厂站中央信号回路JC—2型冲击继电器拒动分析与改进措施
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摘要：在农村35KV/10KV的变电站大量使用JC-2型冲击继电器构成的中央信号回路，jc-2型冲击继电器具有结构、原理简单，可靠性强、操作性强等优点，因而得到了广泛的应用。然而在实际运用中，JC-2在回路中也存在一些问题。通过分析JC-2型冲击继电器组成原理，对冲击继电器进行适当的改造和调整，使得问题得到圆满解决。
关键词：中央信号回路；JC-2型冲击继电器；拒动分析
中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）08-0057-03
1 JC-2型冲击继电器工作原理
JC-2型冲击继电器构成中央信号接线如图1所示。冲击继电器（如图1虚线框所示）中有一个双线圈双位置的极化继电器K1和K2。K1或K2线圈中流过冲击正向电流时（K1电流从左到右，K2电流从右到左），可动衔铁的顶部受磁化，产生同方向力，使得两个线圈作用力叠加，使触点动作，当给电容充电的电流减弱为零时，仍保持在该位置。如果其中一个线圈中流过相反方向的电流，使得两个线圈作用力方向相反，相互抵消，可使触点复归。
图1 JC-2冲击继电器构成事故信号回路
2 冲击继电器在中央信号回路作用
当断路器事故跳闸时，事故小母线WFA会与负电源接通，正电源通过线圈K1，电容C及线圈K2，对电容充电，使冲击继电器KAI起动。在充电期间，继电器线圈中流过电流使衔铁动作，带动触点闭合。充电完毕后，线圈中电流消失，衔铁保持在动作位置，触点可靠闭合。1KAI的触点闭合后，便启动中间继电器1KC，它有两对动合（常开）触点分别是IKC（9-11）和IKC（13-15），其中IKC（13-15）触点闭合后，便起动时间继电器3KT，另外一对触点IKC（9-11）接通蜂鸣器HAL，发出音响，表明已发生事故。
上述状态只是暂时存在，经过时间继电器触点延时后，便自动解除。时间继电器整定时间一般是5秒，待时间到达后，3KT的触点3KT4-12立即闭合，起动中间继电器3KC9-11闭合，让电流从小母线+WC经过1KAI的端子5流入，经电阻1R、1KAI的端子7、线圈K2、电阻R、1KAI的端子2至小母线-WC。此时，线圈K2中电流的方向正好与动作时相反，衔铁的极性改变，使1KAI的触点重新断开，中间继电器也相继断电返回。然后，时间继电器复原，触点1KC9-11将蜂鸣器回路切断，响声也就自动停止。
上面已经分析过，冲击继电器能够自动复归，为下次动作做好准备。断路器事故跳闸后，小母线WFA是通过一电阻与负电源接通的，若开关SA尚处在“合闸后”位置，又发生另一个断路器事故跳闸，由于这时WFA端接入的电阻相并联，回路中的总电阻减小，电流增大，则R1两端的电压会增大，这样电容将会再次充电，冲击继电器再次启动，保证信号又重复动作。
假如在3KT整定时间内，事故信号消失，之前加在电容器两端的电压，就会通过K1和K2线圈放电，由于流过K1和K2的电流都反向，使得KAI自动返回。
3 故障情况下冲击继电器拒动
3.1 事故信号消失，无法自动复归
在3KT继电器整定时间内，事故信号消失相当于负极电源消失。电容器将会对K1和K2线圈放电，电容器C、K1、K2和电阻1R构成的零输入响应电路（如图2蓝色路径），由于k1和K2线圈在0-时电流为零，所以0+电流也为零，电流逐渐增大，由于电容器在放电的过程中电压逐渐降低，回路的电流不足以使冲击继电器的衔铁动作，冲击继电器的触点无法断开。这样就造成冲击继电器以及中间继电器等无法复归，蜂鸣器将会一直报警。
图2 零输入响应电路
3.2 无法手动复归
当手动复归时（手动闭合1SR3-4触点），流经K1、K2的电流回路是零状态响应回路。电流经+WC、K1、电容器C、电阻R、-WC（如图3红色路径），在0+时，电容器C相当于短路，流过K1的电流为正方向。另一条支路电流经+WC、1R、K2、R、-WC。流过K2的电流为反方向，由于K1、K2线圈的作用力方向相反，大小基本相等，因而冲击继电器的衔铁不能复归。
图3 零状态响应回路
3.3 事故信号漏判
众所周知，电力系统发生事故时，中央信号系统会同时收到多个故障信号，也就是说WFA会多次被拉低变成直流电源的负极。但对于很多的瞬时故障（比如闪落事故），在时间继电器整定时间内其中部分事故信号
消失。
例如，事故信号母线WFA同时有4个事故信号出现，相当于WFA处的4个电阻并联，电阻为1∕4R在这种状态下（如图4红色路径），由于加在电容器两端的电压不断的阶跃性升高，会持续的充电，在3KT整定时间内其中3个事故信号消失，相当于4个并联支路瞬间变化为一条支路，这时从+WC到WFA处的电阻变为R，回路中的电阻瞬时增大，电流将减小甚至截止，这时加在电容器两端的电压高于电阻1R两端的电压，电容器C将会对K1、K2、1R放电，由于流过K1、K2的电流反向，K1、K2线圈对衔铁的作用力同向，冲击继电器复归，中间继电器等将会依次复归，蜂鸣器将会停止报警。而其中还存在一处故障信号，电容器不会再充电，因而冲击继电器拒动，由于电路的误判，造成工作人员无法察觉发生了故障。
图4 全向应回路
针对上述出现的问题，讲JC-2型冲击电路接线改为图5所示
在上述的分析中我们可以看到：K1线圈作用冲击继电器的衔铁（用于冲击继电器吸合），线圈K2作用冲击继电器的衔铁（用于冲击继电器复归），只要单个线圈的工作能使继电器的正常的吸合和复归就达到中央信号回路对冲击继电器的要求，可以考虑将这两个线圈分开独立在不同的回路，要注意的是原来K1和K2两个线圈的正向电流时相反的，即两个线圈的同名端之间是不同的，先将它们调整到方向一致，只要两个线圈流过正向电流（图中从左到右），这样就能杜绝上面叙述中故障的情况。除此之外，还要考虑电容器放电时回路，图中连接在端子⑤和⑧的R4就是电容器放电时作为吸收电能量之用。下面我们先讨论继电器正常工作情况，当发生事故时，WFA被接入负极电源，由于电容器是零状态，相当于是短路状态，充电电流就由+WC7FU⑤K1C⑧WFA，在线圈K1上流过正向电流，产生足够大的吸力，使衔铁动作，冲击继电器的常开（动合）触点闭合。试验按钮（1SB）闭合情况与此情况相同。
图5 改进后冲击继电器构成事故信号回路
下面分别讨论3中继电器拒动情况：
4.1 事故信号消失，自动复归
在3KT继电器整定时间内，事故信号消失相当于负极电源消失。电容器两端失压，电容器将会对K1线圈放电，放电路径：电容器C正极K1线圈端子⑤R4端子⑧电容器C负极，同样构成的零输入响应电路，不同的是放电回路少了一个线圈K2，整个放电回路的阻抗值较小，回路的电流足以使冲击继电器的衔铁动作，冲击继电器的触点断开。这样冲击继电器以及中间继电器等正确复归，蜂鸣器报警将解除。
4.2 手动复归
当手动复归时（手动闭合1SR3-4触点），电流路径：+WC7FU端子⑦K2线圈端子④端子⑥电阻R端子②1SR3-48FU-WC，不同的是放电回路少了一个线圈K1，整个放电回路的阻抗值较小，回路的电流足以使冲击继电器的衔铁动作，冲击继电器的触点断开。
4.3 事故信号正确判断
当多个事故信号出现在WFA母线上，由于暂时性故障恢复，回路中的阻抗值逐渐恢复增大，造成流过电容器的电流逐渐减小，在衔铁处产生的吸力也逐渐的减少，加在电容器两端的电压减小，电容器会放电，放电路径：电容器C正极K1线圈端子⑤R4端子⑧电容器C负极，电容器先充电再放电，构成了电路的全响应状态，不同的是放电回路少了一个线圈K2，整个放电回路的阻抗值较小，使得放电电流阶跃更为明显，对事故信号的分辨得更清晰，不会电路的误判，能正确反映事故信号。
4 结语
通过对JC-2冲击继电器改造，很好的解决了原来中央信号系统的在事故发生的冲击继电器的一些不足之处，从中也总结了一些经验供大家参考：
（1）计算K1、K2线圈作用衔铁动作的电流大小，之后设计好事故端接入电阻的大小；
（2）电路中R4的取值比较讲究，太大放电电流小，放电时间过长，使得继电器动作不够灵敏，反之太小，容易引起继电器的误动；
（3）由于K1和K2线圈工作时几乎是在短路状态，在各支路中要接入适当的电阻起限流作用。
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作者简介：谢伟，男，广西博白人，南宁市第六职业技术学校一级教师，研究方向：电子电工。