断路器作为电力系统中的重要组成部分，在保障电网安全稳定运行方面发挥着至关重要的作用。然而，在电力系统运行过程中，由于各种原因可能会导致断路器跳闸，从而影响电网的正常运行。为了解决这一问题，断路器防跳保护技术应运而生。断路器防跳保护系统能够及时准确地检测电力系统中的异常情况，并采取相应的措施，防止不必要的断路器跳闸，从而提高电力系统的可靠性和稳定性。本文将深入研究断路器防跳保护的原理和试验方法，以期为电力系统的安全稳定运行提供技术支持和理论指导。

一、断路器防跳保护原理

（一）串联式防跳

串联式防跳继电器的启动由电流控制。在实际应用中，由于没有任何辅助装置，所以合闸线圈不受电源和负载的影响。当电流防跳继电器与故障回路合闸时，断路器将会被激活，保护跳闸的出口被关闭，断路器也随之断开^[1]。此时，防跳继电器的常闭触点也会断开，使得合闸回路中断，而另一个常开触点则会闭合，随后电压防跳继电器会被接通，并保持其状态不变。即便是合闸命令持续存在，合闸线圈依然保持不动，从而达到了防止跳闸的效果。

（二）并联式防跳

并联式防跳的实现方式是将防跳继电器与合闸回路进行并联连接，防止合闸过程中由于线路故障而造成断路器跳闸。一旦合闸指令被激活，将通过整流桥输出，触发断路器的合闸操作。此时，防跳继电器所处回路中的常开触点会自动闭合，防跳继电器的线圈动作会重新定位合闸回路继电器的辅助触点位置，从而使合闸回路断开。当发生故障时，保护装置启动并跳闸，由于合闸回路已经断开，断路器将不再进行合闸操作，从而避免跳跃故障的发生。

（三）防跳保护类型

断路器的防跳保护主要有两种形式，一是加装防跳继电器。根据实际情况选择合适的防跳元件进行配合使用。根据防跳继电器安装位置的不同，可以进一步将其分类为操作箱防跳和断路器主体防跳。通常情况下，断路器的工作结构和保护装置的操作箱都会配备防跳回路，并且在保护装置的控制回路中还会设置跳、合闸线圈的监视回路。为了避免操作箱防跳回路与继电保护系统之间的相互影响，一般情况下，必须要对操作箱防跳进行单独设计并加以校核，禁止同时启用断路器主体和操作箱的防止跳跃功能，可以在断路器控制回路的末端安装防跳继电器，实现断路器主体的防跳保护。同时，在跳闸和合闸线圈的监视回路与防跳保护回路之间，要借助防跳接点实现闭锁，防止监视继电器和防跳继电器在励磁过程中无法正常返回，使断路器的正常合闸功能受到干扰。二是机械防跳保护^[2]。在安装防跳继电器后，将会在一定程度上影响设备的二次控制性能，并且在极个别的情况下 ，机械防跳也无法发挥出正常的功能。所以，越来越多的生产商更偏向于在断路器的核心部分安装防跳继电器，或者是将机械防跳和加装防跳继电器两者结合使用，以达到更好的防跳效果。

二、断路器跳跃现象可能带来的危害

（一）高压绝缘能力降低或失效

在电力系统的运行中，高压断路器发生跳跃是导致高压绝缘性能降低或完全失效的主要原因之一。当前，电力系统高压断路器的使用状况相当复杂，存在着各种程度的故障问题，这些问题在一定程度上妨碍了其正常运行^[3]。为了确保电网系统的安全性与稳定性，需要针对当前高压断路器跳闸事故进行分析，找出其中的原因，制定出相应的解决措施，从而有效提升电力系统的运行效率和质量。高压绝缘能力降低或失效所带来的风险主要集中在以下几个方面：威胁区域电力操作员和居民的生命安全，对区域电气工程的稳定和安全运行带来巨大的干扰，影响电力系统的稳定供电，并对电器设备的安全使用构成了潜在的威胁。

（二）设备短路烧毁

在电力系统的运行中高压断路器发生的跳跃现象，从电气属性方面来看，最主要的危害是因短路引起的继电保护装置发生误动或者拒动，从而影响电气系统的运行安全。例如当变压器的上级高压断路器频繁出现合闸或者跳闸的状况，使变压器发生短路或因系统运行电压不正常而造成断路，这些问题都将对电器设备的稳定安全运行构成巨大威胁。在故障严重的情况下，设备内部的电线负荷可能会出现故障，从而导致设备发生短路、烧毁、起火或爆炸。

（三）大范围电力事故

基于电能所具备的特殊属性，电力系统在其运行阶段可能会遭遇各种电力故障，这些故障将会对大范围的正常用电造成干扰。对于电力传输和供应的母线端头而言，当高压断路器设备频繁出现跳跃问题，将会引发大范围的电力事故，并造成严重的经济损失。主要体现在大面积的停电，这种停电需要较长的维护时间才能恢复正常，在此期间会造成巨大的经济损失。由此可见，对于高压断路器跳跃问题的原因，必须进行深入地研究和探索，并实施针对性的策略来应对这一挑战。

三、断路器防跳保护实验

在断路器的防跳保护中，防跳继电器发挥着不可或缺的作用。然而，在进行防跳保护试验的过程中，防跳继电器的操作性能往往会被忽略。通常情况下，断路器合闸时，防跳继电器从启动到触点的操作时间是固定不变的^[4]。如果继电保护装置的最快响应时间为50ms，而断路器需要30ms的分闸动作时间，那么继电器的动作时间要在80ms以内才能起到有效的合闸防跳效果。如果防跳继电器的工作时长超出正常范围，将不能有效地执行合闸操作，从而导致防跳保护机制失效。所以，在断路器的防跳保护实验中，要检验防跳继电器的反应速度^[5]。如果在执行保护操作之后，防跳继电器能够正常地使断路器合闸，就表明断路器的防跳保护功能是正常的。如果防跳继电器未能在启动保护措施之后完成合闸操作，就代表防跳保护装置存在缺陷。对于这种情况，需要对其做出必要的处理，以确保电力系统安全可靠地运行。因此，在进行电力系统的可靠性评估时，必须对防跳保护装置的工作时间有一个准确的了解。在实验中，检验断路器的合闸时间和防跳继电器的保护响应时间。可通过模拟手合触点的粘死现象来检验断路器是否已经合闸，以此判断断路器的防跳保护功能是否处于正常状态。但是，这种实验方法在时间匹配度上并未达到规定标准，当合闸时间与实际合闸时间存在偏差时，无法准确地判定断路器是否达到预期的动作目标。因此，在实验中可以使用继电保护校验仪来进行断路器的防跳保护实验，依据校验仪的状态序列功能来精准地控制断路器的合闸时间。在断路器接地开关的接地连片连接两条试验线，以此确定断路器的合闸位置，然后将这两条试验线与继电保护校验仪进行连接。在接线结束后，即可开始针对断路器防跳保护的实验研究。调整继电保护校验仪的状态序列，将断路器的合闸接入状态A配置为“开入量旋转触发”。然后，将状态序列的输出回路和输入回路与实际的接线通道相连接，设定状态序列的开关量输出保持时间为0s，断路器合闸后的延迟时间为10 ms。随后，选择继电保护校验仪的状态B，设定了触发条件为“最长状态时间”，将相关参数设定为300ms。这样做目的是保证断路器的分闸和合闸操作能够顺利进行，同时也是为了将状态B的开关量输出保持时间设定为300毫秒。最后运行继电保护校验仪，进行断路器防跳保护的实验性研究。

四、断路器防跳回路设计方式

（一）并联防跳回路设计

在电气并联防跳回路设计中，在断路器内执行并联电路的操作，可达到防止跳跃发生的效果。在断路器的合闸操作中，如果出现故障，DL1会闭合，TBJ会进行励磁操作，通过TBJ1继电器的线路动作实现自保持，由TBJ2继电器负责启动断路的合闸回路，这样可以避免断路器出现重复合闸的情况，达到防跳目的。

（二）电气串联防跳回路设计

在电气串联防跳回路的设计中，当断路器与故障线路合闸时，继电保护将启动，此时保护出口接点BCJ也会闭合，从而触发防跳继电器TBJ的电流线圈，与此同时，断路器也会跳闸。TBJ2的常闭触点与合闸回路断开，TBJ1常开触点的闭合可确保了TBJ继电器电压线圈的接通和维持。在持续发出合闸信号的情况下，由于合闸回路已经断开，断路器将无法合闸，从而达到防止跳闸的目的。

（三）自动化装置内部防跳回路设计

目前，自动化控制系统已经在电力系统运行中得到了广泛应用，在电力系统断路器防跳回路设计中也使用了自动化控制装置。自动化内部防跳回路设计是在线路板上进行直接焊接来实现的，在设计中必须注意以下几点：防跳继电器的电流线圈额定电压应与断路器操作的分闸线圈额定电流保持一致，防止因电压和电流不匹配导致的防跳设计异常。在运行过程中，如果该回路存在缺陷或发生故障时，将导致保护动作失灵或者误动现象的产生。对此，在设计中要考虑到装置内部回路检修和装置的维护检修等事项。

（四）保护装置与断路器本体的二次防跳回路设计

继电保护装置防跳回路设计主要是针对保护系统进行设计，而断路器本体二次防跳则主要对一次设备进行防跳功能的设计，两者都属于电气自动化控制领域的重要内容。从目前的实际使用情况来看，这两种防跳回路的设计都得到了广泛应用。保护装置防跳回路主要是由保护功能单元以及辅助功能单元组成。在实际应用场景中，保护装置的防跳回路设计能有效地实现远程合闸的防跳功能，而断路器本体的二次防跳回路设计则能在现场合闸时达到同样的防跳效果。从电力系统的设计、运行和管理的角度来看，这两种防跳回路设计都不能完全满足电力系统的防跳需求，受电力技术发展水平的限制，往往只能选择一种防跳回路设计。从当前的实际应用情况来看，保护装置防跳回路设计占有较高的使用比例。

结束语

断路器防跳保护是确保电力系统安全稳定运行的重要环节。通过对断路器防跳保护原理的深入理解，能够有效地消除寄生回路，避免因手合控制开关触点长期导通、线路重合闸等原因导致的断路器跳跃。同时，通过技术创新和不断优化，如串入断路器辅助接点和防跳继电器的常闭接点等措施，可以进一步提高防跳保护的效率和可靠性。随着技术的不断进步，我们要继续探索更加先进的防跳保护方法，为电力系统的安全可靠运行提供坚实保障。

参考文献

[1]姚文明,杨厚强.继电保护装置和断路器本体防跳功能的匹配分析[J].电世界,2019,60(07):14-19.

[2]曾宪楠.高压交流断路器防跳回路原理与防跳失败原因浅析[J].科学技术创新,2019,(04):23-24.

[3]程曦,王美芬,张培松.低压断路器分合闸回路串接状态辅助触点思考[J].建筑电气,2018,37(11):45-50.

[4]李苏成.10kV电气系统防跳回路异常分析及解决措施[J].福建冶金,2018,47(06):54-56.

[5]景城城,庞新乐.断路器本体防跳与微机保护装置防跳回路分析[J].电力设备管理,2018,(07):59-60+45.