摘要：针对电力工程中保护装置、断路器及操作箱型号多样、设计不统一，导致现场调试中断路器本体机构箱的防跳回路与保护装置操作箱的防跳回路无法配合、无法重合闸的问题，一般采用解除操作箱防跳回路的方法。对常见的操作箱和断路器本体防跳回路防跳“二选一”的设计原则讨论及现实案例分析后，提出在同时保留操作箱和断路器本体防跳回路的情况下，采用合闸监视回路中串入断路器辅助触点的方法，确保防跳断路器不会经过合闸监视回路自保持，不会出现无法再次合闸或跳、合闸监视灯同时亮的现象。该方法已在实际中应用并证明防跳功能是正确可靠的。
关键词：断路器；防跳回路；操作箱；重合闸；合闸监视
引言
控制开关或自动装置的合闸接点未能及时返回（例如操作人员未松开手柄、自动装置的合闸接点粘连）而正好合闸在故障线路和设备上，开关跳闸后又会合闸，如此连续重复的跳合，称之为断路器的“跳跃”。 在故障状态下，断路器的跳跃将导致故障电流多次冲击，对电力系统造成严重损害，也将使断路器产生致命的损坏甚至爆炸。因此，防止断路器的跳跃是非常必要的，所谓“防跳”，就是利用操动机构本身的机械闭锁或者操作接线上采取措施以防止断路器跳跃的发生。多年来的实践证明机械防跳不可靠，防止断路器跳跃的功能一般由断路器操作回路的电气防跳机构来实现。常用的方法：串联式防跳、并联式防跳、弹簧储能式防跳、跳闸线圈辅助接点式防跳等。
一、防跳回路介绍
断路器发生跳跃的必要条件有两个：一是合闸触点未返回，二是保护动作。若这两个条件中任意一个发生时，启动防跳继电器，以其触点将合闸回路断开，使断路器无法合闸，并一直保持此状态，直至合闸正电源返回后复归。
具体实现方式有两种：当合闸触点粘连时，用断路器常开触点启动与合闸线圈并联的防跳继电器，以其触点将合闸回路断开的方式，称之位“并联防跳”，一般由断路器制造厂随控制柜供应；当保护启动时，串联在跳闸回路中的防跳继电器动作，以其触点将合闸回路断开的方式，称之为“串联防跳”，一般由设置在保护柜中的断路器操作箱实现。两者均起到防跳作用。
通过对国内外多家厂商生产的断路器本体机构箱和操作箱的工作原理对比后发现，目前常用的断路器本体机构箱和操作箱电气防跳回路基本是基于这两种方式设计的，以下介绍这两种防跳回路。
1.1并联防跳回路
断路器本体都设有操作机构箱，进行断路器分、合闸控制，防跳回路是其中的一部分。图1是G3A-126型GIS断路器操作机构的防跳原理图（图中，QFBC为断路器合闸线圈）
图1 并联防跳原理图
这种防跳是靠一个与QFBC并联的继电器KTJ实现的，断路器常开辅助点QF3启动KTJ，KTJ自身常开触点KTJ-1自保持，同时KTJ输出常闭触点KTJ2串联在合闸回路中，断开合闸回路，达到防跳目的。
该回路动作顺序如下：当合闸指令发出后，断路器QFZJ合闸，QF1分闸，QF3闭合启动防跳继电器KTJ，KTJ动作后触点KTJ。1闭合，使继电器KTJ自保持，KTJ的常闭触点KTJ.2断开合闸回路。如果合闸指令因故粘连，即“7”有处有正电，则KTJ不会返回，合闸回路就不会贯通，即使此时保护动作跳闸，也不会再次合闸。直到合闸指令撤销，则KTJ返回，合闸回路恢复，才能再次合闸。
该回路的特点是只与合闸回路有关，对跳闸回路没有影响，回路简单，一般不设断路器监视回路。
1.2串联防跳回路
高压断路器保护柜内都设有操作箱，完成完成断路器的操作，其中防跳功能是其核心。图2位PCS-9611N线路保护装置内的操作回路图（图中HQ为合闸线圈，TQ为跳闸线圈）。
图2 PCS-9611N线路保护装置内操作回路
这种操作箱的防跳回路是通过在TBJV回路中串接的跳闸保持继电器TBJ的常开触点来启动的。当装置保护动作时，0802处有正电，TBJ动作，并且TBJ的常开接点闭合，使TBJ自保持的同时使TBJV继电器回路中的常开点闭合，当合闸触点粘连(即0810有正电时)，TBJV动作；TBJV动作后，其常开触点闭合，用于TBJV的自保持，同时常闭触点断开，用于切除合闸回路，防止断路器跳跃。
二、操作箱和机构箱配合
近年来，国外及国内引进技术生产的断路器均自带并联方式的防跳回路，当与断路器操作箱共同构成完整操作回路时，这两者如果配合不好，就会产生冲突，甚至不能完成基本的合、跳闸操作。最常见的问题就是断路器合/分操作一次后不能继续合闸操作，如果投运后，将会导致重合闸拒动。
2.1工程中出现的问题
图3为东莞某110kV变电站110kV线路断路器最初设计的操作回路，按东莞局的要求，我们取消了操作箱防跳回路，选用断路器机构防跳作为防跳。在调试过程中，我们发现在进行正常的合闸操作后，操作箱的分、合闸指示灯同时都亮了，并且断路器分闸后无法再次合闸，必须将控制电源断掉后才能再次合闸，合闸后又会出现上述情况。
图3 东莞某110kV变电站110kV线路断路器最初设计的操作回路
后经过分析核查，是因为CK中的防跳继电器电阻较大引起的。正常合闸操作时，正电通过407
7
CZ:4启动断路器防跳继电器，当合闸脉冲消失后，由于TWJ的存在，在406处会有正电出来，如果CZ:4
CZ：6处的电阻较小，则406处应为负电-110V（现场测量为-27V，而现场用电为220V的直流系统），因为CK中的防跳继电器电阻较大，造成了防跳继电器与TWJ分压，并且防跳继电器分到的电压大于返回电压，TWJ满足了启动的条件，故断路器进行合闸操作后防跳继电器通过406处出来的正电保持住了动作状态。从而出现了上述情况。
图4 修改后的控制回路图
咨询设计后，设计建议取消断路器防跳，改用操作箱防跳，这与东莞局的要求不符，也会出现在汇控箱就地合闸时会出现防跳不起作用的情况。
经过与继保班组人员讨论，经设计同意后在装置的跳位监视回路中串入一个断路器常闭辅助触点，即在406与7之间串入。如图4所示，由修改后的回路图可见，断路器合闸后，合闸监视回路将被断路器辅助触点断开，防跳继电器不会动作，也就不会出现无法再次合闸或者跳、合闸监视灯同时亮的现象了。
三、操作箱和机构箱防跳回路配合问题的讨论
由于断路器合操作箱型号众多，随机组合时，本体防跳继电器与合闸监视回路电阻在有的情况下两者匹配，有的情况下处于临界状态，上述情况为不匹配状态。纵观目前工程中各大设计院的设计，都广泛认为防跳回路的配合原则为“二选一”，一般采取断路器本身的防跳功能，单仔细分析后发现，这种观点有待商榷。
例如，在图1中，如果合闸的时候断路器辅助触点QF3先合上，而QF1后断开，则QF1就会断不开合闸指令HBJ的自保持回路，从而导致KTJ一直动作，无法再次合闸。这种断路器辅助触点时间竞争问题很少，但也不能排除。如果同时采用2个防跳回路，TJBV就会断开合闸回路，这一问题即可避免，而且，多一套防跳回路就等于在合闸回路上多一个断开点，有利于断弧。
上例中，是由于跳位监视回路与本体防跳回路冲突，而不是两个防跳回路冲突。通过在跳位监视回路中增加串联断路器辅助触点的方法，这一问题得到解决，即使两者电阻不匹配，也不会出现防跳继电器不返回的情况。既然解决了回路冲突问题，并且操作箱和机构箱中两个防跳回路同时存在、互不影响，还有一定的益处，那么取消操作箱的防跳回路就不是绝对必要的，建议同时采用两个防跳回路。顺便指出，目前的应用中同时采用两个防跳回路的实例也有很多。
结束语
断路器操作箱和机构箱的防跳回路均可实现防跳功能，但两者同时使用要注意正确配合，尤其要注意在合闸监视回路串入断路器的常闭辅助触点。建议对于断路器操作箱和机构箱的防跳回路配合“二选一”原则的应用要结合具体问题进行分析，最好同时采用2个防跳回路。
参考文献
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论文作者:肖雄辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：断路器论文; 回路论文; 操作论文; 触点论文; 跳回论文; 继电器论文; 常开论文; 《电力设备》2018年第19期论文;