断路器新型防跳方法的研究

沐 娟，陈 杨，应俊杰，余淑琴

(1.安徽工商职业学院 应用工程学院，安徽 合肥 231131；2.国网安徽省电力公司合肥供电公司，安徽 合肥 230000)

断路器的防跳回路作用主要是防止断路器或自动装置的合闸接点因某些原因粘住未及时返回，正好合闸在故障设备或线路，从而造成断路器出现连续跳合的情况.断路器在连续发生跳合的情况下，将会造成断路器的遮断能力下降或损坏，甚至引起爆炸事故.因此断路器防跳回路的设置能有效避免断路器发生跳跃的现象，延长断路器的使用寿命，进而保障电力设备的安全运行[1].

目前根据保护设备操作箱与断路器型号设计特点，防跳回路主要有保护操作箱防跳与断路器机构防跳两种，根据国网继电保护新反措要求在实际工作技改中防跳回路统一采用断路器本体防跳，取消保护防跳模式[2].结合某地区220千伏变电站断路器保护改造工作，对断路器防跳回路进行改造，取消原保护防跳，改用断路器机构防跳模式，并对改造方法及改造面临的异常情况进行分析研究.

1 断路器机构防跳原理

某地区220千伏变电站断路器为平高开关设备有限公司生产的ZF11-252L型断路器，其保护装置为南瑞继保生产的PSL-621U，目前该断路器采用的保护操作箱防跳，断路器本身具有机构防跳功能，前期机构内的防跳继电器线圈的未接二次线.本次作业人员根据反措要求，对该断路器进行由保护防跳改为机构防跳，拆除原保护防跳回路，恢复断路器机构箱内防跳继电器的二次线，图1为该断路器的机构防跳回路简化图.

图1 断路器的机构防跳回路简化图

断路器在合位状态回路如图2所示.此时断路器辅助常开接点S1闭合，合闸命令未返回，合闸脉冲仍然存在，防跳继电器线圈回路导通，其合闸回路中常闭辅助接点也因此断开，合闸回路断开.

图2 断路器合位状态回路图

当断路器因事故跳闸后，断路器处于分位，如图3所示.其常闭辅助接点合上，此时合闸脉冲虽存在，防跳继电器自保持，常闭辅助接点依然打开，因此合闸回路此时被断开，断路器无法合上，整个继电器动作过程为断路器的机构防跳工作原理，其作用可以有效抑制断路器的跳跃现象.

图3 断路器分位状态回路图

2 防跳改造的异常情况

对防跳回路改造之后进行防跳试验，防跳功能正常，但是当合上该断路器时，发现在该断路器测控屏上出现断路器位置的分合闸指示灯(红绿灯)均亮情况.随后对此情况进行检查，拆除之前恢复的断路器机构箱内防跳继电器线圈上的接线后，测控屏内分合闸指示灯只有红灯亮，没有出现上述同时亮的现象，与断路器实际位置一致.

针对此现象通过仔细测试、核对相关联的二次回路，查阅设备图纸对其进行深入分析研究.图4为断路器测控屏分合闸指示灯的二次回路图，从图中可以看出，正常情况下，当断路器位于合位时，其相应的三相HWJ接点均闭合，HD灯(红灯)亮；当断路器位于分位时，相应的TWJ接点均闭合，LD灯(绿灯)亮.此异常情况是断路器合位时，红绿灯均亮，初步分析其原因是此时保护装置跳位监视回路TWJ继电器励磁，其辅助常开接点闭合，使图4中LD灯回路导通，从而发生了测控屏上分合闸指示灯都亮的异常情况.

图4 断路器测控屏分合闸指示灯的二次回路图

正常情况下断路器在合位时，其跳位监视回路应为断开状态，图1中跳位监视的接点电位应为正电位[3].为了进一步确认分析，使用万用表监测断路器合位时跳位监视回路接点的电位，监测结果接点为负电位，说明此时跳位监视回路已导通，机构箱内的负电源通过回路反送至TWJ继电器.随后检查该断路器的防跳回路，发现断路器合位时，由于防跳继电器电阻配合不当，产生了寄生回路，从而发生断路器合位时分合闸指示灯都亮的异常情况[4-5].

3 防跳新方法研究

针对防跳改造过程中出现的异常情况分析结果，研究得出以下两种方式解决上述异常现象.

3.1 跳位监视回路串入断路器常闭接点

通过对该断路器的二次回路图研究分析，发现在跳位监视回路中串入一副断路器的常闭辅助接点可以解决异常现象问题，图5为改进后的防跳回路图，从图中看出断路器合位时，其常闭辅助接点打开，跳位监视回路因此被切断，不会发生TWJ励磁的情况，也不会造成分合闸指示灯都亮的异常情况[6].为了验证理论分析的正确，在实际设备的断路器机构内串入一副接点，通过试验验证断路器在合位时，测控屏上的指示灯只出现了红灯亮的情况，相反在分位时也只出现绿灯亮的情况，改造方法正确.

图5 改进后的防跳回路图

3.2 跳位监视回路串入断路器+继电器常闭接点

通过对本站断路器的二次回路图研究分析，发现为解决断路器在合位情况下分合闸指示灯同时亮的现象，可以在跳位监视回路中同时串入断路器常闭辅助接点和防跳继电器常闭接点来解决异常现象问题，工作原理和第一种方法串入一副断路器常闭辅助接点一样，使寄生回路更可靠有效地被切断[7-8].同样为了验证理论分析的正确，在实际设备中通过试验验证断路器在合位时，测控屏上的指示灯只出现了红灯亮的情况，相反在分位时也只出现绿灯亮的情况，改造方法正确.

3.3 串入稳压二极管

通过分析回路，在防跳回路与跳位监视回路之间加入稳压二极管，如图6所示.利用其单向导通、反向截止的功能，保证断路器在合位时，跳位监视回路不会因防跳回路影响使跳位监视接点109为负电情况出现，同时也利用其稳压特性保障二极管在被击穿后不会对共生的二次回路及元器件造成影响.通过试验验证断路器在合分位置不同状态下，指示灯显示正确.

图6 串入稳压二极管的防跳回路图

4 结语

本文对220千伏变电站220千伏断路器进行了防跳回路改造理论研究及试验验证，并且根据现场实际情况对断路器防跳回路进行理论和实践完善，有效地保证了220千伏断路器防跳回路改造工作的效率.保障断路器的正常可靠稳定运行，同时为其他断路器防跳回路的改造提供参考.