电力保护器件的动作时间检测装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电力技术领域，特别涉及一种电力保护器件的动作时间检测装置 及系统。
【背景技术】
[0002] 电力系统用电安全对每一个人来说至关重要，当用户非正常用电，如线路短路或 者负载超载时，电力保护器件将启动保护动作，防止因非正常用电而造成不必要的财产损 失或者人员伤亡。
[0003] 从电力系统应用角度考虑，保护动作的时间肯定是越快越好。非正常用电造成的 影响范围越小越好。根据对市场历史产品及现有的电力保护器件的大量调研，电力保护器 件的动作时间参数从过去的几百ms数量级，演变到几十ms，到今天的几个ms ;未来的发展 趋势将是更快动作速度的电力保护器件。电力保护器件的质量保证对整个电力系统来说将 是重中之重。如果因为个别电力保护器件质量不合格，或者电力保护器件之间的微小差别， 都有可能对电力系统造成严重的影响。
[0004] 故而，对于电力保护器件动作时间的检测精度越来越高，但现有测试仪的检测精 度仅能保证在ms级，例如：断路器动作特性测试仪，其时间分辨率为0. lms，无法满足试产 高精度发展的需求。 【实用新型内容】
[0005] 为提高对电力保护器件的检测精度，本实用新型提供了一种电力保护器件的动作 时间检测装置，所述装置包括：控制单元、光耦发射电路、光耦接收电路、短路器和磁环，所 述光耦发射电路、光耦接收电路、短路器和磁环均与所述控制单元连接，所述光耦发射电路 与待测保护器件的第一端连接，所述光耦接收电路与所述待测保护器件的第二端连接；
[0006] 所述控制单元，用于产生高频信号，将产生的高频信号传输至所述光耦发射电路， 并向所述短路器发送短路脉冲；
[0007] 所述光耦发射电路，用于在所述待测保护器件为闭合状态时，将接收到的高频信 号传输至所述光耦接收电路及短路器；
[0008] 所述光耦接收电路，用于接收由所述光耦发射电路传输的高频信号，将接收到的 高频信号传输至所述控制单元；
[0009] 所述短路器，用于在接收到短路脉冲时，将所述待测保护器件所在电路的负载短 路，以使所述待测保护器件从闭合状态动作至断开状态；
[0010] 所述磁环，用于在所述短路器将所述待测保护器件所在电路的负载短路时，产生 与所述短路器接收的高频信号相应的感应信号，并将产生的感应信号传输至所述控制单 元；
[0011] 所述控制单元，还用于根据接收到的高频信号及感应信号来确定所述待测保护器 件从闭合状态动作至断开状态的动作时间。
[0012] 其中，所述光耦发射电路包括：第一光电耦合器，所述光耦发射电路接收到的高频 信号通过所述第一光电耦合器的输入端，从所述第一光电耦合器的输出端传输至所述光耦 接收电路。
[0013] 其中，所述光耦接收电路包括第二光电耦合器，所述光耦接收电路接收到的高频 信号通过所述第二光电耦合器的输入端，从所述第二光电耦合器的输出端传输至所述控制 单元。
[0014] 其中，所述控制单元，进一步用于将接收到的高频信号的终止时刻与接收到的感 应信号的起始时刻之间的时间差作为所述待测保护器件从闭合状态动作至断开状态的动 作时间。
[0015] 其中，所述短路器与所述待测保护器件所在电路的负载并联连接。
[0016] 其中，所述磁环上绕设有所述待测保护器件所在电路的零线。
[0017] 其中，所述光耦发射电路及光耦接收电路与所述待测保护器件所在电路不共地。
[0018] 其中，所述光耦发射电路与所述待测保护器件的第一端之间设有安规电容。
[0019] 本实用新型还公开了一种电力保护器件的动作时间检测系统，所述系统包括：若 干所述的装置，各装置之间的光耦发射电路及光耦接收电路不共地。
[0020] 本实用新型通过由所述光耦接收电路传输的高频信号及所述磁环产生的感应信 号即可确定所述待测保护器件从闭合状态动作至断开状态的动作时间，检测过程简单，成 本低廉，并且实现了 us级的检测精度，可区分保护器件之间的微小差别。
【附图说明】
[0021] 图1是本实用新型一种实施方式的电力保护器件的动作时间检测装置的结构示 意图；
[0022] 图2是图1所示的装置的高频信号传输路径示意图；
[0023] 图3是图1所示的装置中的Sl、S4、S6和S7的时序图；
[0024] 图4是本实用新型一种实施例的光耦发射电路及光耦接收电路的结构示意图；
[0025] 图5是本实用新型一种实施方式的电力保护器件的动作时间检测方法的流程图；
[0026] 图6是本实用新型一种实施方式的电力保护器件的动作时间检测系统的结构示 意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下 实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0028] 下面以电力保护器件选择空开为例来说明本实用新型，当然，所述电力保护器件 还可为保险、继电器等器件。图1是本实用新型一种实施方式的电力保护器件的动作时间 检测装置的结构示意图；图2是图1所示的装置的高频信号传输路径示意图；参照图1~ 2,所述装置包括：控制单元、光耦发射电路、光耦接收电路、短路器和磁环，所述光耦发射电 路、光耦接收电路、短路器和磁环均与所述控制单元连接，所述光耦发射电路与待测空开的 第一端（即图中的"P"端）连接，所述光耦接收电路与所述待测空开的第二端（即图中的 "Q"端）连接；
[0029] 所述控制单元，用于产生高频信号，将产生的高频信号（即图中的"S1"）传输至所 述光耦发射电路，并向所述短路器发送短路脉冲（即图中的"S6"）；
[0030] 需要说明的是，本实施方式中的高频信号的频率为5MHz (即周期为0. 2us)，当然， 所述高频信号的频率还可设置为其他值，本实施方式对此不加以限制。
[0031] 所述光耦发射电路，用于在所述待测空开为闭合状态时，将接收到的高频信号 (即图中的"S2"）传输至所述光耦接收电路及短路器；
[0032] 所述光耦接收电路，用于接收由所述光耦发射电路传输的高频信号（即图中的 "S3"），将接收到的高频信号（即图中的"S4"）传输至所述控制单元；
[0033] 所述短路器，用于在接收到短路脉冲时，将所述待测空开所在电路的负载短路，以 使所述待测空开从闭合状态动作至断开状态；
[0034] 在具体实现中，所述待测空开所在电路由待测空开和负载串联而成，所述待测空 开的P端连接火线（即图中的"L"），所述待测空开的Q端连接所述负载的一端，所述负载 的另一端连接零线（即图中的"N"），故而，为便于使所述待测空开所在电路的负载短路，本 实施方式中，所述短路器与所述待测空开所在电路的负载并联连接。
[0035] 所述磁环，用于在所述短路器将所述待测空开所在电路的负载短路时，产生与所 述短路器接收的高频信号（即图中的"S5"）相应的感应信号（即图中的"S7"），并将产生 的感应信号传输至所述控制单元；
[0036] 可理解的是，为便于产生与所述短路器接收的高频信号相应的感应信号，所述磁 环上绕设有所述待测空开所在电路的零线。
[0037] 所述控制单元，还用于根据接收到的高频信号及感应信号来确定所述待测空开从 闭合状态动作至断开状态的动作时间。
[0038] 为便于确定所述待测空开从闭合状态动作至断开状态的动作时间，所述待测空开 的初始状态是闭合状态，而短路器的初始状态是断开状态，参照图3,控制单元开始是可接 收到S4的，但由于短路器为断开状态，因此，磁环不会产生感应信号S7,控制单元接收不到 S7〇
[0039] 控制单元在tl时刻向短路器发送短路脉冲S6后，由于短路器动作本身需要一些 时间，故而短路器在t2时刻完成动作，并且此时控制单元开始接收到感应信号，当然，在所 述短路器短路后，待测空开会因为过流而在t2时刻开始动作，由于待测空开动作本身需要 一些时间，t3时刻完成断开，此时，控制单元接收不到S4。
[0040] 故而，所述控制单元可将接收到的高频信号的终止时刻（即t3时刻）与接收到的 感应信号的起始时刻（即t2时刻）之间的时间差作为所述待测保护器件从闭合状态动作 至断开状态的动作时间。
[0041] 由于本实施方式中是将两个时刻之间的时间差作为所述待测保护器件从闭合状 态动作至断开状态的动作时间，而本实施方式中的高频信号的周期为〇. 2us，故而，所述动 作时间的检测精度也为〇. 2us，当然，若想提高所述动作时间的检测精度，只需要提高所述 高频信号的频率，并使光耦发射电路和光耦接收电路满足该频率即可。
[0042] 本实施方式通过由所述光耦接收电路传输的高频信号及所述磁环产生的感应信 号即可确定所述待测保护器件从闭合状态动作至断开状态的动作时间，检测过程简单，成 本