電力保護(hù)器件的動作時間檢測裝置、方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種電力保護(hù)器件的動作時間檢測裝置、方 法及系統(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(dāng)用戶非正常用電，如線路短路或 者負(fù)載超載時，電力保護(hù)器件將啟動保護(hù)動作，防止因非正常用電而造成不必要的財(cái)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(hù)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(hù)器件的大量調(diào)研，電力保護(hù)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(hù)器件。電力保護(hù)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?yàn)閭€別電力保護(hù)器件質(zhì)量不合格，或者電力保護(hù)器件之間的微小差別， 都有可能對電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。
[0004] 故而，對于電力保護(hù)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. 1ms，無法滿足試產(chǎn) 高精度發(fā)展的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為提高對電力保護(hù)器件的檢測精度，本發(fā)明提供了一種電力保護(hù)器件的動作時間 檢測裝置，所述裝置包括：控制單元、光禪發(fā)射電路、光禪接收電路、短路器和磁環(huán)，所述光 禪發(fā)射電路、光禪接收電路、短路器和磁環(huán)均與所述控制單元連接，所述光禪發(fā)射電路與待 測保護(hù)器件的第一端連接，所述光禪接收電路與所述待測保護(hù)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禪發(fā)射電路， 并向所述短路器發(fā)送短路脈沖；
[0007]所述光禪發(fā)射電路，用于在所述待測保護(hù)器件為閉合狀態(tài)時，將接收到的高頻信 號傳輸至所述光禪接收電路及短路器；
[0008] 所述光禪接收電路，用于接收由所述光禪發(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(hù)器件所在電路的負(fù)載短 路，W使所述待測保護(hù)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(hù)器件所在電路的負(fù)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(hù)器 件從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動作時間。
[0012] 其中，所述光禪發(fā)射電路包括：第一光電禪合器，所述光禪發(fā)射電路接收到的高頻 信號通過所述第一光電禪合器的輸入端，從所述第一光電禪合器的輸出端傳輸至所述光禪 接收電路。
[0013] 其中，所述光禪接收電路包括第二光電禪合器，所述光禪接收電路接收到的高頻 信號通過所述第二光電禪合器的輸入端，從所述第二光電禪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(jìn)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(hù)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(hù)器件所在電路的負(fù)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(hù)器件所在電路的零線。
[0017] 其中，所述光禪發(fā)射電路及光禪接收電路與所述待測保護(hù)器件所在電路不共地。
[0018] 其中，所述光禪發(fā)射電路與所述待測保護(hù)器件的第一端之間設(shè)有安規(guī)電容。
[0019] 本發(fā)明還公開了一種基于所述裝置的電力保護(hù)器件的動作時間檢測方法，所述方 法包括：
[0020] 控制單元產(chǎn)生高頻信號，將產(chǎn)生的高頻信號傳輸至光禪發(fā)射電路；
[0021] 所述光禪發(fā)射電路在所述待測保護(hù)器件為閉合狀態(tài)時，將接收到的高頻信號傳輸 至光禪接收電路及短路器；
[0022] 所述光禪接收電路接收由所述光禪發(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；
[0023] 所述控制單元向所述短路器發(fā)送短路脈沖；
[0024] 所述短路器在接收到短路脈沖時，將所述待測保護(hù)器件所在電路的負(fù)載短路，W 使所述待測保護(hù)器件從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)；
[0025] 磁環(huán)在所述短路器將所述待測保護(hù)器件所在電路的負(fù)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；
[00%] 所述控制單元根據(jù)接收到的高頻信號及感應(yīng)信號來確定所述待測保護(hù)器件從閉 合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動作時間。
[0027] 本發(fā)明還公開了一種電力保護(hù)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，各裝置之間的光禪發(fā)射電路及光禪接收電路不共地。
[0028] 本發(fā)明通過由所述光禪接收電路傳輸?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(hù)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(shí)現(xiàn)了US級的檢測精度，可區(qū)分保護(hù)器件之間的微小差別。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的電力保護(hù)器件的動作時間檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是圖1所示的裝置的高頻信號傳輸路徑示意圖；
[0031] 圖3是圖1所示的裝置中的S1、S4、S6和S7的時序圖；
[0032]圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的光禪發(fā)射電路及光禪接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖5是本發(fā)明一種實(shí)施方式的電力保護(hù)器件的動作時間檢測方法的流程圖；
[0034] 圖6是本發(fā)明一種實(shí)施方式的電力保護(hù)器件的動作時間檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。W下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0036] 下面W電力保護(hù)器件選擇空開為例來說明本發(fā)明，當(dāng)然，所述電力保護(hù)器件還可 為保險(xiǎn)、繼電器等器件。圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的電力保護(hù)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、光禪發(fā)射電路、光禪接收電路、短路器和磁環(huán)，所述光禪發(fā)射電路、光禪 接收電路、短路器和磁環(huán)均與所述控制單元連接，所述光禪發(fā)射電路與待測空開的第一端 (即圖中的叩"端）連接，所述光禪接收電路與所述待測空開的第二端（即圖中的"Q"端） 連接；
[0037] 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 述光禪發(fā)射電路，并向所述短路器發(fā)送短路脈沖（即圖中的"S6");
[0038]需要說明的是，本實(shí)施方式中的高頻信號的頻率為5MHz(即周期為0. 2US)，當(dāng)然， 所述高頻信號的頻率還可設(shè)置為其他值，本實(shí)施方式對此不加W限制。
[0039] 所述光禪發(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")傳輸至所述光禪接收電路及短路器；
[0040]所述光禪接收電路，用于接收由所述光禪發(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；
[0041] 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(fù)載短路，W 使所述待測空開從閉合狀態(tài)動作至斷開狀態(tài)；
[0042] 在具體實(shí)現(xiàn)中，所述待測空開所在電路由待測空開和負(fù)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(fù)載的一端，所述負(fù)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(fù)載短路，本 實(shí)施方式中，所述短路器與所述待測空開所在電路的負(fù)載并聯(lián)連接。
[0043] 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(fù)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；
[0044] 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。
[0045] 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。
[0046] 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
[0047] 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(dāng)然，在 所述短路器短路后，待測空開會因?yàn)檫^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。
[0048]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(hù)器件從閉合狀態(tài)動作 至斷開狀態(tài)的動作時間。
[0049]由于本實(shí)施方式中是將兩個時刻之間的時間差作為所述待測保護(hù)器件從閉合狀 態(tài)動作至斷開狀態(tài)的動作時間，而本實(shí)施方式中的高頻信號的周期為0.化S，故而，所述動 作時間的檢測精度也為0.化S，當(dāng)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，并使光禪發(fā)射電路和光禪接收電路滿足該頻率即可。
[0050] 本實(shí)施方式通過由所述光禪接收電路傳輸?shù)母哳l信號及所述磁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)信