斷路器防跳功能的實現(xiàn)方式對比分析

衛(wèi)李嚴，平 路，白惠琳

（國網(wǎng)三門峽電力公司，河南 三門峽472000）

在進行斷路器合閘操作過程中，因“合閘把手接點粘連”“合閘操作不規(guī)范”等原因，造成合閘接點長時間處于閉合狀態(tài)，同時遇到斷路器合于永久性故障時，如果斷路器不具備“防跳”功能，則斷路器會發(fā)生反復(fù)“跳閘-合閘-跳閘…”的跳躍現(xiàn)象。斷路器在短時間內(nèi)頻繁切斷故障電流，對系統(tǒng)造成多次沖擊，嚴重時還可能造成斷路器爆炸，所以斷路器的防跳功能非常重要。

1 防跳功能的實現(xiàn)方式

電氣防跳一般有2 種實現(xiàn)方式：操作箱防跳、斷路器機構(gòu)防跳。

1.1 操作箱防跳

操作箱防跳電氣回路如圖1 所示。防跳繼電器TBJ 由電流和電壓兩個線圈組成。電流線圈為防跳啟動線圈，也叫跳閘保持線圈，串聯(lián)接在跳閘回路中；電壓線圈為防跳自保持線圈，其常閉接點串聯(lián)接在合閘回路中。

圖1 操作箱防跳回路原理圖

當(dāng)操作箱收到分閘命令時，TBJ 的電流線圈得電，TBJ1閉合，TBJ的電壓線圈得電并自保持現(xiàn)有狀態(tài)，常閉接點TBJ2、TBJ3 斷開，合閘回路被斷開。此時即使操作箱持續(xù)收到合閘命令，也不會啟動合閘回路，以此實現(xiàn)斷路器防跳功能。直到合閘命令復(fù)歸，電壓線圈失電，TBJ2、TBJ3閉合。如果不使用操作箱防跳功能，將圖1 的“1”與“2”短接即可。

1.2 斷路器機構(gòu)防跳

斷路器機構(gòu)防跳電氣回路如圖2 所示。當(dāng)斷路器處于合位時，SHJ、ZHJ 或S9（k76）發(fā)生粘連，都會使FTJ 動作并自保持，只要外部合閘指令不消失，F(xiàn)TJ 就始終勵磁，斷開串聯(lián)接于合閘回路中的FTJ3常閉接點，在發(fā)生跳閘時，由于合閘回路不通而不會合閘。如果不使用斷路器機構(gòu)防跳，斷開圖2中的“3”與“4”之間連接線即可。

圖2 斷路器機構(gòu)防跳原理圖

2 2種防跳方式的優(yōu)劣分析

以上2 種防跳方式，都可以實現(xiàn)防跳功能，只是在實現(xiàn)防跳的方式上有所區(qū)別。但是，單純使用這2種防跳方案，都存在一些問題。

2.1 操作箱防跳存在的問題

操作箱防跳是常用的防跳方式，現(xiàn)運行的許多間隔的防跳功能都是由操作箱實現(xiàn)的，現(xiàn)將其存在的問題總結(jié)如下：

就地操作時無法實現(xiàn)防跳功能。由于操作箱的防跳是利用TBJ 在操作箱中的常閉接點實現(xiàn)的，在就地合閘接點粘連時，TBJ 無法啟動，TBJ2、TBJ3接點相當(dāng)于被短接，無法斷開合閘回路；

操作箱的防跳只能由STJ 和TJ 等跳閘命令啟動，如果因斷路器一次機構(gòu)問題，導(dǎo)致合閘后無法保持，由于無電氣跳閘指令，操作箱防跳功能將無法啟動，若此時合閘命令無法復(fù)歸，斷路器就會出現(xiàn)“跳躍”現(xiàn)象，從而擴大事故范圍，造成設(shè)備損壞；

操作箱防跳用于分相斷路器，若合閘命令無法復(fù)歸，當(dāng)出現(xiàn)單相故障時，線路保護跳開故障相，故障相防跳功能將啟動，從而無法重合，因此機構(gòu)箱非全相保護動作會跳開非故障相。而機構(gòu)箱非全相保護跳閘出口無法啟動操作箱防跳功能，非故障相會因合閘把手粘連而再次合閘，非全相保護再次動作跳開非故障相，由此往復(fù)，釀成事故。[1]

綜合上問題可以發(fā)現(xiàn)，由于防跳接點在操作箱內(nèi)，對于操作箱之后的合閘接點粘連失去防跳作用，且防跳繼電器的啟動只能由STJ和TJ等跳閘指令啟動，當(dāng)沒有跳閘指令時，也會失去防跳功用，這使得操作箱防跳具有很大的局限性。

2.2 斷路器機構(gòu)防跳存在的問題

圖2 是現(xiàn)在實際運行時的典型斷路器機構(gòu)防跳回路原理圖，但是在有的工程設(shè)計中，忽略了TWJ回路中“1”與“2”之間的兩個常閉接點（如圖3所示），導(dǎo)致出現(xiàn)一些問題。當(dāng)合閘接點粘連時，若沒有“1”與“2”之間的接點，F(xiàn)TJ 繼電器動作并自保持，可以通過圖3中點虛線所示回路形成通路，造成FTJ 誤動作，合閘接點斷開也無法自動復(fù)歸，致使斷路器無法合閘。若斷路器處于合位，TWJ繼電器也會勵磁，此時跳位、合位指示燈將同時點亮。這個問題在實際驗收中也發(fā)生過，應(yīng)予以重視。

斷路器機構(gòu)防跳存在短時的防跳死區(qū)。斷路器機構(gòu)防跳功能由斷路器常開輔助接點啟動，因為防跳繼電器由啟動到動作之間，會有短暫的動作延時，此時間內(nèi)，斷路器無防跳功能，即存在防跳死區(qū)。

斷路器機構(gòu)防跳存在斷路器輔助接點DL2 和防跳自保持接點FTJ1的競爭問題。若出現(xiàn)合閘于故障時出現(xiàn)合閘接點粘連，即由分到合再加速跳閘時合閘接點粘連，而DL2的閉合時間太短，在FTJ1閉合之前就分開，則會出現(xiàn)“合—儲能—跳—儲能完成—合……”的過程，導(dǎo)致防跳失敗。

機構(gòu)箱大多運行于戶外，運行條件差，如出現(xiàn)鐵芯生銹、機構(gòu)卡澀或斷路器輔助接點不可靠等情況，將影響防跳的正確動作。[2]

可以見得，斷路器機構(gòu)防跳的主要問題在于須要FTJ 和斷路器輔助接點配合，如果配合不好，則會導(dǎo)致防跳失敗。但是，必須指出，斷路器機構(gòu)防跳可以解決操作箱防跳存在的就地合閘接點粘連、斷路器故障合閘不能保持和單跳單重時斷路器機構(gòu)防跳失敗等問題。只要解決好FTJ 和斷路器輔助接點的時間配合關(guān)系，就可以使斷路器機構(gòu)防跳的優(yōu)勢得以發(fā)揮。

圖3 斷路器防跳誤動示意圖

3 防跳方式選擇和建議

對于220 kV及以上電壓等級采用分相斷路器的線路間隔，應(yīng)采用斷路器機構(gòu)防跳，應(yīng)在條件具備時，對現(xiàn)運行設(shè)備采用操作箱防跳的間隔，進行積極改造；

對于采用三相斷路器的間隔和220 kV及以上采用分相斷路器的主變、母聯(lián)、分段間隔，宜使用斷路器機構(gòu)防跳，也可以在解決了“就地?zé)o防跳”的問題后，采用操作箱防跳；

對于斷路器機構(gòu)本身不具備防跳回路的，應(yīng)采用操作箱的防跳功能。并在一次設(shè)備改造時，應(yīng)積極改用斷路器機構(gòu)防跳。