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断路器防跳接线故障分析及措施

文档作者：李秀卿田嘉文档来源：东北电力大学电气工程学院		点击数：	更新时间： 2021年12月11日
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第34卷第3期
2014年6月
东北电力大学学报
Journal Of Northeast Dianii University
Vo1．34．No．3
Jun．，2014
文章编号：1005—2992(2014)03—0040—05
断路器防跳接线故障分析及措施
李秀卿，田 嘉
(东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012)
摘 要：为了能同时使用断路器的两种防跳跃方式，改造了防跳回路的设计。采用跳闸位置继电
器回路串人断路器常闭接点，则改变断路器机构防跳继电器自保持回路，使两种防跳跃方式相互配合。
改造后，能防止各种原因引起的跳跃，又能消除分闸后不能再合闸，和合闸后绿灯仍亮的异常现象。
关键词：防跳跃接线；故障分析；措施
中图分类号：TM771 文献标识码：A
保护合闸输出接点粘连，或手动合闸时未及时返回到合后位置，且合于故障上，可能导致断路器反
复分合闸，谓之跳跃。其结果会引起机械损坏甚至爆炸。以下有两种情况导致断路器跳跃：
(1)合于故障线上，继电保护跳开断路器。由于合闸输出接点粘连，或手合未及时回到合后位置，
即合闸脉冲尚未解除，则跳后再合，然后再跳再合，如此往复而跳跃。
(2)断路器机构故障，合闸终期机构未扣住而脱扣(俗称偷跳)，如果合闸脉冲仍未解除，则再合再
跳而跳跃。
上述两种跳跃的共同原因是：合闸脉冲未能及时解除。不同原因是，电气原因：合于故障线上分闸。
机械原因：偷跳。
目前采取了两种防跳电气接线：保护装置防跳和断路器机构防跳。前者由综合自动化厂家完成，后
者由断路器厂家完成。
1 断路器的两种防跳接线
1．1 机构防跳接线(并联防跳接线)
目前，高压、中压断路器均采用了弹簧机构，机构防跳接线简图见图1。其防跳回路并联在合闸回
路上，也称“并联防跳”接线。防跳过程如下：
(1)保护合闸(BHJ接点接通)，或手合(KK的
1、2接点接通)，断路器合闸。合闸终期，QF2接通，
启动KO防跳继电器并自保持，KO1断开，切断合闸
回路；
(2)合于故障线上，或机构偷跳，断路器分闸；
(3)假设合闸脉冲未解除，由于合闸回路已被
KO1断开，避免了跳跃。只有合闸脉冲解除，KO失
+
图1 断路器机构防跳接线
电，KO1返回到常闭状态，合闸回路复归到准备合闸状态，才能再次合闸。
收稿日期：2014—03—10
作者简介：李秀卿(1953一)，男，吉林省吉林市人，东北电力大学电气工程学院教授，主要研究方向：线路故障分析
第3期 李秀卿等：断路器防跳接线故障分析及措施 4l
1．2 保护装置防跳接线(串联防跳接线)
图2是南瑞继保典型断路器操作回路接线，其防跳回路串联在跳合闸回路中，也称“串联防跳”接
线，防跳过程见图2。
+ 一
图2 保护装置防跳接线
(1)保护合闸(BHJ接点接通)，或手合(1QK的1、2接点接通)，断路器合闸；
(2)如合于故障线上，保护动作(BTJ接点通)，TBJ线圈启动，断路器分闸；
(3)假设合闸脉冲未解除(图中回路号05处仍带正电)，TBJ2使TBJV线圈励磁并自保持，于是TB—
JV常闭接点打开，切断了合闸回路，避免了跳跃。只有合闸脉冲解除，TBJV线圈失电复归，TBJV常闭
接点接通，合闸回路复归到准备合闸状态，才能再次合闸。
此跳护装置防跳接线不能防止偷跳引起跃，说明如下：
假设机构无防跳回路，还假设合闸回路中未串人S1(合闸弹簧位置开关)。
(1)同上第(1)条；
(2)机构偷跳 由于非保护动作跳闸，保护装置防跳回路不启动，TBJV常闭接点仍然闭合，如合闸
脉冲未解除，则再次合闸，导致跳跃。
为了部分弥补保护装置防跳的缺陷，一定要在合闸回路中串人合闸弹簧位置开关sl。这时防偷跳
引起的跳跃过程如下：
(1)保护合闸或手动合闸，合闸弹簧释放，合闸回路s1常开接点打开，切断了合闸回路(同时s1常
闭接点启动储能电机，进行合闸弹簧储能)；
(2)机构偷跳；
(3)假如合闸脉冲未解除，由于Sl常开接点要待l0一l5秒后弹簧储能结束才能接通，所以15秒之
内不会再合。如果15秒后手合仍未松开，或者保护合闸接点(BHJ)长久粘连，那么仍会再合而跳跃。
2 两套防跳装置的组合
机构防跳接线既能防合于故障线上的跳跃，又能防止机构偷跳引起的跳跃；保护装置防跳不能防偷
跳引起的跳跃。
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2．1 只采用保护装置防跳
这多见于中压(35 kV及以下)开关柜中的防跳。室内中压断路器的弹簧机构有带防跳、不带防跳
两种，在不特别声明情况下，厂家供应不带防跳机构。目前在运行的10 kV真空断路器弹簧机构多为不
带防跳接线。其缺陷是，不能防止合闸脉冲未解除而偷跳导致的跳跃。
由于偷跳几率很小，合闸接点粘连或手合停滞10-15 S几率也很小，这两种不同的几率赶在一起的
机会更小。偷跳多发生在电磁操作机构中，其脱扣器为平行四边形结构，稳定性与灵敏度难以两全。弹
簧机构的脱扣结构完善得多，实际运行中极少出现偷跳现象。只采用保护装置防跳，也具有较高的可靠
性，但仍有跳跃的风险。
2．2 两套防跳装置并用
这多见于35 kV及以上断路器，典型接线如图3。
两套防跳接线并用，能起到互补作用。
图3 断路器机构防跳、保护装置防跳联合接线
3 机构防跳继电器(KO)与跳闸位置继电器(TWJ)的阻抗配合及返
回系数
由于断路器机构与保护装置不是同一厂家，当阻抗配合不当且返回系数太低时，可能产生异常现象。下
面用图3加以说明
断路器合闸终了，QF2常开接点闭合，KO继电器启动，并经K02常开接点自保持，KO线圈上的电
压为220V。当合闸脉冲解除，本来期望KO继电器复归，但此时KO与TwJ形成了串联电路，这时加在
TwJ和KO线圈上的电压各为控制母线电压的一半，KO应该返回，TwJ也不应启动，二者相安无事。假
如二者阻抗相差悬殊，且返回系数很低，再赶上控制母线电压偏高的话，可能出现以下异常：
(1)断路器分闸后，不能再合闸
在上述串联回路中，如KO阻抗大于TwJ阻抗，则KO分压较高，如其返回系数又低，则KO仍保持
在吸合状态，合闸线圈回路中的KO1常闭接点始终打开，下次就再也合不上闸了。
(2)断路器合闸后，绿灯仍亮。
在上述串联回路中，如TWJ阻抗大于KO阻抗，则TwJ分压较高。如其返回系数又低，则TwJ处于
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吸合状态，造成合闸状态误亮绿灯，即红、绿灯一起亮的异常，同时发出错误的遥信(图3中略画红绿灯
回路)。
有人将上述异常归咎于共用两套防跳产生的冲突，从以上分析可知，这与使用两套防跳无关。
上述两种异常现象一般只出现在调试，或投运初期，属于缺陷，应彻底处理。如果在投运中，只是偶
尔出现，现场的应急措施是：瞬间断开控制母线(+KM)，使继电器返回，或者瞬间断开弹簧机构端子排
上L9短接线，异常即可消失。
如果上述现象频繁出现，说明机构中的KO与保护装置中的TwJ的阻抗普遍相差太大，或者是它
们的返回系数太低，应予更换或改进。
4 改进措施
上述两种异常现象的共同原因是：TwJ、KO两个继电器形成了串联回路。如果合闸后，能断开此串
联回路，分闸后才接通TwJ回路，那么问题得以解决。在TWJ回路中串人断路器的常闭辅助接点QF4
即可实现，详见图4。
串入QF4后，断路器合闸后，KO经保护合闸接点BHJ自保持，实现防跳，当合闸脉冲解除后，KO不
会经TwJ回路自保持而复归，KO1常闭接点通，避免了分闸后不能再合闸的现象；由于合闸后，QF4常
闭接点断开了TwJ回路，避免了绿灯误亮和误发遥信的现象。
具体接线方式：打开端子排上连接端子1KD21—1KD20间的连接片，串人断路器辅助接点QF4，操
作回路只增加一根电缆芯(改前4根电缆芯)。
5 结 语
图4 两种防跳联合接线的改进
(1)机构防跳接线既能防合于故障线上的跳跃，又能防止机构偷跳引起的跳跃；保护装置防跳不能
防偷跳引起的跳跃。
(2)由于偷跳和保护合闸出口接点粘连几率极低，只采用保护装置防跳，也具有较高的可靠性，但
仍有跳跃的风险。机构防跳和保护装置防跳联合接线具有互补优点；
东北电力大学学报 第34卷
(3)跳闸位置继电器回路串入断路器常闭辅助接点，能解除合闸状态绿灯亮、或断路器分闸后不能
再合闸的异常现象。
参考文献
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Breaker Anti-pumping W iring Failure Analysis and M easure
LI Xiu-qing，TIAN Jia
(Electrical Engineering College，Northeast Dianli University，Jilin Jilin 132012)
Abstract：Breaker is the ability to closing，carrying and breaking currents under normal circuit conditions，and
can closing，carrying within the stipulated time and breaking abnormal circuit conditions(including short—circuit
conditions)under current switching devices．Circuit breakers can be used to distribute electric power，not fre—
quently start asynchronous motors，implement the protection of power lines and motors，when they occur severe
overload，short circuit，under voltage or other fault can automatically cut of the circuit．In this paper，breakers
cun'ently used two anti—pumping wiring ways：“Series anti—pumping wiring’’and “Parallel anti—pumping wit
ing”Expounded and failure analysis，analysis the advantages and disadvantages of both，improvement measures
are put forward．
Key words：Anti—pumping wiring；Failure analysis；Measure．

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