断路器跳合闸回路故障保护分析

【摘要】现如今，在电力系统中，常会发生断路器跳合闸回路故障的情况，这给电力系统的正常运行带来了直接性的影响。因此，本文作者结合自身多年实践经验，重点对断路器跳合闸回路故障保护进行了深入的探究和分析，希望可以为同行提供更多有价值的参考和借鉴。

【关键词】断路器;跳合闸回路;故障保护;探究

1.前言

在当今高速发展的时代，电力系统开始向高电压、大容量的趋势快速发展。由于断路器为电力系统的保护装置。因此，在运行过程中，常会出现跳、合闸线圈被烧毁的情况。

我们都知道，在设计跳、合闸线圈的过程中，均是按照短时通电进行设计的，但是因操作机构不完全相同，导致跳合闸装置流过的电流值也不完全相同。而多数情形下，跳、合闸线圈被烧毁是因流过线圈回路的电流值不稳定而发生的切断现象。

2.关于断路器跳合闸回路故障保护分析

现阶段，省级以下的电力企业下属的35KV变电站几乎全改造成了综合式的自动化变电站。凡被称之为是综合自动化站的，不管为35KV的断路器合闸控制回路，还是10KV的断路器合闸控制回路，均具有合闸保护的功能。相应的，跳闸控制回路也带有跳闸的功能。

然而，对于合闸回路而言，极易出现的故障是：直接烧毁合闸线圈、接触器接点或是继电器等。当烧毁情况相对严重时，还可使电池组发生亏损、合闸磁铁被损坏等。而造成上述故障出现的根本原因是来自多方面的：

第一，由于断路器机构传输不灵活所造成的;

第二，储能弹簧已被损坏;

第三，电池组电量过低;

第四，合闸开关接触不良;

第五，接触器本身存在着故障问题;

第六，合闸电磁铁存在故障问题;

第七，辅助闭接点不能正常端开。

上述原因的存在都将出现手动合闸的情况。尤其是对于出现自动重合闸来说，其主要由于合闸线圈长期带有小电流。但是，对于合闸时间是和合闸保持电路断开电源的时间紧密相关的。如果合闸线圈长时间处在带电的状态，那么极易导致合闸线圈被烧毁。

3.断路器二次回路保护器的工作原理

断路器二次保护指的是对于断路器辅助触点在进行切换或是操作机构被严重卡死的情况下，可快速断开跳合闸线圈回路，这样一来，可以有效避免由于跳、合闸线圈的长时间接通，而造成烧毁线圈的事故。

通过上述分析，我们可得出二次回路保护的原理。其主要涉及到多个环节，如：通信环节、数据采集环节以及接点输出环节。而各个环节都有各自的作用。其中，通信环节的主要作用是接受上位机所发出的指令以及数据信息。并且又可向上位机传送断路器状态信息以及故障代码;对于数据采集环节而言，主要作用是采集断路器状态信号，从而便于了解断路器所处的工作状态;对于触电输出环节而言，主要作用是保护跳合闸回路线圈。这种回路保护其不仅可独立运行，又可受监控机的控制。

图1 10kV真空断路器合闸控制电路示意图

但是，想要全部实现上述功能，必须对现有断路器二次回路进行全面的改革，如：增设通信的功能;设有检测跳合闸检测电路;增设跳合闸动作电流计时单元。

4.10KV真空断路器电磁合闸回路的研究

通过左图可知：在闭合开关闸后，SHJ或是LJ2瞬间处在闭合的状态，而由于HBJ具有自保持自功能，因此，始终不会带电，一直到DL被断开为止。而当成功合闸之后，断路器立即处在合闸的状态，这样DL会自动处在断开的状态。因上述某个原因或是多个原因同时存在时，有可能会使DL不能快速被断开，这样一来，导致HBJ与HC长时间带电，从而极易烧毁上述两种线圈。特别是由于HC长时间都处在带电的情况时，也可能会烧毁HC接点及合闸电磁铁。

对于合闸系统而言，成功合闸仅需要1S时间。并且，在设计时，合闸线圈以及HBJ线圈均按允许瞬间最大电流值进行设计的。如果长时间流过大电流，那么极易将线圈烧毁。若在线圈中流过叫小的电流，那么电路难以实现自保持的功能。

5.故障调查

据统计，某电力局变电站的断路器在合闸过程中，因事先没有闭合保险装置，从而很快将合闸线圈予以烧毁。另外，在次年年底，该变电站因电池电量不充足，导致合闸推动机构不能顶到位，使得断路器难以合上电源，最终导致机构振动现象的发生，并且使电池组受到进一步的亏损。由于上述原因电池的亏损导致断路器出现合闸故障，直接给影响到电力部门整体效益的获得。

6.新型跳合闸回路保护装置的应用

通过上述调查和分析，我们必须结合实际要求设计出一种既可保护跳闸回路运行，又可保护整个电路的元器件。不管使用的是10kv保护模块还是35kv保护模块，均不具有跳合闸回路保护的功能。因此，相关人员应该结合以往的工作经验，反复试验，在最短的时间内研制出具有该种保护功能的电路。

结合经验可知：此类元器件的体积相对较小，而且功耗也相对较低，接线简单明了。该变电所经过科研工作者的不断努力，已研制出一台具有此功能的样机，并且试应用于断路器控制回路当中。据统计，设备在投入使用一年多的时间里，共成功保护断路器跳合闸回路三次，减少了对其它设备的损伤。

7.新型监视装置的引入

除上述情况下，针对断路器跳合闸线圈被烧毁的现象，我们也可采取一些其它的保护对策，例如：对断路器跳合闸回路的电流实施监视，从而达到保护回路线圈的目的。而针对220kv以上的电压等级断路器来说，可装设相应的跳合闸监视装置，以防断路器出现拒动作的现象。这是由于拒动作会进一步扩大事故的范围，情况严重时还有可能造成整个系统瘫痪。通过实时的监控，提升供电的安全性与可靠性。与此同时，还可大大降低维修成本的支出。并且，在未来几年来，随着科学技术的迅猛发展，必将会使断路器回路保护装置的设计更加趋于完善化。

8.结束语

总体来说，和其它回路保护器相比较而言，跳合闸回路保护器构造相对十分的简单，而且便于在施工现场进行安装，其保护功能相对强大。现阶段，在成功引入新型跳合闸回路保护器之后，其获得了十分理想的成果。与此同时，对于跳合闸的进一步改造应确保其科学性和合理性。尽可能降低外界环境及认为因素对跳合闸线圈产生的影响，减少故障的发生。我们坚信，在未来几年内，随着保护电路的普及和推广，将大大降低供电的损失，从而为企业赢得更大的经济效益与社会效益。

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