電力保護器件的動作時間檢測裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電力保護器件的動作時間檢測裝置 及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)用電安全對每一個人來說至關(guān)重要，當用戶非正常用電，如線路短路或 者負載超載時，電力保護器件將啟動保護動作，防止因非正常用電而造成不必要的財產(chǎn)損 失或者人員傷亡。
[0003] 從電力系統(tǒng)應(yīng)用角度考慮，保護動作的時間肯定是越快越好。非正常用電造成的 影響范圍越小越好。根據(jù)對市場歷史產(chǎn)品及現(xiàn)有的電力保護器件的大量調(diào)研，電力保護器 件的動作時間參數(shù)從過去的幾百ms數(shù)量級，演變到幾十ms，到今天的幾個ms ;未來的發(fā)展 趨勢將是更快動作速度的電力保護器件。電力保護器件的質(zhì)量保證對整個電力系統(tǒng)來說將 是重中之重。如果因為個別電力保護器件質(zhì)量不合格，或者電力保護器件之間的微小差別， 都有可能對電力系統(tǒng)造成嚴重的影響。
[0004] 故而，對于電力保護器件動作時間的檢測精度越來越高，但現(xiàn)有測試儀的檢測精 度僅能保證在ms級，例如：斷路器動作特性測試儀，其時間分辨率為0. lms，無法滿足試產(chǎn) 高精度發(fā)展的需求。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為提高對電力保護器件的檢測精度，本實用新型提供了一種電力保護器件的動作 時間檢測裝置，所述裝置包括：控制單元、光耦發(fā)射電路、光耦接收電路、短路器和磁環(huán)，所 述光耦發(fā)射電路、光耦接收電路、短路器和磁環(huán)均與所述控制單元連接，所述光耦發(fā)射電路 與待測保護器件的第一端連接，所述光耦接收電路與所述待測保護器件的第二端連接；
[0006] 所述控制單元，用于產(chǎn)生高頻信號，將產(chǎn)生的高頻信號傳輸至所述光耦發(fā)射電路， 并向所述短路器發(fā)送短路脈沖；
[0007] 所述光耦發(fā)射電路，用于在所述待測保護器件為閉合狀態(tài)時，將接收到的高頻信 號傳輸至所述光耦接收電路及短路器；
[0008] 所述光耦接收電路，用于接收由所述光耦發(fā)射電路傳輸?shù)母哳l信號，將接收到的 高頻信號傳輸至所述控制單元；
[0009] 所述短路器，用于在接收到短路脈沖時，將所述待測保護器件所在電路的負載短 路，以使所述待測保護器件從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)；
[0010] 所述磁環(huán)，用于在所述短路器將所述待測保護器件所在電路的負載短路時，產(chǎn)生 與所述短路器接收的高頻信號相應(yīng)的感應(yīng)信號，并將產(chǎn)生的感應(yīng)信號傳輸至所述控制單 元；
[0011] 所述控制單元，還用于根據(jù)接收到的高頻信號及感應(yīng)信號來確定所述待測保護器 件從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動作時間。
[0012] 其中，所述光耦發(fā)射電路包括：第一光電耦合器，所述光耦發(fā)射電路接收到的高頻 信號通過所述第一光電耦合器的輸入端，從所述第一光電耦合器的輸出端傳輸至所述光耦 接收電路。
[0013] 其中，所述光耦接收電路包括第二光電耦合器，所述光耦接收電路接收到的高頻 信號通過所述第二光電耦合器的輸入端，從所述第二光電耦合器的輸出端傳輸至所述控制 單元。
[0014] 其中，所述控制單元，進一步用于將接收到的高頻信號的終止時刻與接收到的感 應(yīng)信號的起始時刻之間的時間差作為所述待測保護器件從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動 作時間。
[0015] 其中，所述短路器與所述待測保護器件所在電路的負載并聯(lián)連接。
[0016] 其中，所述磁環(huán)上繞設(shè)有所述待測保護器件所在電路的零線。
[0017] 其中，所述光耦發(fā)射電路及光耦接收電路與所述待測保護器件所在電路不共地。
[0018] 其中，所述光耦發(fā)射電路與所述待測保護器件的第一端之間設(shè)有安規(guī)電容。
[0019] 本實用新型還公開了一種電力保護器件的動作時間檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：若 干所述的裝置，各裝置之間的光耦發(fā)射電路及光耦接收電路不共地。
[0020] 本實用新型通過由所述光耦接收電路傳輸?shù)母哳l信號及所述磁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)信 號即可確定所述待測保護器件從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動作時間，檢測過程簡單，成 本低廉，并且實現(xiàn)了 us級的檢測精度，可區(qū)分保護器件之間的微小差別。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型一種實施方式的電力保護器件的動作時間檢測裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0022] 圖2是圖1所示的裝置的高頻信號傳輸路徑示意圖；
[0023] 圖3是圖1所示的裝置中的Sl、S4、S6和S7的時序圖；
[0024] 圖4是本實用新型一種實施例的光耦發(fā)射電路及光耦接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5是本實用新型一種實施方式的電力保護器件的動作時間檢測方法的流程圖；
[0026] 圖6是本實用新型一種實施方式的電力保護器件的動作時間檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下 實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0028] 下面以電力保護器件選擇空開為例來說明本實用新型，當然，所述電力保護器件 還可為保險、繼電器等器件。圖1是本實用新型一種實施方式的電力保護器件的動作時間 檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示的裝置的高頻信號傳輸路徑示意圖；參照圖1~ 2,所述裝置包括：控制單元、光耦發(fā)射電路、光耦接收電路、短路器和磁環(huán)，所述光耦發(fā)射電 路、光耦接收電路、短路器和磁環(huán)均與所述控制單元連接，所述光耦發(fā)射電路與待測空開的 第一端（即圖中的"P"端）連接，所述光耦接收電路與所述待測空開的第二端（即圖中的 "Q"端）連接；
[0029] 所述控制單元，用于產(chǎn)生高頻信號，將產(chǎn)生的高頻信號（即圖中的"S1"）傳輸至所 述光耦發(fā)射電路，并向所述短路器發(fā)送短路脈沖（即圖中的"S6"）；
[0030] 需要說明的是，本實施方式中的高頻信號的頻率為5MHz (即周期為0. 2us)，當然， 所述高頻信號的頻率還可設(shè)置為其他值，本實施方式對此不加以限制。
[0031] 所述光耦發(fā)射電路，用于在所述待測空開為閉合狀態(tài)時，將接收到的高頻信號 (即圖中的"S2"）傳輸至所述光耦接收電路及短路器；
[0032] 所述光耦接收電路，用于接收由所述光耦發(fā)射電路傳輸?shù)母哳l信號（即圖中的 "S3"），將接收到的高頻信號（即圖中的"S4"）傳輸至所述控制單元；
[0033] 所述短路器，用于在接收到短路脈沖時，將所述待測空開所在電路的負載短路，以 使所述待測空開從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)；
[0034] 在具體實現(xiàn)中，所述待測空開所在電路由待測空開和負載串聯(lián)而成，所述待測空 開的P端連接火線（即圖中的"L"），所述待測空開的Q端連接所述負載的一端，所述負載 的另一端連接零線（即圖中的"N"），故而，為便于使所述待測空開所在電路的負載短路，本 實施方式中，所述短路器與所述待測空開所在電路的負載并聯(lián)連接。
[0035] 所述磁環(huán)，用于在所述短路器將所述待測空開所在電路的負載短路時，產(chǎn)生與所 述短路器接收的高頻信號（即圖中的"S5"）相應(yīng)的感應(yīng)信號（即圖中的"S7"），并將產(chǎn)生 的感應(yīng)信號傳輸至所述控制單元；
[0036] 可理解的是，為便于產(chǎn)生與所述短路器接收的高頻信號相應(yīng)的感應(yīng)信號，所述磁 環(huán)上繞設(shè)有所述待測空開所在電路的零線。
[0037] 所述控制單元，還用于根據(jù)接收到的高頻信號及感應(yīng)信號來確定所述待測空開從 閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動作時間。
[0038] 為便于確定所述待測空開從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動作時間，所述待測空開 的初始狀態(tài)是閉合狀態(tài)，而短路器的初始狀態(tài)是斷開狀態(tài)，參照圖3,控制單元開始是可接 收到S4的，但由于短路器為斷開狀態(tài)，因此，磁環(huán)不會產(chǎn)生感應(yīng)信號S7,控制單元接收不到 S7〇
[0039] 控制單元在tl時刻向短路器發(fā)送短路脈沖S6后，由于短路器動作本身需要一些 時間，故而短路器在t2時刻完成動作，并且此時控制單元開始接收到感應(yīng)信號，當然，在所 述短路器短路后，待測空開會因為過流而在t2時刻開始動作，由于待測空開動作本身需要 一些時間，t3時刻完成斷開，此時，控制單元接收不到S4。
[0040] 故而，所述控制單元可將接收到的高頻信號的終止時刻（即t3時刻）與接收到的 感應(yīng)信號的起始時刻（即t2時刻）之間的時間差作為所述待測保護器件從閉合狀態(tài)動作 至斷開狀態(tài)的動作時間。
[0041] 由于本實施方式中是將兩個時刻之間的時間差作為所述待測保護器件從閉合狀 態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動作時間，而本實施方式中的高頻信號的周期為〇. 2us，故而，所述動 作時間的檢測精度也為〇. 2us，當然，若想提高所述動作時間的檢測精度，只需要提高所述 高頻信號的頻率，并使光耦發(fā)射電路和光耦接收電路滿足該頻率即可。
[0042] 本實施方式通過由所述光耦接收電路傳輸?shù)母哳l信號及所述磁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)信 號即可確定所述待測保護器件從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動作時間，檢測過程簡單，成 本