关于规范低压开关防跳二次回路设计的分析思考

陆文钦 吴晨媛

摘 要：所谓跳跃是指由于合闸回路手合或遥合接点粘连等原因，造成合闸输出端一直带有合闸电压的现象。当开关因故障跳开后，会立刻合上;而保护动作开关会再次跳开，因为一直加有合闸电压，开关又会再次合上。上述情况被通俗地稱为“开关跳跃”。一旦发生开关跳跃，开关会被损坏，所以防跳功能是操作回路中一个必不可少的部分。

关键词：低压开关;防跳回路;接线设计

中图分类号：TM77     文献标识码：A       文章编号：1003-5168（2021）27-0034-03

Abstract： The so-called jump refers to the phenomenon that the closing circuit hand-closed or remote joining joint bonding and other reasons， resulting in the gate output has been with the closing voltage. When the switch jumps off due to a fault， it will close immediately， and the protective action switch will jump off again， because the closing voltage is always applied， and the switch will close again. The above situation is popularly known as "switch jump" .Once the switch jumps， the switch will be damaged， so the anti-jump function is an essential part of the operating circuit.

Keywords： low voltage switch; anti-jump circuit; wiring design

近年来，变电站低压开关二次控制回路已逐步开始应用开关自带的防跳回路[1-2]。大部分厂家，特别是合资厂家配备的防跳回路为电压启动、电压保持型防跳回路，而有些厂家的防跳回路存在一些设计缺陷，从而导致开关分闸后无法再合闸[3]。防跳是典型的一、二次专业交界面内容，也是现场工作常见的“盲区”。近年来，发生了多起因防跳回路不完善导致保护动作不正确故障，引起了相关专业的重视，出台了众多条例。公众号后台有人在问这个问题，今天就给大家梳理一下。防跳是“防止开关跳跃”的简称，所谓“跳跃”是指当断路器手动或自动合闸在有故障的线路上，继电保护装置将动作跳闸。此时，如果操作人员仍将控制开关放在合闸位置，或自动重合闸装置的触点未复归，断路器将发生再次合闸。因为线路上故障未消除，保护装置又动作于跳闸，从而出现多次“跳合”现象。其后果是，造成断路器的遮断能力下降或损坏，甚至引起爆炸事故。防跳继电器的作用是在断路器同时接收到跳闸和合闸命令时，有效防止断路器反复“合”“跳”，断开合闸回路，将断路器可靠地置于跳闸位置。按照防跳继电器的安装位置，防跳分为操作箱（智能终端）防跳和机构防跳。其中，操作箱（智能终端）防跳大多数采用串联于跳闸回路的电流继电器启动方式，称为“串联防跳”;断路器操作机构的防跳，大多数采用并联于跳闸回路的电压继电器启动的方式，称为“并联防跳”。

1 一些防跳方式的具体分析

防跳就是防止开关跳跃的意思，在开关分闸或者合闸时，防止再分再合，禁止开关跳跃，保护开关。开关本身的操作存在一定的操作循环限制要求，主要是开关的灭弧室的性能要求一定的去游离的时间。在开关操作时，如果合闸于故障或有跳闸命令时，会导致开关同时接收合闸和跳闸命令，使开关重复合闸、跳闸的动作循环，最后导致开关爆炸。因此，设计防跳回路时应防止跳跃。

鉴于此，对于未投产设备，应采用断路器机构防跳;对于已投产设备，若断路器机构具备可靠防跳功能，可拆除操作箱（智能终端）防跳回路，若断路器机构不具备防跳或功能不可靠，可保留操作箱（智能终端）防跳。取消操作箱（智能终端）防跳时，应采用短接防跳接点方法，且取消时应防止误拆、错拆。

关于防跳的试验方法，首推分位防跳：将开关置于分位，用短接线接通分闸回路，然后再接通合闸回路，直至储能完成。试验现象是断路器合闸后瞬时分开，不再重合。之所以推荐分位防跳，一方面是因为试验过程能够囊括合位防跳;另一方面是因为能够发现防跳继电器的动作时间与断路器的动作时间不配合问题。

1.1 保护防跳接线方式直接照搬于开关防跳

很多合资厂家配备的防跳回路为电压启动，实际为电压保持型防跳回路[4]。图1中，如果采用其原有TWJ回路串入合闸回路，对回路进行监视的接法存在以下问题：当开关处于合闸状态时，与TWJ配合分压不均时可能导致防跳继电器（KO）长期启动，从而导致开关分闸后无法再合闸。

1.2 TWJ继电器接入开关辅助节点

辅助触头分常开触头和常闭触头。不同形式的触头在使用时发挥的作用也不一样。例如，交流接触器的常开触头可以实现自锁功能，常闭触头可以实现互锁功能。常开或常闭触头还可以接上指示灯，来直观反映接触器的合分位置。除了接指示灯外，有的开关电器的辅助触头还可以与消防设施、发电设施相连接。例如，有的双电源自动转换开关就可以实现备用电源发电机的启动停止控制。

如需采用开关配置的电压启动、电压保持的防跳回路，一种简便的方案是将TWJ接入开关辅助接点，但此方案存在的问题是无法监视合闸回路的完整性[5]。当开关合闸线圈断线、弹簧未储能接点或辅助接点接触不良时，TWJ及绿灯无法监视到回路存在异常。如图2所示。

针对以上情况，公司电力调控中心、运维检修部、检修试验工区、变电运维工区及电力设计研究院等部门相关专业人员进行专项讨论，考虑到现场合闸回路断线的情况大多由合闸线圈引起，且弹簧未储能接点有遥信上送，决定采用以下方案：将TWJ回路串入开关辅助常闭接点及合闸线圈回路。此方案可对开关辅助接点、合闸线圈进行监视，同时避免了防跳继电器长期启动的情况，对弹簧未储能接点及防跳继电器接点不再进行监视。

虽然此方案可以完成对合闸回路的监视，并将弹簧未储能接点遥信上送，但是此方案仍存在一些缺点。

①对于弹簧未储能节点影响合闸回路时不能通过“控制回路断线”直接反映。

②当TWJ继电器与KO继电器之间的电压分配足够启动KO继电器时，会造成KO继电器跳跃、频繁通断闪烁，此时易损坏继电器。

③当TWJ继电器与KO继电器之间的电压分配足够启动TWJ继电器时，将会造成开关合位，而操作箱HWJ与TWJ灯均亮。

1.3 提出的改进方案参考

考虑到将TWJ回路串入开关辅助常闭接点及合闸线圈回路仍无法解决的一些问题，工程人员提出了第三种改进参考方案[6-9]。

该改进方案将“控回断线”信号实现了对合闸回路的全回路覆盖，告警信号非常直观。另外，实现了KO继电器与TWJ继电器的隔离，杜绝了交叉影响。但是该改进方案需要在部分开关回路内部接线改造，改造工作量相对较大[10-11]。

2 结语

本次对低压开关防跳回路的修改经历了多次调整，最终方案实现了“控回断线”信号对合闸回路的全回路覆盖，起到了对原先防跳回路的功能完善，后续研究团队将进一步深入分析，提供更优化的方案。

参考文献：

[1] 沐娟，陈杨，应俊杰，等.断路器新型防跳方法的研究[J].兰州文理学院学报（自然科学版），2021，35（3）：45-48.

[2] 高远，刘怀宇，赵睿.一起断路器防跳回路缺陷案例的分析及改进方法[J].電工电气，2021（4）：34-37，47.

[3] 陈伟华，吴坚，叶仁杰，等.220 kV断路器防跳回路研究综述及案例分析[J].电工技术，2020（9）：102-104，111.

[4] 张美莲.浅析断路器防跳回路的应用及常见的故障[J].科技与创新，2020（17）：41-42，44.

[5] 周道城，黄小红，汪建敏，等.断路器防跳功能的试验新方法[J].电工技术，2018（22）：28-29.

[6] 伍家纬，唐健，吴俊锋，等.一种断路器辅助节点自动检测装置：CN209560048U[P].2019.

[7] 董兆华.用中间继电器扩展断路器辅助触点的隐患及处理[J].电世界，2019（12）：55-57.

[8] 刘新敏.一起断路器控制回路缺陷处理及分析[J].通信电源技术，2020（6）：68-69.

[9] 江志坚.电动发电机出口断路器失灵保护逻辑改造[J].科技风，2016（20）：134-134.

[10] 柳菲，谭展，王国亮，等.一种断路器辅助开关的测试系统及方法：CN105116322B[P].2018.

[11] 史祺，刘蕾.断路器的带有负载监控的智能控制器：CN203278399U[P].2013.