断路器跳跃闭锁电路分析

当跳闸继电器TJ 动作启动跳闸时，TBJ/I 励磁、TBJ 动作、TBJ1闭合将跳闸命令保持，直到断路器断开，同时TBJ2 、TBJ3断开合闸回路，TBJ4闭合，准备好TBJ的电压自保持回路。若在断路器未断开之前，即TBJ 未返回之前手合继电器触点SHJ 或自动重合闸触点ZHJ 闭合，则TBJ 经已经闭合的TBJ 4 和SHJ 或ZHJ 保持，即TBJ2、TBJ 3 继续处于断开状态，保证断路器不会合闸，达到跳跃闭锁的目的。

1.电流启动值

根据电力工业部1984年反事故措施和电力系统二次回路设计规程的规定，跳跃闭锁继电器的电流启动值应与断路器的跳闸电流配合，其电流启动值不得大于断路器跳闸电流的50%，即跳闸时跳闸回路的电流应大于TBJ启动电流的2倍，保证TBJ电流的可靠系数大于2。

2.电流线圈的电压降

根据上述规定，跳跃闭锁继电器的电流线圈的电压降应小于操作回路额定电压的5%。

3.电压动作值

按照规程的规定，跳跃闭锁继电器的电压动作值应不大于操作回路额定直流电压的70%，保证操作直流电源电压在规定范围内波动时，TBJ可靠动作;同时TBJ电压动作值应不小于操作回路额定直流电压的50%，以保证操作直流电源回路接地时，TBJ不误动作。

4.触点性能

TBJ的触点性能应与继电保护装置中出口中间继电器的触点性能相同，电力行业标准规定，继电保护装置中出口中间继电器的触点性能应符合下列要求:

返回特性，返回值≥额定值的10%(对于干簧继电器，要求返回值≥额定值的70%);闭合容量，直流回路220V，5A;机械寿命，不带负载时，动作105次;接触电阻，用毫欧计测量时≤0.1Ω;用数字万用表测量时≤0.5Ω;用电流电压法测量时≤0.1Ω。

5.绝缘性能

a.同一组触点断开时，能承受工频1000V电压，时间1min;

b.无电气联系的各导电部分之间，能承受工频2000V电压，时间1min;

c.所有导电部分对安装架之间，能承受工频2000V电压，时间1min。

电气回路构成的断路器跳跃闭锁装置仍被普遍使用。改变继电器电流线圈参数的方式由于接线简单、易于监视，是目前应用的主要方式;而由继电器线圈与并联支路构成跳跃闭锁继电器电流启动回路的方式，因为其易更换参数，也较受制造和运行人员欢迎，但由于电路较为复杂，且无法实现对继电器线圈的监视，故仍需进一步积累经验，谨慎使用。

近几年，我国先后引进了好几种国外生产的或国内合资厂生产的断路器，有ABB、阿尔斯通、以及西门子公司的产品。这些断路器的操动机构都具有防跳电路，比较安全可靠。我局小河变线路开关采用电气防跳和机构防跳两种防跳措施，在验收过程种发现存在寄生回路，我们对寄生回路产生的原因进行分析，并制定出相应的整改措施。本文对两种防跳方式进行分析、比较、改进，消除了运行中寄生回路的存在。

1、断路器单独采用电气防跳回路的技术分析

35KV及以上的断路器常常采用"电气防跳"，电气防跳回路通常是由跳跃闭锁继电器实现的。(图1)是适用于具有一个跳闸线圈的断路器的跳跃闭锁回路接线图。此种防跳继电器有两个线圈，一个是供启动用的电流线圈TBJI，接在跳闸回路中;另一个是自保持用的电压线圈TBJU，通过本身的常开接点接于合闸线圈。另外2对常开接点TBJ1,TBJ4和2对常闭接点TBJ2,TBJ3,TBJ1作电流自保持用,TBJ2,TBJ3并联后串入合闸回路。

当合闸过程中，如正遇永久性故障，因而保护出口继电器接点TJ动作启动跳闸,并启动防跳继电器TBJ。若此时控制开关手柄(合闸按钮)未复归或接点被卡住，由于防跳继电器接点TBJ4闭合，致使防跳继电器电压线圈TBJU带电自保持，另外常闭接点TBJ2,TBJ3已断开，能避免合闸线圈-Y4再次导通，从而防止断路器发生"跳跃"。TBJ1接点与TJ接点并在一起，是为了防止保护出口继电器接点TJ被烧坏，因为保护跳闸时，保护出口接点TJ可能先于辅助接点-S1断开，以致被电弧烧坏。由于TBJ1与TJ并联，即使TJ先于断路器辅助接点-S1断开，也不会被烧坏，而且还有跳闸出口存在，同时起到跳闸命令保持直到断路器断开，同时TBJ2,TBJ3断开合闸回路，TBJ4闭合，准备好TBJ的电压自保持回路。若在断路器未断开之前，即TBJ未返回之前手合继电器触点KK5-8或自动重合闸触点HJ闭合，则TBJ经已经闭合的TBJ4和手合或HJ自保持，即TBJ2，TBJ3继续处于断开状态，保证断路器不会合闸，达到跳跃闭锁的目的。

2断路器机构防跳与电气防跳配合连接的技术分析

2.1:断路器机构防跳与电气防跳配合连接的接线图:

断路器操动机构防跳是采用机构本身携带的继电器-K11实现的，如图2所示:

注:-S3:现场/远方切换开关;-S4:现场合闸按钮;-S5:现场跳闸按钮;-S1:断路器辅助接点;-S2:弹簧储能接点;-K14:气压闭锁接点;-Y1:跳闸线圈;-Y4:合闸线圈;-K11:防跳继电器

机构内-K11防跳原理是:当合闸脉冲发出后，断路器合闸轴转动，如果由于机构上的原因，如合闸轴未停留在合闸后位置，则机构仍旧返回到分闸状态，此时如KK的5、8接点卡住或别的原因，合闸脉冲未撤消(因保护未动，保护装置内的TBJI未启动，TBJV常闭接点仍然在闭合状态)，防跳继电器-K11励磁并自保持，-K11的常闭接点断开合闸线圈回路，使断路器机构不会第二次动作，直到合闸脉冲撤消，-K11继电器自保持回路解除。它是一种电压启动并自保持的"并联防跳"。

2.2:两种防跳同时采用所存在的问题:

如图2所示:两种防跳方式同时采用时会产生寄生回路，在合闸时，-S3打在远方位置，其1、2接点和5、6接点通，合闸命令发出，断路器合上后，-S1的43、44接点闭合，绿灯LD通过这些接点及-K11防跳继电器线圈点亮。所以在做电气一、二次传动试验时，出现断路器合上后红绿灯同时点亮的现象。

2.3改进方法:

为了消除运行中存在的寄生回路，我们曾考虑了2种解决方法:

方法一:保留保护装置内的TBJ防跳回路，断开断路器操作机构内的防跳继电器

-K11的线圈，并短接其串在合闸回路中的11、12接点，如图3所示。

方法二:绿灯LD及防跳继电器TWJ线圈经过断路器的辅助常闭接点接到负电源，如图4所示。据我们了解，不少兄弟单位遇到这类问题时也常采用这2种解决措施。

3.两套防跳功能的比较及改动后存在的问题

3.1保护装置内TBJ的防跳作用

仔细分析，保护装置电气防跳回路种采用的TBJ防跳与断路器机构内的防跳作用是有所不同的。众所周知，保护装置内的TBJ防跳原理是当控制开关KK的5、8接点接通或HJ接点接通，使断路器合闸，如合到故障线路时，保护动作，TJ接点闭合，断路器跳闸，TBJI电流线圈启动，TBJI的接点闭合自保持。此时，如控制开关KK未复归或它的5、8接点卡住或HJ接点粘住等情况，合闸脉冲即使未消除，由于TBJ的电压线圈能自保持，TBJV常闭接点断开合闸线圈回路，使断路器不致再次合闸，断路器等电气元件不会再次受到短路电流的冲击。只有合闸脉冲解除，TBJ的电压线圈断电后，接线才恢复原来状态。由此可知，保护装置内的TBJ防跳原理是只有在保护动作后才启动，是一种电流启动，电压自保持的"串联防跳"。

3.2断路器操动机构内-K11的防跳作用

断路器操动机构内-K11防跳作用是:当合闸脉冲发出后，断路器合闸轴转动，如果由于机构上的原因，如合闸轴未停留在合闸后位置，则机构仍旧返回到分闸状态，此时如KK的5、8接点卡住或别的原因，合闸脉冲未撤消(因保护未动，保护装置内的TBJI未启动，TBJV常闭接点仍然在闭合状态)，防跳继电器-K11励磁并自保持，-K11的常闭接点断开合闸线圈回路，使断路器机构不会第二次动作，直到合闸脉冲撤消，-K11继电器自保持回路解除。它是一种电压启动并自保持的"并联防跳"。由此可见，机构内的防跳可保证在机构本身发生故障时，且合闸脉冲未撤消的情况下，断路器也只能合闸一次，不论成功与否，断路器合闸线圈不会第二次带电。这主要是由断路器结构决定的，因为断路器的主触头行程一般都比较小，如10~35kV真空断路器的主触头行程只有8~10mm，它不能承受连续的多次合闸冲击，否则，真空泡容易受到损坏。当第一次合闸不成功后，不能马上再合闸，只有在调整机构后才允许第二次操作。如果取消了机构内的防跳电路，则会影响断路器的安全运行。

3.3原两种改动方法存在的问题

第一种方法，虽然取消了寄生回路，但牺牲了断路器操动机构内的防跳功能，不太合理。第2种方法，虽然也取消了寄生回路，但同时也失去了对合闸回路监视的功能，有点顾此失彼。有些专业人员认为:合闸回路不监视问题不大，对进口断路器更是如此，只要保证接线正确，合闸线圈断线机率是很小的。《电力系统继电保护规定汇编》种规定:为了保证控制回路的可靠性，防止由于振动使端子接线脱落或辅助触点不良而引起断路器拒动而扩大事故，建议仍然设电源及跳、合闸回路完整性监视为宜。为此我们认为这种以取消监视合闸回路的完好性为代价的解决方法也不是很合理的。

4.新的解决方法

综上所述，断路器机构内的防跳与保护装置内TBJ的防跳是两种截然不同的概念。前者主要是确保断路器本身安全运行的一种有效措施，后者是当系统故障时，避免电气元件多次受短路电流冲击而扩大故障的有效措施。两种防跳作用互补，缺一不可。另外，根据二次回路设计规程要求，对断路器的跳合闸回路完好性应有监视，以确保电气设备在运行中的安全。针对上述寄生回路产生的原因，我们认为，目前西门子的断路器操动机构回路设计比较成熟，值得推荐。具体方法是在绿灯LD和跳闸位置继电器TWJ线圈回路中，先串入一付机构防跳继电器-K11的常闭接点和断路器的常闭辅助接点-S1，再接入合闸回路中，如图5。

采用这种解决方法，不会产生上述的寄生回路，从而避免断路器合闸后绿灯亮的异常现象。而两套防跳回路仍发挥各自的作用，合闸回路的完好性能得到监视，完全满足断路生产厂家和电力系统的运行的有关要求。

5结论:

目前，现场很多断路器防跳有电气回路防跳和断路器本身机构防跳，也有些变电站断路器运行前两种防跳方式兼顾，在二次回路反措中规定，两种反措容易产生寄生回路。电气回路构成的断路器跳跃闭锁装置仍被普遍使用。但保护防跳和开关机构防跳在原理和用途上有很大的差异，在两种防跳方式兼顾的变电站，应在断路器运行前对防跳回路进行检查，防止产生寄生回路。