淺析斷路器防跳回路的應用及常見的故障

張美蓮

（施耐德電氣（廈門）開關設備有限公司，福建 廈門361000）

斷路器正常運行時可以把高壓電路的空載電流和負荷電流切斷，當系統出現故障時，斷路器要配合繼電保護裝置及時將超負荷電流切斷。電力系統主要由斷流設備和滅弧結構組成。

1 斷路器“跳躍”的危害

在永久性故障電路中，當故障反復閉合時，會使故障擴大，進而發生事故，尤其是保護跳閘信號的原因是斷路，更會產生嚴重的后果，如斷路器爆炸或者人身安全事故等；斷路器主觸頭的行程小，6 kV電壓下的真空斷路器主觸頭大約為10 mm，真空包無法承受持續性的合閘沖擊。另外設計分合閘線圈屬于短時工作體系，在數次的“跳、躍”的分合閘下，合閘線圈容易受損。因此，這種現象在電力系統中不可能出現，運行回路要制訂防跳措施。

2 防跳回路的作用和斷路器合閘

避免由于自動裝置或者控制開關合閘點未返回，閉合斷路器設備或線路產生斷路器持續性跳閘的情況，如工作人員未放開手柄，自動裝備合閘點連接在一起。

電流啟動和電壓維持式電氣防跳功能是，避免由于跳閘回路斷路器的接點調整不合適，產生保護出口斷弧、燒毀的情況。此種情況無法保護微機裝置，但常常被人忽略。

斷路器在工作過程中，能夠切斷高壓回路中的負載電流和空載電流，同時也能使兩種電流閉合。系統在出現故障后，應結合繼電保護裝備切斷斷路電流和過載電流，并且也要完善滅弧結構。斷路器在合閘時，因保護裝備和控制手柄上的合閘接點無法及時返回，當線路發生故障后，繼電保護裝置會向斷路器發放跳閘動作指令，使斷路器處在反復跳閘和合閘過程中，此種現象通常也被人們稱作“斷路器跳躍”。若斷路器在故障狀態下，反復分閘、合閘，不但會使斷路器受損，同時也會使電網運行受到影響，威脅電網安全。由此可知，組織斷路器在跳躍式二次回路中的重要功能。

3 防跳回路的工作原理和應用

斷路器二次操作回路由兩部分組成，包括操作回路以及內部回路，操作回路源于保護裝置制造廠，內部回路源于斷路器制造廠。兩廠家電互相扶持和幫助，進而滿足機構開閉操作需求。在操作電路中，包含著跳合閘線圈監測電路以及防跳電路。一般情況下，斷路器本體的操作機構和保護裝置的操作箱均設有“防跳”回路，保護裝置的操作回路也設有跳閘繼電器和合閘繼電器，兩者監視跳合閘回路如何協調好防跳回路，若操作不當，則會使斷路器產生不可靠動作。

3.1 串聯式防跳回路

串聯防跳繼電器TBJ由電流啟動，此線圈會和斷路器跳閘回路串聯在一起。電壓保護線圈并聯在斷路器合閘線圈上。若是合閘有設備或者線路故障出現，繼電保護動作和出口接點會相繼閉合。若此時啟動防跳繼電器電流線圈，并使斷路器跳閘，則TBL的常閉觸點打開閉合電路。此外，要始終保持電壓線圈連接至常開觸點。如果此時KK或HJ接點無法返回，繼續發出合閘指令。因合閘回路被斷開，斷路器無法合閘，進而起到防跳閘的作用。在啟動TBL后，其與保護出口并聯的常開觸點閉合并自我保護，直到“強制”斷路器的常開輔助觸點移位。串聯防跳回路如圖1所示。

圖1串聯防跳回路

3.2 并聯防跳回路

并聯防跳如圖2所示。并聯防跳指防跳繼電器的電壓線圈和斷路器合閘回路并聯在一起。比如，當存在永久閉合命令時，閉合整流橋的輸出通過Y3、S2、S3、Si和KO連接。斷路器閉合后，閉合回路的輔助觸點S3'并聯閉合，啟動防跳繼電器KO。KO觸點由2-1位置變為4-1位置，閉合電路斷開并保持。如果此時線路或設備發生故障，繼電會保護動作跳閘。但是因閉合電路已斷開，從而防止了開關跳脫。

3.3 保護裝置防跳原理

保護裝置防跳原理如圖3所示。保護裝置防跳原理是斷路器合閘控制把手5、8接點粘死或者將HZJ觸點粘死，線路出現手動跳閘或者是永久故障。BTJ或者是6、7點閉合，跳閘回路接通，TBJ啟動跳閘，當控制把手的5接點和8接點在粘死情況下，TBJ點閉合，啟動TBJV，維持電壓不變，TBJ需要位置自身觸點，使閉合回路中的常閉觸點TBJV串聯斷開，切斷閉合回路。斷路器在跳開后，縱然斷路器合閘控制手柄的觸點5接點、8接點粘死，一旦向合閘回路發出指令，斷路器不會再次合閘，即消除了斷路器的“跳變”。電網出現故障時，保護防跳裝置可防止電氣設備因多次沖擊增加故障范圍。機構防跳是保證，若機構存在問題，則迫使開關僅能跳一次，防止斷路器產生數次合閘沖擊。

圖3保護裝置防跳功能解除圖

4 常見故障探討

4.1 接線錯誤

接線錯誤如圖4所示。自動線路容易引發故障跳閘，啟動TBJ電流線圈得電后，電壓線圈無法自主完成工作，導致防跳裝備失靈。若KK5-8觸頭有粘死或者是無法解除合閘脈沖的情況，則線路會發生永久性故障，會頻繁出現分閘和合閘，俗稱跳躍。

圖4接線錯誤

4.2 電壓和TBL線圈間絕緣性下降

絕緣性性能下降故障如圖5所示，深色曲線代表電壓和電流的線圈絕緣被擊穿，經過HD燈、電壓線圈等一系列操作，TBJV閉接點維持頓開，同時確保合閘段路已斷開，由此可知，當事故跳閘后，無法合閘。

圖5絕緣性性能下降故障圖

4.3 接反防跳繼電器極性

由圖1可知，在接通控制開關KK5-8后，斷路器合閘，若是出現保護動作，斷路器跳閘。當TBJ線圈帶電時，會觸發TBI觸電閉合。當未解除合閘脈沖情況下，能夠維持TBJ電壓線圈不變。TBJ電壓線圈失電，然后恢復至初始狀態。若是接反TBJ的電壓線圈，在跳閘回路后，雖然未解除和閘脈沖，但也無法使TBJ電壓線圈保持不變。讓TBJ的接點斷開再閉合，無法斷開回路。比如出現永久性故障時，會發生多次合閘與分閘。

5 防跳功能解除法和驗證功能法

解除斷路器機構防跳，只需要從回路中把FTJ繼電器取出或者將串聯合閘回路的FTJ常閉點堵住、去除斷路器接點，此做法是為了確保讓合閘回路的FTJ繼電器接點始終閉合。解除保護裝置防跳，剪掉內防跳回路電阻，串聯在合閘回路接點，其作用是將合閘回路的常閉接點串聯在一起，使其永遠閉合。

驗證保護防跳的方法是手合斷路器，將手放在合位，直至儲存完彈簧。同時要保護跳接點，確保斷路器經過時，能夠保護跳閘裝置，斷路器需要跳一次。驗證機構防跳的方法也是手合斷路器，將手放在合位，直至彈簧儲蓄完能量，同時要及時接正電路，除去跳閘線圈，斷路器需要跳一次[1]。新建變電站數量在不斷增加，驗證時斷路器防跳起著重要的作用，需要掌握驗證方法與原理，便于把寄生回路消除，使電網穩定運行。若在新建變電站中發現未處理好斷路器防跳回路，則會使斷路器的合位操作位置出現指示錯誤，無法進行合閘。

6 結論

綜上所述，高壓斷路器防跳回路是為了保證斷路器在合閘操作后，僅能實施一次合閘，但反復跳躍會使斷路器爆炸，產生嚴重的后果，因此在進行斷路器操作回路過程中，需要確保防跳回路的功能正確。