繼電器啟動總閉鎖

此種防跳回路的基本原理與斷路器副接點啟動的基本相同，不同之處只在于當防跳回路啟動后，其常開接點啟動總閉鎖繼電器，利用串聯(lián)在合閘回路中總閉鎖繼電器的常閉接點斷開合閘回路，使其能夠有效地防止回路發(fā)生跳躍現(xiàn)象。其原理動作過程如下：以就地合閘為例101→S8→S9（13-14）→S1LA（31-32）→T1LA→K12→S9（23-24）→102；合閘后S1LA（157-158）閉合→K7勵磁→K7（8-9）接點打開→K12（A1-A2）失電→K12（13-14）接點打開→斷開合閘回路。

3.2.4 合閘脫扣器YC線圈

HD4型斷路器（ABB公司的35KV小車式開關）的防跳回路非常獨特。其防跳功能是通過合閘脫扣器YC線圈實現(xiàn)，其基本原理：合閘脫扣器YC線圈是帶中間抽頭的線圈，當合閘脫扣器兩端電壓為零時，脫扣器呈高阻狀態(tài)，阻值大于100kΩ。以合閘電壓為220V為例，當電壓上升到150V及以上時，LMC6044AN模塊控制IRF610導通，即端子5、3導通，線圈電阻降為約0.2kΩ，線圈瞬時功率約為250W，合閘回路可以動作。在合閘150ms后，如合閘電壓仍保持存在，LMC6044AN模塊將控制IRF610截止，使端子3斷開，同時控制IRF630導通，即端子5、4導通，線圈電阻升至約l4.4kΩ，此時脫扣器處于防跳保持狀態(tài)，線圈功率小于5W（此時線圈可以承受長時間通電而不會被燒毀），合閘回路不可以再動作。當外施合閘電壓下降到120V及以下時，LMC6044AN模塊控制IRF630截止，使端子4斷開，脫扣器重新回到初始的高阻狀態(tài)。

4 兩種防跳的選用

通過以上對兩種防跳回路的說明，知道操作箱防跳是斷路器跳閘時啟動，在合閘回路保持；而機構防跳是在合閘時啟動，并在合閘回路自保持。由于目前開關廠在斷路器的機構中普遍裝設了防跳回路。設想若2套防跳回路并存，會否造成斷路器操作時出現(xiàn)異常。

4.1 同時采用兩種防跳回路的分析

如果同時采用兩種防跳回路，當斷路器合閘后，機構防跳回路啟動，并自保，直致合閘信號消失后，機構箱內的防跳繼電器才會返回；當斷路器分閘時，保護裝置防跳回路啟動，斷路器分閘后，操作箱內的防跳繼電器TBJ啟動，同時阻斷了進入機構箱內的合閘脈沖，使得機構防跳自保無效。理論上兩種防跳均能起作用，但每一次都只有一種防跳會有效，這樣同時裝設2種防跳不免顯得浪費。再者如果遇上兩種防跳在時間上有所偏差，如機構防跳已經(jīng)失效，而操作箱防跳的自保回路的常開接點又未及時到位，就可能造成回路中沒有防跳功能。

4.2 兩種防跳回路的取舍

由于同時采用兩種防跳方式的控制回路，可能會造成以上情況，故在實際工作中只能采取一種防跳方式。個人認為采用機構防跳為首選。以下為選擇依據(jù)：當合閘脈沖發(fā)出后，斷路器開始合閘，如果此時由于機構的原因，開關未停在合后位置，則機構仍要返回到分閘狀態(tài)，而此時控制開關接點卡死或別的原因，致使合閘脈沖一直存在，如果沒有機構防跳繼電器，則斷路器將再次合閘。而這種情況下，由于保護未動作，TBJI未啟動，TBJV不會動作，TBJ的防跳不會起作用。但機構防跳繼電器在開關合閘過程開始后就勵磁并自保，有效斷開合閘回路，使斷路器不會第二次合閘，直到合閘脈沖消失。

（1）結構上，機構防跳只有一個勵磁線圈和2副接點，而操作箱防跳至少有2個線圈，3副接點操作箱防跳遠比TBJ防跳簡單的多。

（2）由于防跳回路始終是保護開關本體的，所以靠近開關的機構防跳更為安全可靠。

5 體會

無論是何種防跳方式，其自保回路的原理皆是源于一個常發(fā)的合閘脈沖，一旦脈沖中途有過中斷，都會使得防跳繼電器返回，合閘回路失去防跳閉鎖功能，再次發(fā)生合閘現(xiàn)象，即防跳失效。而以上在工作中所遇到的故障現(xiàn)象大都是因為這個原因，故此引發(fā)了我對防跳校驗的一些看法。以往在工作中，我們在校驗防跳是否有效時，往往只是注重于其繼電器是否能可靠動作。一般采用的方式是在合閘狀態(tài)下，將控制開關KK或合閘開關置于合閘位置，與此同時模擬故障，防跳繼電器使得斷路器不再動作合閘，便認為防跳功能為正確。可是這種方法只是驗證手合于故障的情況，忽略了微機保護和自動化回路的問題。由于現(xiàn)在很多繼電保護的合閘脈沖會經(jīng)過微機裝置才發(fā)出，所以可能因為邏輯的關系使得合閘脈沖被中途切斷；或是自動化后臺進行遙控時，合閘信號的脈沖時間與保護動作時間上的不配合造成防跳失敗。因此檢驗防跳功能的重點應放在試驗全回路的防跳上，對于有獨立合閘回路的校驗，最好是對每一種合閘回路都單獨進行防跳試驗以驗證其動作的正確性和可靠性。

參考文獻

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