CN108982993A - 一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，设置有主控模块、交流电流输出模块、光源驱动模块、弧光灯、显示及操控界面模块和开关量输入模块，该测试系统具有输出标准的可见光和紫外光的功能，并同时具有输出大范围电流的功能，通过高速DSP处理器、光源驱动模块及功率放大器实现了对弧光保护装置进行弧光单判据试验和弧光电流双判据试验，保证了弧光试验动作时间记录的精确性和准确性。一种基于上述自动测试系统的自动测试方法，经过该测试方法检测后的电弧光保护装置可满足各项标准要求，保证了产品出厂的准确率，减少现场误判、误动作现象，解决了目前市场上缺少对电弧光保护装置进行标准检验方法的问题。

Description

一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统及方法

技术领域

本发明涉及弧光保护系统的检验技术领域，尤其涉及一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统及方法。

背景技术

在电力系统中，经常出现开关柜被烧毁的现象。更严重的是，每年都会有多名电力工程师或电工被电弧击伤，因此保证供电系统的稳定可靠运行具有重要意义。开关柜内发生弧光短路故障时，弧光保护装置能快速发出告警或跳闸信号，保护人身和设备安全，减少因电弧光故障造成设备停运的时间，更快地恢复供电。因此弧光保护装置得到了大范围的应用。

目前对弧光保护装置动作响应时间的测试还没有一种切实可行的测试仪器。弧光保护装置的双判据动作时间的测试是通过继电保护测试仪输出电流、通过人工照光的方式来实现。这种试验方法比较复杂、也存在人为的不精确性。而由于弧光单判据的测试是通过人工照光来使弧光保护装置动作，动作时间是毫秒级，目前还没有方法来精确记录从弧光保护装置采集到弧光到装置动作所需要的动作时间，导致弧光保护装置的单判据动作时间的测试还没办法实现。

因此，针对现有技术的不足，提供一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统及方法以解决现有技术的不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的之一提供一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，该测试系统具有输出标准的可见光和紫外光的功能，并同时具有输出大范围电流的功能，可实现对弧光保护装置进行弧光单判据试验和弧光电流双判据的试验要求。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现：

提供一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，设置有主控模块、交流电流输出模块、光源驱动模块、弧光灯、显示及操控界面模块和开关量输入模块；

主控模块分别与交流电流输出模块、光源驱动模块、显示及操控界面模块、开关量输入模块连接；

光源驱动模块与弧光灯连接；交流电流输出模块、开关量输入模块分别与保护装置连接；弧光灯的出光口与保护装置的弧光传感器在同一位置；

显示及操控界面模块用于设置输出电流大小和光强参数；主控模块用于发送输出电流大小信号和光强参数信号；光源驱动模块接收光强参数信号，根据光强参数驱动弧光灯，并将弧光灯的驱动时间反馈回主控模块；交流电流输出模块接收输出电流大小信号后输出相应大小的电流，并将电流的输出时间反馈回主控模块；开关量输入模块用于捕获保护装置的动作信号并将动作信号的捕获时间反馈回主控模块，主控模块根据弧光灯的驱动时间、电流的输出时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间，或仅根据弧光灯的驱动时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间。

进一步的，自动测试系统还设置有通讯模块和上位机，上位机与通讯模块连接，通讯模块与主控模块连接；

上位机用于控制主控模块，同时接收显示及操控界面模块的数据信号；

通讯模块用于实现主控模块与上位机之间的通讯。

进一步的，自动测试系统还设置有开关量输出模块，开关量输出模块包括继电器驱动器和继电器，继电器驱动器分别与继电器、主控模块连接，继电器与测试仪器连接，开关量输出模块用于输出常开信号或常闭信号。

进一步的，主控模块设置有高速DSP处理器、光强数据缓存器和电流数据缓存器；

高速DSP处理器分别与开关量输入模块、继电器驱动器、通讯模块、显示及操控界面模块、光强数据缓存器、电流数据缓存器连接。

进一步的，高速DSP处理器型号为SM320C6727B。

进一步的，交流电流输出模块设置有功率放大器和电流数据转换器；

电流数据转换器分别与电流数据缓存器连接、功率放大器连接，功率放大器与保护装置连接。

进一步的，功率放大器型号为ZK40A。

进一步的，光源驱动模块设置有驱动器和光强数据转换器；

光强数据转换器分别与光强数据缓存器、驱动器连接，驱动器与弧光灯连接。

进一步的，开关量输入模块设置有多路集成光电耦合器和隔离电源模块；

隔离电源模块与多路集成光电耦合器连接，多路集成光电耦合器分别与高速DSP处理器、保护装置连接。

本发明的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，具有输出标准的可见光和紫外光的功能，并同时具有输出大范围电流的功能，可实现对弧光保护装置进行弧光单判据试验和弧光电流双判据的试验要求，精确记录弧光保护装置的动作时间。通过电弧光保护装置自动测试系统检测后的电弧光保护装置可满足各项标准要求，保证了产品出厂的准确率，减少现场误判、误动作现象，解决了目前市场上缺少对电弧光保护装置进行标准检验的问题。

本发明还提供了一种基于上述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统的自动测试方法，包括如下步骤：

S1、设置好测试用输出电流大小和光强参数后，显示及操控界面模块向高速DSP处理器发送电流信号和光强信号；

S2、高速DSP处理器接收电流信号和光强信号，并分别将电流信号通过电流数据缓存器发送至电流数据转换器、光强信号通过光强数据缓存器发送至光强数据转换器；

S3、光强数据转换器将光强信号发送至驱动器，电流数据转换器将电流信号发送至功率放大器；

S4、驱动器接收光强信号后驱动弧光灯发出标准可见光或紫外光，并将弧光灯驱动时间通过光强数据转换器反馈回光强数据缓存器，功率放大器接收电流信号后将电流放大输出至保护装置的输入端，并将电流输出时间反馈通过电流数据转换器反馈回电流数据缓存器；

S5、保护装置接收到电流信号及保护装置的弧光传感器检测到弧光，保护装置做出保护动作，多路集成光电耦合器捕获动作信号，并将动作信号的捕获时间反馈回高速DSP处理器；

S6、高速DSP处理器提取电流数据缓存器中的电流输出时间和光强数据缓存器中的弧光灯驱动时间，并根据弧光灯的驱动时间、电流的输出时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间，或仅根据弧光灯的驱动时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间。

该测试方法基于上述电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，通过高速DSP处理器、光源驱动模块及功率放大器实现了对弧光保护装置进行弧光单判据试验和弧光电流双判据试验，保证了弧光试验动作时间记录的精确性和准确性。经过该测试方法检测后的电弧光保护装置可满足各项标准要求，保证了产品出厂的准确率，减少现场误判、误动作现象，解决了目前市场上缺少对电弧光保护装置进行标准检验方法的问题。

附图说明

利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统与被测装置的连接结构示意图。

图1中，包括：开关电源模块1、主控模块2、交流电流输出模块3、光源驱动模块4、弧光灯5、显示及操控界面模块6、开关量输入模块7、通讯模块8、上位机9、开关量输出模块10。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1。

如图1所示，一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，设置有开关电源模块1、主控模块2、交流电流输出模块3、光源驱动模块4、弧光灯5、显示及操控界面模块6和开关量输入模块7；

开关电源模块1分别与主控模块2、交流电流输出模块3连接；主控模块2分别与交流电流输出模块3、光源驱动模块4、显示及操控界面模块6、开关量输入模块7连接；光源驱动模块4与弧光灯5连接，以输出标准的可见光和紫外光。交流电流输出模块3、开关量输入模块7分别与保护装置连接；弧光灯5的出光口与保护装置的弧光传感器在同一位置。

本实施例的自动测试系统中弧光传感器接收光的位置和出光口发出光的位置为同一处，分毫不差，消除了距离和方位产生的误差，同时出光口的光强是经过高速DSP处理器量化，且光强度值是经过国家计量院检测的准确度合格的光强度值，保证了弧光传感器接收到的弧光光强即是检测设备实际发出的光强，从而实现了弧光保护装置的弧光单判据试验，且得到的动作响应时间精确性高。

显示及操控界面模块6用于设置输出电流大小和光强参数；主控模块2用于发送输出电流大小信号和光强参数信号；光源驱动模块4接收光强参数信号，根据光强参数驱动弧光灯5，并将弧光灯5的驱动时间反馈回主控模块2；交流电流输出模块3接收输出电流大小信号后输出相应大小的电流，并将电流的输出时间反馈回主控模块2；开关量输入模块7用于捕获保护装置的动作信号并将动作信号的捕获时间反馈回主控模块2，主控模块2根据弧光灯5的驱动时间、电流的输出时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间，或仅根据弧光灯5的驱动时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间。

自动测试系统还设置有通讯模块8和上位机9，上位机9与通讯模块8连接，通讯模块8与主控模块2连接；上位机9用于控制主控模块2，同时接收显示及操控界面模块6的数据信号；通讯模块8用于实现主控模块2与上位机9之间的通讯。

本实施例的自动测试系统通过上位机9控制主控模块2，对光源、电流的输出进行设置，并进行弧光试验等相关操作，同时可将显示界面上的数据同步至上位机9上，真实的反映弧光保护装置的动作时间，直接输出测试报告，方便保存打印，避免了现有技术很多不能准确反映弧光保护装置的动作时间以及不能直接显示动作时间的技术缺陷。

自动测试系统还设置有开关量输出模块10，开关量输出模块10包括继电器驱动器和继电器，继电器驱动器分别与继电器、主控模块2连接，继电器与测试仪器连接，开关量输出模块10用于输出常开信号或常闭信号。

本实施例的自动测试系统通过开关量输出模块10可外接其他测试仪器设备，实现保护装置的多性能联动测试。

主控模块2设置有高速DSP处理器、光强数据缓存器和电流数据缓存器；高速DSP处理器分别与开关量输入模块7、继电器驱动器、通讯模块、显示及操控界面模块6、光强数据缓存器、电流数据缓存器连接。

交流电流输出模块3设置有功率放大器和电流数据转换器；电流数据转换器分别与电流数据缓存器连接、功率放大器连接，功率放大器与保护装置连接。

本实施例的自动测试系统通过高速DSP处理器精确的控制光强和输出电流，同时电流经功率放大器放大后，输出范围扩大，可满足市场上所有电弧光保护装置的过流测试试验。

光源驱动模块4设置有驱动器和光强数据转换器；光强数据转换器分别与光强数据缓存器、驱动器连接，驱动器与弧光灯5连接。

开关量输入模块7设置有多路集成光电耦合器和隔离电源模块；隔离电源模块与多路集成光电耦合器连接，多路集成光电耦合器分别与高速DSP处理器、保护装置连接。

该测试系统在测试电弧光保护装置的动作响应时间时，双判据试验的工作原理如下：设置好测试用输出电流大小和光强参数后，显示及操控界面模块6向高速DSP处理器发送电流信号和光强信号；高速DSP处理器接收电流信号和光强信号，并分别将电流信号通过电流数据缓存器发送至电流数据转换器、光强信号通过光强数据缓存器发送至光强数据转换器；光强数据转换器将光强信号发送至驱动器，电流数据转换器将电流信号发送至功率放大器；驱动器接收光强信号后驱动弧光灯5发出标准可见光和紫外光，并将弧光灯5驱动时间通过光强数据转换器反馈回光强数据缓存器，功率放大器接收电流信号后将电流放大输出至保护装置的输入端，并将电流输出时间反馈通过电流数据转换器反馈回电流数据缓存器；保护装置接收到电流信号及保护装置的弧光传感器检测到弧光，保护装置做出保护动作，发出告警或跳闸，多路集成光电耦合器捕获动作信号，并将动作信号的捕获时间反馈回高速DSP处理器；高速DSP处理器提取电流数据缓存器中的电流输出时间和光强数据缓存器中的弧光灯5驱动时间，并根据弧光灯5的驱动时间、电流的输出时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间。

而单判据试验的工作原理为：设置好测试用光强参数后，显示及操控界面模块6向高速DSP处理器发送光强信号；高速DSP处理器接收光强信号，并将光强信号通过光强数据缓存器发送至光强数据转换器；光强数据转换器将光强信号发送至驱动器，驱动器接收光强信号后驱动弧光灯5发出标准可见光和紫外光，并将弧光灯5驱动时间通过光强数据转换器反馈回光强数据缓存器，保护装置的弧光传感器检测到弧光，保护装置做出保护动作，发出告警或跳闸，多路集成光电耦合器捕获动作信号，并将动作信号的捕获时间反馈回高速DSP处理器；高速DSP处理器提取光强数据缓存器中的弧光灯5驱动时间，并根据弧光灯5的驱动时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间。

本发明的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，具有输出标准的可见光和紫外光的功能，并同时具有输出大范围电流的功能，可实现对弧光保护装置进行弧光单判据试验和弧光电流双判据的试验要求，精确记录弧光保护装置的动作时间。通过电弧光保护装置自动测试系统检测后的电弧光保护装置可满足各项标准要求，保证了产品出厂的准确率，减少现场误判、误动作现象，解决了目前市场上缺少对电弧光保护装置进行标准检验的问题。

实施例2。

本实施例提供的一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其它特征与实施例1相同，不同之处在于：高速DSP处理器型号为SM320C6727B，功率放大器型号为ZK40A。

本实施例的自动测试系统通过型号为SM320C6727B的高速DSP处理器精确的控制光强和输出电流，提高了测试所得的动作响应时间的精确性和准确性，同时电流经型号为ZK40A的功率放大器放大后，输出范围可达0-50A，并且电流在输出范围内可持续输出的时间长，0-20A可持续输出3小时；20-30A可持续输出20分钟；30-50A可持续输出10分钟，可实现对弧光保护装置进行弧光单判据试验和弧光电流双判据的试验要求，市场上的电弧光保护装置的测试电流一般为0-40A，但也出现有需要测试电流达到50A的，故该测试系统可满足市场上所有电弧光保护装置的过流测试试验。另一方面，通过SM320C6727B处理器控制的弧光光强连续可调，可以测试传感器不同光值的连续变化，检验弧光传感器的感光性能。通过该测试系统检测后的电弧光保护装置及电弧光传感器可满足各项标准要求，保证了产品出厂的准确率，减少现场误判、误动作现象，解决了目前市场上缺少对电弧光保护装置以及电弧光传感器进行标准检验的问题。

实施例3。

本实施例提供一种基于实施例1或实施例2的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统的自动测试方法，包括以下步骤：

S1、设置好测试用输出电流大小和光强参数后，显示及操控界面模块向高速DSP处理器发送电流信号和光强信号；

S2、高速DSP处理器接收电流信号和光强信号，并分别将电流信号通过电流数据缓存器发送至电流数据转换器、光强信号通过光强数据缓存器发送至光强数据转换器；

S3、光强数据转换器将光强信号发送至驱动器，电流数据转换器将电流信号发送至功率放大器；

S4、驱动器接收光强信号后驱动弧光灯发出标准可见光或紫外光，并将弧光灯驱动时间通过光强数据转换器反馈回光强数据缓存器，功率放大器接收电流信号后将电流放大输出至保护装置的输入端，并将电流输出时间反馈通过电流数据转换器反馈回电流数据缓存器；

S5、保护装置接收到电流信号及保护装置的弧光传感器检测到弧光，保护装置做出保护动作，多路集成光电耦合器捕获动作信号，并将动作信号的捕获时间反馈回高速DSP处理器；

S6、高速DSP处理器提取电流数据缓存器中的电流输出时间和光强数据缓存器中的弧光灯驱动时间，并根据弧光灯的驱动时间、电流的输出时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间，或仅根据弧光灯的驱动时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间。

该测试方法基于实施例1或实施例2的测试系统，通过高速DSP处理器、光源驱动模块及功率放大器实现了对弧光保护装置进行弧光单判据试验和弧光电流双判据试验，保证了弧光试验动作时间记录的精确性和准确性。经过该测试方法检测后的电弧光保护装置可满足各项标准要求，保证了产品出厂的准确率，减少现场误判、误动作现象，解决了目前市场上缺少对电弧光保护装置进行标准检验方法的问题。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其特征在于：设置有主控模块、交流电流输出模块、光源驱动模块、弧光灯、显示及操控界面模块和开关量输入模块；

所述主控模块分别与交流电流输出模块、光源驱动模块、显示及操控界面模块、开关量输入模块连接；

所述光源驱动模块与弧光灯连接；所述交流电流输出模块、开关量输入模块分别与保护装置连接；所述弧光灯的出光口与保护装置的弧光传感器在同一位置；

所述显示及操控界面模块用于设置输出电流大小和光强参数；所述主控模块用于发送输出电流大小信号和光强参数信号；所述光源驱动模块接收光强参数信号，根据光强参数驱动弧光灯，并将弧光灯的驱动时间反馈回主控模块；所述交流电流输出模块接收输出电流大小信号后输出相应大小的电流，并将电流的输出时间反馈回主控模块；所述开关量输入模块用于捕获保护装置的动作信号并将所述动作信号的捕获时间反馈回所述主控模块，主控模块根据弧光灯的驱动时间、电流的输出时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间，或仅根据弧光灯的驱动时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间。

2.根据权利要求1所述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其特征在于：还设置有通讯模块和上位机，所述上位机与通讯模块连接，所述通讯模块与主控模块连接；

所述上位机用于控制主控模块，同时接收显示及操控界面模块的数据信号；

所述通讯模块用于实现主控模块与上位机之间的通讯。

3.根据权利要求2所述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其特征在于：还设置有开关量输出模块，所述开关量输出模块包括继电器驱动器和继电器，所述继电器驱动器分别与继电器、主控模块连接，所述继电器与测试仪器连接，所述开关量输出模块用于输出常开信号或常闭信号。

4.根据权利要求3所述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其特征在于：所述主控模块设置有高速DSP处理器、光强数据缓存器和电流数据缓存器；

所述高速DSP处理器分别与开关量输入模块、继电器驱动器、通讯模块、显示及操控界面模块、光强数据缓存器、电流数据缓存器连接。

5.根据权利要求4所述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其特征在于：所述高速DSP处理器型号为SM320C6727B。

6.根据权利要求5所述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其特征在于：所述交流电流输出模块设置有功率放大器和电流数据转换器；

所述电流数据转换器分别与电流数据缓存器连接、功率放大器连接，功率放大器与保护装置连接。

7.根据权利要求6所述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其特征在于：所述功率放大器型号为ZK40A。

8.根据权利要求7所述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其特征在于：所述光源驱动模块设置有驱动器和光强数据转换器；

所述光强数据转换器分别与光强数据缓存器、驱动器连接，驱动器与弧光灯连接。

9.根据权利要求8所述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统，其特征在于：所述开关量输入模块设置有多路集成光电耦合器和隔离电源模块；

所述隔离电源模块与多路集成光电耦合器连接，多路集成光电耦合器分别与高速DSP处理器、保护装置连接。

10.一种基于权利要求1至9任意一项所述的电弧光保护装置的动作响应时间自动测试系统的自动测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、设置好测试用输出电流大小和光强参数后，显示及操控界面模块向高速DSP处理器发送电流信号和光强信号；

S2、高速DSP处理器接收电流信号和光强信号，并分别将电流信号通过电流数据缓存器发送至电流数据转换器、光强信号通过光强数据缓存器发送至光强数据转换器；

S3、光强数据转换器将光强信号发送至驱动器，电流数据转换器将电流信号发送至功率放大器；

S4、驱动器接收光强信号后驱动弧光灯发出标准可见光或紫外光，并将弧光灯驱动时间通过光强数据转换器反馈回光强数据缓存器，功率放大器接收电流信号后将电流放大输出至保护装置的输入端，并将电流输出时间反馈通过电流数据转换器反馈回电流数据缓存器；

S5、保护装置接收到电流信号及保护装置的弧光传感器检测到弧光，保护装置做出保护动作，多路集成光电耦合器捕获动作信号，并将动作信号的捕获时间反馈回高速DSP处理器；

S6、高速DSP处理器提取电流数据缓存器中的电流输出时间和光强数据缓存器中的弧光灯驱动时间，并根据弧光灯的驱动时间、电流的输出时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间，或仅根据弧光灯的驱动时间和动作信号的捕获时间计算出保护装置的动作响应时间。