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摘要：本文介绍了目前断路器最常见的两种防跳方式，并分析了其各自优缺点，随后得出断路器防跳回路本质，即保证在一个合闸命令过程中只对开关合闸线圈励磁一次，并介绍了基于这种理念设计的防跳回路在FKG型断路器控制回路上的应用。
关键字：防跳；防跳回路；断路器；控制回路；
0、引言
断路器的跳跃，是指在开关合闸过程中，由于控制开关触点卡涩或者自动装置触点粘连，恰巧此时保护装置动作使断路器自动跳闸后，开关出现的多次合闸-跳闸现象。断路器的多次跳跃，可能会造成开关设备损坏，降低开关的遮断能力，严重时甚至引起开关爆炸等事故。为了防止发生这种现象的发生，一般采用在电气控制回路加设防跳回路的方法来避免，目前最常见防跳回路有两种，一种为保护操作箱回路防跳；另一种是利用开关机构自身的回路防跳。
1、保护操作箱防跳
采用保护操作箱回路的防跳，这是传统上最常用的防跳方式。图1为南瑞继保CZX-22RR1型操作箱回路图，以A相为例，图中只画出了断路器的一组跳闸线圈。
图1 南瑞继保CZX-22RR1型操作箱回路图
进行合闸操作时，若合闸回路触电粘连或者手合命令一直未解除，在开关合闸后断路器辅助接点DL1断开，此时继电器SHJa线圈、n104（4D113）端子与正电源端等电位。当保护装置动作后TJ1接点闭合，在切断开关过程中防跳继电器（电流型）2TBIJa动作，对应的常开接点2TBIJa闭合接通防跳回路：防跳继电器（电压型）2TBUJa得电动作后两对常闭接点断开，切换合闸线圈的回路；从图中可以看出，防跳继电器（电压型）2TBUJa通过一对闭合的常开接点实现自保持，直至合闸命令解除/消失后其相应的方才返回到原状态：即恢复合闸线圈回路原状态。同时我也可以看出在切断开关过程中防跳继电器（电流型）另两对常闭接点2TBIJa动作打开，迅速切断至n104（4D113）端子的合闸回路，可靠起到了防止断路器辅助触点配合不当引起的开关再次合闸的作用。
从上图我们可以看出，防跳继电器2TBJa为电压电流双线圈继电器，因此采用这种防跳本身固有的不足有：1）继电器电流线圈动作值需要考虑与断路器跳闸线圈额定电流的配合，实际应用中很多单位都未做校验，存在安全隐患。2)保护动作分闸时电流线圈均会短时上电，对其技术要求较高；3）由于防跳继电器为双线圈继电器，实际应用中需定期检验双线圈间的绝缘情况，但现场实际应用中无法定期进行测试。4）回路较复杂，现场容易接线线，以至防跳失灵。
图2 西门子3AH断路器操作回路图
2、开关机构箱防跳
开关机构箱防跳回路，以西门子3AH断路器为例说明。如图2，当断路器合闸操作时，随着断路器的合闸，S1:23-24辅助接点闭合，如果合闸回路正常即没有了合闸命令，则防跳继电器K1所在回路不通，K1不启动，即防跳不起作用。由于某种原因在开关合闸后合闸命令一直未解除时断路器S1:23-24接点接通，于是防跳继电器k1线圈励磁。励磁后其联动接点13-14闭合实现自保持，同时接点21-22、31-32断开，断开了断路器的合闸回路，防止了断路器的再次合闸，从而有效的防止了跳跃现象的发生。只有当合闸命令解除，则防跳继电器的励磁回路立即断开，合闸回路才恢复到正常状态。
这种防跳的接线方式简单，用一只继电器就实现了防跳功能。相对于前一种防跳来讲，有如下优缺点：1）利于实现就地保护，可以有效的防止整个合闸回路包括从操作箱正电到开关机构箱的故障；2）由于只采用一只电压继电器，二次回路简单不会形成寄生回路，利于现场维护调试工作的开展；3）不存在电流参数的选择问题，有效防止了因为参数选择不当而使防跳回路失灵的问题。但存在的不足是：1）防跳继电器运行环境恶劣，有可能受断路器震动的影响（如厂用电6kV开关）；2）实际应用中每次断路器的合闸操作均会启动该继电器，对该继电器质量要求高。3）要求继电器k1的动作速度小于开关的分闸时间，即对继电器的技术要求高。
图3 AREVA FKG型发电机断路器操作回路图
3、限制时间防跳
从上述分析可见：采用操作箱防跳原理的开关完成合闸操作后，若恰巧保护动作，防跳继电器动作并自保持、同时在开关完成分闸任务前可靠断开至合闸线圈正电源端的回路（即图1中2TBIJa 、2TBUJa接点在开关完成分闸操作前断开），因而能有效的起到防止开关跳跃现象的发生。；采样机构箱防跳原理的开关在完成合闸操作后，由于继电器K1动作速断快，其能在开关因外部原因完成分闸前可靠动作断开至合闸线圈的回路电源，也能有效的起到防止开关跳跃现象的发生。即防跳回路继电器动作断开合闸回路正电源的时间，均小于在开关完成分闸所需时间，否则开关防跳回路则不能可靠起到防跳作用。即无论那种防跳，开关合闸线圈回路在一次合闸命令过程中的接通时间均小于开关完成一次合分闸循环所需的时间。左图所示为我公司FKG型发电机断路器操作回路图，其防跳设计正式基于这种理念。当接收到合闸命令后，合闸辅助继电器k01动作，三对常开辅助接点闭合，一方面接通开关合闸线圈回路，开关开始合闸；另一方面接通防跳辅助继电器k02回路，继电器k02动作，常开接点闭合接通防跳继电器k03回路，继电器k03动作后常闭接点打开，切断合闸辅助继电器k01线圈正电源，继电器k01失去励磁常开接点断开，从而断开合闸线圈回路正电源。
因此，即使接收到的合闸命令仍未解除，此时合闸辅助继电器k01在防跳继电器k03动作后已失去励磁，常开接点恢复断开状态，从而可靠的断开合闸线圈回路的正电源，起到了防止开关可能出现的再次合闸的现象。合闸辅助继电器k01常开接点闭合到恢复打开状态的时间极短，大于开关完成一次合闸的时间，保证了开关能够可靠合闸；同时小于开关完成一次合闸-分闸循环的时间，能起到了防止开关可能出现的跳跃现象。这种限制至合闸线圈回路接通时间的防跳方式称为限制时间防跳，是开关机构箱防跳的另一种实现方式。
与前一种开关机构箱防跳相比，防跳回路采用继电器而不是采用开关合闸位置接点来启动防跳继电器K03，主要基于如下考虑：大型发电机出口开关采用三相联动机构，其合闸位置接点滞后主触头10-15ms，略小于开关完成一次分闸所需时间，若采用开关合闸位置接点启动防跳回路，则很有可能会引起开关的再次合闸；而采用继电器搭配方式启动防跳继电器k03则能快速的断开合闸线圈回路的正电源，从而有效地防止开关可能出现的再次合闸。因此这种防跳设计对继电器的动作特性要求非常高。
4、结论
综上所述，防跳回路至关重要。各种实现方式各有长短，现场使用应结合实际选择恰当的防跳方式。断路器机构箱防跳回路具有接线简单，防跳保护范围大，推荐在防跳继电器受断路器震动影响小的地方使用。操作箱防跳回路设计经典，推荐在操作机构与断路器本体近距离配合场所使用。
参考文献
[1].王严 开关电气防跳回路分析与探讨[J]，继电器，2003，1：75~76.
[2].FKG型发电机断路器说明书.
[3].能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册[Z].2004.
论文作者:李晶
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/12
标签：回路论文; 继电器论文; 断路器论文; 接点论文; 线圈论文; 常开论文; 操作论文; 《基层建设》2016年11期论文;