[实用新型]一种电流测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力设备领域，涉及一种电流测量装置，可应用在高电压大电流的电力测量系统中。

技术背景

在电力测量系统中，测量电流的方法有电流互感器，光学电流互感器及Rogowski线圈方法。

电流互感器（Current transformer 简称CT）的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，由电子测量电路测测量获取电流。电流互感器基于电磁感应原理由闭合的铁芯和绕组组成，二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈，同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。

光学电流互感器(OCT)是以法拉第磁光效应为基础、以磁光材料为介质的新兴电力测量装置。它通过测量光波在经过磁光材料时其偏振面旋转(由于电流产生的磁场的作用)的角度来确定被测电流的大小。光学电流互感器具有抗高电磁噪声干扰、动态范围大、响应快、传感器电流灵敏度高以及测量装置结构紧凑、体积小、重量轻、价格便宜、非接触测量等优点,但是OCT的测量方式属于开放方式，因而很难达到理想的测量效果，而且由于线性双折射引起的温度漂移问题阻挡了OCT的实用化。

Rogowski线圈是在一根截面细小而均匀的环形非磁性骨架上均匀密绕的空心线圈，较之传统的电磁感应式CT，Rogowski基本解决了磁饱和问题，而且提高了传统CT的动态响应范围，但是仍存在难以满足互感器准确度，高压传感头必然是有源方式，不能转变为直流分量，线圈结构的非理想性、温度和电磁干扰的影响都不可忽略这四个关键问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种测量灵敏度、受电磁干扰小，工艺性好的电流测量装置及方法。

本实用新型的目的是这样实现的，一种电流测量装置，包括：磁铁心、辅助线圈，其特征是：磁铁心为固定开口的聚磁铁心，辅助线圈缠绕在聚磁铁心上，辅助线圈的输出导线端连接负载；测量时，被测母线穿过聚磁铁心中部，被测母线的电流变化通过缠绕在聚磁铁心上的辅助线圈感应，由检测负载两端的电压进行计算得到通过的电流。

所述的负载与电压测量电路电连接，电压测量电路采用带A/D输入的单片机，A/D输入有带通滤波电路。

所述的开口聚磁铁心是方框状或圆环状。

本实用新型的优点是：通过理论分析及实验证实辅助线圈具有不同于传统CT和Rogowski线圈的优良特征。传统电磁式CT的被测电流与二次侧感应电流不存在微分关系，当一次侧电流不变时，二次侧输出电流与二次侧线圈匝数成反比，因而与辅助线圈的测量原理不同。辅助线圈和Rogowski线圈的测量原理都是基于电磁感应原理，都需要在输出端增加积分环节才能满足电流测量需要，且都容易受电磁干扰影响等特点。辅助线圈由于存在聚磁铁心，因而其测量灵敏度远高于Rogowski线圈，且辅助线圈对线圈绕制工艺要求较低，更易于机械加工。

附图说明

下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例结构原理图；

图2是辅助线圈的等效磁路；

图3是辅助线圈匝数与输出有效值的关系；

图4 负载电阻与辅助线圈输出关系；

图5 被测电流与辅助线圈输出关系。

图中，1、磁铁心；2、负载；3、辅助线圈；4、被测母线；5、输出导线端。

具体实施方式

如图1所示，一种电流测量装置包括：磁铁心1、辅助线圈3，磁铁心1为一固定开口聚磁铁心，开口聚磁铁心是方框状或圆环状；辅助线圈3缠绕在聚磁铁心1上，辅助线圈3的输出导线端5与负载2电连接，负载2与电压测量电路电连接，由电压测量电路检测被测母线4通过的电流。

电压测量电路采用带A/D输入的单片机，A/D输入有带通滤波电路，被测母线4信号被带通滤波器带通滤波，只允许被测母线电流频率通过，然后由单片机对信息进行A/D转换读取数字信号。

测量时，被测母线4穿过方框状或圆环状的聚磁铁心1中部，被测母线4的电流变化通过缠绕在聚磁铁心1上的辅助线圈3感应，由检测负载2两端的电压换算得到通过的电流。

这种测量方法与传统电磁式CT有所区别，传统电磁式CT二次侧输出不能开路的特点，辅助线圈3在输出导线5上串接一定阻值的负载2，聚磁铁心1为开口状，被测母线4电流的变化通过测量负载2两端的电压                                                而获得。