浅析断路器防跳保护原理及试验方法

浅析断路器防跳保护原理及试验方法

张璐

国网河北省电力有限公司武安市供电分公司 河北武安056300

摘要：断路器是电力系统中重要的一次设备。断路器防跳回路是保证断路器安全稳定运行的一种重要的二次回路，所谓防跳，不是“防止跳闸”，而是“防止跳跃”，断路器合闸后控制开关未返回，触点仍接通或保护自动装置合闸触点卡死情况下，同时发生永久性故障导致保护动作后断路器跳闸，此时合闸脉冲还未消失，断路器将会再次合闸，造成断路器连续分合的现象。因此高压断路器必须设计正确的防跳回路，检修人员在检修过程中应能及时发现断路器防跳回路存在的故障缺陷并及时处理，而防跳保护是断路器的重要组成部分，防止合闸接点粘连时断路器再次发生故障，阻止电力系统事故进一步扩大。本文阐述了防跳保护原理和类型，分析了防跳保护试验方法。

关键词：断路器；防跳；原理  

断路器是变电站重要的电气设备，断路器发生跳跃故障会造成断路器损伤，甚至引起断路器爆炸事故，在断路器运行过程中，由于控制开关原因或自动装置触点原因，在断路器合闸后，启动回路触点未断开，合闸命令一直存在，此时，如果继电保护动作，断路器跳闸，但由于合闸脉冲一直存在，则会在断路器跳闸后重新合闸。如果线路故障为永久性故障，保护将再次将断路器跳开，持续存在的合闸脉冲将会使断路器再次合闸，如此将会发生多次的“跳–合”现象，这种现象就称为跳跃。断路器发生跳跃故障对断路器非常危险，容易引起机构损伤，甚至引起断路器爆炸，造成事故扩大，所以必须采取闭锁措施。

一、概述

断路器又叫空气开关，具有短路保护、过载保护功能。在电器超载或非正常运行中，如出现故障，会自动断开开关，起到保护电器和线路的作用；另外带有漏电保护的断路器，具有漏电保护功能。所谓的断路器跳跃是指，是指断路器的控制手柄在合闸位置，当线路存在故障时，继电保护装置动作于断路器跳闸，此时断路器发生再合闸、跳闸，多次重复动作的现象，称“跳跃”。断路器跳开后又多次合闸的现象，势必造成绝缘下降、油温上升，严重时会引起断路器发生爆炸事故，危及设备和人身的安全。为了避免这种情况的出现，应当对断路器采取防跳处理的方式。

二、断路器防跳回路原理

断路器发生跳跃的原因如下：(1) 控制开关 KK把手合闸位置停留时间过长；(2) 控制开关 K K 把手合闸触点粘连；(3) 重合闸触点粘连。断路器防跳回路一般有保护操作箱防跳和断路器机构防跳两种，保护防跳回路也叫电流型防跳，一般用跳闸回路电流启动，通过合闸回路的电压使防跳继电器电压线圈自保持，从而持续断开合闸回路，起到防止断路器跳跃的作用。当断路器手合 KK 把手由分到合，合于故障，同时发生手动合闸接点粘连时，保护操作箱防跳回路工作过程为：断路器在分位时，断路器辅助接点 DL1 闭合，DL2 打开。手动合闸正电位从接点到 TBJ2、DL1 到 HQ，HQ 得电，断路器合上。断路器合上后辅助接点 D L1 打开，DL2 闭合。此时由于断路器合在故障上，保护动作，出口继电器B CJ 接点闭合通过信号继电器 2XJ 到压板 2LP，到TBJ-I，TBJ-I 通过TBJ3 自保持，保证可靠跳闸，跳闸正电位通过 DL2 到 TQ，TQ 得电断路器分闸。当断路器手合 KK 把手由分到合，合于故障，同时发生⑤⑧手动合闸接点粘连时。如图。

断路器机构防跳回路工作过程为：断路器在分位时，D L2、D L3 打开，D L1、DL4 闭合。手动合闸正电位从⑤⑧接点到 ZJ2、DL1 到 H Q，H Q 得电断路器合上。断路器合上后辅助接点 DL1、DL4 打开，DL2、D L3 闭合，由于接点⑤⑧粘连，合闸正电位持续存在，通过 DL3 使 ZJ 励磁，正电位通过ZJ1 使 ZJ 自保持，ZJ2 断开合闸回路，此时由于断路器合在故障上，保护动作，BCJ 闭合通过 TBJ-I自保持保证可靠跳闸，跳闸正电位通过 DL2 到 T Q，断路器分闸。虽然此时合闸正电位仍在，但是 ZJ1使 Z J 自保持，ZJ2 使合闸回路一直保持断开，断路器不会再合上，从而实现防止断路器跳跃。现场实际运行中，操作箱防中的防跳回路与断路器中的防跳回路不能同时使用，以免产生寄生回路，如果断路器本身带有防跳回路的应使用断路器机构防跳，如自身不具备防跳功能，则使用操作箱防跳回路。

三、防跳保护试验方法

1、合位防跳试验。这种是传统的试验方法，一般采取的方法是人为在二次回路制造分合闸命令共存的现象，然后观察断路器是否有跳跃现象。将被试断路器置合位，在测控屏或控制屏将控制把手（KK）保持合后位置，然后用试验仪器给保护装置加故障量保护动作出口，现场观察断路器跳开后不应有再次合闸现象，保持合闸命令至断路器储能结束。松开 KK 把手然后立刻再合闸一次，断路器应能可靠合上。松了以后立刻再合一次，如果断路器能可靠合上则说明 2 个问题，即在刚才的试验中断路器未曾释能则说明断路器未曾合过；防跳正常和断路器能立刻合上说明防跳已返回，没有续流问题。

2、分位防跳试验。这种主要是验证防跳继电器动作时间是否小于辅助开关切换时间，方法是将断路器置分位，先加故障量让保护动作出口，然后再模拟合闸回路粘连，断路器合上并立刻跳闸，撤去故障量，并继续模拟合闸粘连至断路器储能结束，断路器不应被合上，断开合闸模拟，然后立刻再次模拟合闸，断路器能立刻合上则认为防跳试验正常。因为不同的断路器控制回路设计差别较大，因此现场一般用防跳试验方法分别进行验证。

四、试验过程的注意事项

防跳保护试验过程中所涉及的一、二次设备较多，往往有多个工作面，试验时需改变一次设备运行状态，二次控制回路及信号回路牵涉范围较广。在试验过程中应注意以下方面。先查阅相关图纸，确定防跳保护原理及安装位置、断路器分/合闸二次回路有无联闭锁回路。并选择好防跳试验时断路器分/合闸命令模拟开入点，防止试验时分、合闸命令被闭锁输出。特殊情况下可临时短接联闭锁回路进行模拟试验，但应做好相关拆接线记录，试验完成后应立即拆除。若发现断路器机构有设计机械防跳，则应确认断路器本体是否设计继电器防跳功能，两者需同时投入进行试验。试验时，各工作面应由专人监护。除模拟试验人员外，断路器本体机构处应由监护人员观察试验过程中断路器是否发生跳跃现象、防跳继电器是否正确动作，如有异常情况应立即断开断路器控制电源停止试验，防止烧毁合闸继电器或合闸线圈。另外应注意试验过程中，防跳试验状态应持续至断路器储能过程结束，否则无法区别是未储能闭锁合闸或是防跳继电器动作导致断路器无法合于故障，在试验开始前应临时解除该功能并做好记录，防止试验过程防跳失败造成断路器三相不一致保护误出口导致启失灵长期动作出口。

防跳回路现在最广泛应用的是串联式和并联式防跳回路，在操作过程中由于电路较为复杂，且无法实践对继电器线圈的监视，虽然有易更换参数的特点，但是对操作人员的经验及理论知识有较强的要求，应酌情谨慎使用。本文对不同类型的防跳保护装置原理进行分析，阐述了检修过程中防跳保护的试验方法，并总结了试验过程中的注意事项。

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