[发明专利]测量电表中电流的方法及系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于测量电表中电流的系统和方法。更具体地，本发明涉及一种使用电抗式传感器来测量电表中电流的系统和方法。

背景技术

有几种正在使用的方法被用来测量电表中的电流。这些方法包括罗氏(Rogowski)线圈、电流变压器和电阻分流器。尽管这些方法中的每一个在测定流过电表的电流量时是有用的，但是在这三个当前可用的选择中，每一个都会额外增加电表的成本。

目前，用于准确测量电表中电流的成本最低的方法采用了电阻分流器。通过电阻分流器来引导流过电表的电流量，并测量电阻分流器两端的电压。尽管该方法能有效的测量电流，但是电阻分流器最终会升温，并且电阻分流器的电阻会随温度的变化而变化。因此，需要用温度补偿来克服测量期间电阻的变化带来的影响，其增加了电表的成本和复杂度。

另外，在100安及以上的高功率电表中，电阻分流器会消耗太多的电能。虽然可以制造25微欧的分流器来减少功率损耗，但是很难测量这种小电阻两端的电压，这种设备的成本可能极其昂贵。本发明解决了目前使用的电流传感系统中许多的这类缺点。

发明内容

本发明涉及一种用于测量流过电表的电流量的监视系统。电表包括一个或多个汇流条，其从公用设施电力供给接收供给的电流，引导电流流到电表所服务的住宅中的负载。

电表包括一个监测电路，其监测电表所服务的住宅使用的电流量。监测电路可以监测一个单相或三相电源。

监测电路包括一个电感器，其与通过汇流条之一的电流串联放置。流过汇流条的电流通过电感器并在电感器两端产生一个电压。包含在电表中的电压检测器监测电感器两端的电压，包含在电表中的控制单元根据所感知到的电压来计算电流。

在电表校准过程中，校准电路包括具有已知值和相位的电流源，其引导电流流过电表。由于已知的电流值被提供给电表，校准电路根据电感器两端电压和电流源之间的关系确定电感器的值。

除了确定电感的值以外，校准电路也能根据所检测的电压和电流源之间的相移确定电感器中包含的串联电阻。校准电路根据相移确定串联电阻值。串联电阻值，相移和串联电感值被存储在控制单元的存储器中。

在校准过程完成后，电表可被配置并用于监测通过每个汇流条中的电流值。从以下描述及其附图中，本发明的各种其它特征，目的和优点将显而易见。

附图说明

附图说明了本发明的主题。在附图中：

图1是本发明的三相电子电量表的透视图；

图2是三相电表的一个后视图，其显示所应用的电源的三个相位中的每一个的汇流条电流检测叶片的美国国家标准学会(ANSI)-标准配置；

图3是一个透视图，显示电流检测汇流条和计量电路板的定位；

图4是电流和与汇流条中的一个串联放置的电感两端测得的电压的示意性说明；

图5说明流过汇流条的电流和串联电感两端电压之间的相移；

图6是传感器电压和负载电流之间关系的图形说明；

图7是相移相对于阻抗，作为电感的函数的图形说明；

图8是相移相对于阻抗，作为电阻的函数的图形说明；

图9a和9b示出了一种可以构成电路板的一部分的电感器；

图10是根据本发明的电表组件的方框图；

图11是用于包含一个电感器所构造的汇流条的透视图；

图12是沿图11的线12-12截取的剖视图；

图13是推荐的另一种电感器的透视图，其可用作本发明的一部分。

具体实施方式

图1示出了根据本发明制造的三相电子电表10。电表10包括一个封闭的电表外壳，该外壳由安装到基座件14上的盖件12构成。盖件12包括一个大致清晰的表面16，使得从电表10的外部能读取数字显示器18中的数字。盖件12和基座件14按常规方式相互结合，使得基座件14和盖件12界定一个密封的电表外壳。电表外壳可以防止湿气和其他环境污染物到达三相电表10的内部电路。

现在参照图2，所示是基座件14的底视图，该基座件包括一个大致为平面的基座板20，其用来构成基座件14的一部分。基座板20包括多个均匀分布在基座板20周围的支撑腿22。当电表安装在与住宅或商业位置的电力供应相一致的配合插座中时，支承腿22用来使电表稳定。支承腿22通常由模制塑料制成，并与基座件14的其余部分一体化形成。