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高压断路器防跳跃失效分析及措施

2021-03-15李纪强田素君梁利艳何宝林

装备维修技术 2021年42期
关键词:断路器

李纪强 田素君 梁利艳 何宝林

摘  要:断路器是电力系统中重要的保护和控制设备,要求其要有可靠、安全的动作。但当因环境干扰或设备故障时控制单元的分合闸输出端会同时发出命令,此时断路器就会连续的跳动,连动对断路器产生致命的损坏,严重时可导致断路器爆炸。断路器的防跳回路可有效防止断路器多次跳合,以保护设备和系统的安全,本文针对防跳方法措施进行比较

关键词:断路器;跳跃;防跳

一、概述

断路器是电力系统中重要的保护和控制设备,要求其要有可靠、安全的动作。但当因环境干扰或设备故障时控制单元的分合闸输出端会同时发出命令,此时断路器就会连续的跳动。断路器在正常合闸状态,回路电阻很小,电流可顺利通过,当断路器在开断过程中,断口间会产生能量很大的电弧,特别是系统故障的情况下,通过的电流是额定的几倍甚至几十倍,若在短时间内多次反复操作断路器,将给断路器产生致命的损坏,严重时可导致断路器爆炸。同时断路器的连续跳动现象对操动机构也会有很大的损坏。所以在断路器二次回路中都要有防止连续误动作的防跳跃回路。

二、防跳方法原理

防跳回路就是在断路器操作回路分合闸命令输出端同时带电时,可靠的切断合闸回路,保证断路器只有一个合闸动作,最终处在分闸状态下。如断路器原来处在分闸,则动作为合—分;如断路器原来处在合闸,则仅进行分闸动作。

防跳跃回路可有很多种接线方式,如电气串联型、电气并联型、串入分闸线圈辅助触点型等,但最常用的是电气并联型。电气并联型接线方法如下图所示。

电气并联型防跳回路原理图

图示中KF为防跳继电器线圈,K1为合闸线圈,K2为分闸线圈,Q为断路器辅助开关,图示中各开关状态为断路器处于分闸的状态。

在断路器分闸状态下同时发分闸、合闸指令,根据操作回路状态,断路器首先合闸动作,辅助开关转换,Q2(1-3)闭合,防跳继电器KF得电,(KF13-14使得防跳继电器线圈自保持),KF(21-22)断开,切断了合闸操作回路,然后再进行分闸动作,虽然合闸指令仍在持续,但合闸操作回路已切断,断路器停在分闸状态,即断路器动作顺序为合闸→分闸。同理断路器合闸状态下同时发分闸、合闸指令,断路器动作分闸后合闸回路切断,仅动作分闸。

三、防跳失效原因分析

根据防跳方法原理,结合断路器动作信号时序图(如图1),不管是断路器处于分闸还是合闸状态,防跳回路的作用点需在合闸回路接通前介入,才能起到可靠的防跳功能。导致防跳回路的作用点介入失效的可能原因包括:

1.二次回路接线错误

在二次回路接线错误的情况下,导致防跳继电器在断路器任何状态下不能得电,或者是防跳继电器得电后不能自锁闭,此时防跳回路不能有效起到作用。

2.辅助开关金短时间不足

在断路器分闸状态时如果发生操作回路分合闸命令输出端同时带电情况,如果回路中辅助开关NO触点Q2(1-3)金短时间较短,导致防跳继电器不能可靠吸合的情况下,防跳回路的作用点就不能有效介入,将导致发生断路器跳跃现象。

3.防跳继电器动作时间较长

在断路器动作及輔助开关动作均正常的情况下,如果防跳继电器因选型或者发生功能性故障,导致继电器吸合时间较长,辅助开关正常的金短时间也不能满足防跳继电器的可靠动作,也会发生防跳失效。

四、结论

断路器的防跳回路是操作回路的重要环节,防止断路器跳跃对保障电力系统的安全运行,防止设备损坏和事故扩大有着重要的意义,必须确保断路器防跳保护动作正确可靠。要求从产品设计阶段对防跳继电器的选型必须通过正确的计算和可靠的验证,以确保防跳继电器触点的转换时间小于辅助开关常开接点转换时间,避免开关防跳功能失效而造成开关跳跃。同时在产品的出厂试验阶段及现场交接试验阶段对配线的正确性进行充分的检查,并做好断路器防跳试验的验证,以保证断路器的可靠运行。

参考文献

[1] 颜华敏,顾国平,陆敏安,董青。 一起断路器防跳回路异常分析及改造.电力系统保护与控制,2010年:第38卷 第12期

[2] 朱敏华,陈振生,高压断路器的防跳.江苏电器,2006年,NO3

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