[发明专利]一种基于温度检测的电流检测装置及电流检测方法

摘要

本发明涉及一种基于温度检测的电流检测装置及电流检测方法，属于电气工程技术领域。该电流检测装置包括导体温度检测模块、环境温度检测模块、主控单元；所述导体温度检测模块、环境温度检测模块均与主控单元相连；所述主控单元包括DSP芯片，采集导体温度、环境温度及工况信号，通过计算得到电流值首先通过实验获取冷却装置启动和未启动情况下被测回路导体的综合散热系数；其次采集环境温度、被测回路导体温度及工况信号；分析工况信号，判定回路中是否有电流、冷却装置是否工作；根据被测回路的导体温升值等参数计算出电流值。本发明电流检测装置重量轻、体积小、成本低、量程宽，尤其适合于大电流检测，使成套电器设备小型化、智能化。

主权项

一种基于温度检测的电流检测装置的电流检测方法，所述电流检测装置包括：导体温度检测模块、环境温度检测模块、主控单元；所述导体温度检测模块、环境温度检测模块均与主控单元相连；所述导体温度检测模块包括温度传感器，用于检测被测电流回路的导体温度；所述主控单元包括DSP芯片，采集导体温度、环境温度以及工况信号，通过计算得到电流值；所述工况信号是指被测电流回路的断路器工作位置信号、冷却装置启动信号；其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过实验分别获取冷却装置未启动和启动工况下被测电流回路导体的综合散热系数KT；步骤2，采集环境温度、被测电流回路的导体温度及工况信号；步骤3，分析工况信号中的断路器工作位置信号，如果断路器处于分闸位置，则判定电流为0，返回步骤2；否则转至步骤4；步骤4，分析工况信号中的冷却装置启动信号，根据冷却装置是否工作，选取相应的综合散热系数KT；步骤5，将被测电流回路的导体温度减去环境温度得到被测电流回路的导体温升值τ；步骤6，计算电流值，具体过程如下：1)根据热平衡原理，导体内产生的热量等于导体的散热量与提高导体本身温度而吸收的热量之和，即热量守恒方程：Pdt＝KTAτdt+cmdτ         (1)初始条件：τ|t＝0＝τ0式中，Pdt为在dt时间内导体的总发热量，KTAτdt为在dt时间内导体的总散热量，cmdτ为在dt时间内导体温度升高dτ时所吸收的热量，P为电流通过导体所产生的能量损耗称为电阻损耗，P＝KI2R，K为附加损耗系数，I为导体中的电流，R为导体电阻，A为导体有效散热面积，KT为综合散热系数，c为导体比热容，m为导体质量，τ为导体的温升，τ＝θ‑θ0，θ为导体温度，θ0为环境温度，τ0为初始温升；2)解式(1)，可得：τ=PKTA(1-e-t/T)+τ0e-t/T---(2)]]>式中，τ0为初始温升，T为发热时间常数，T＝cm/(KTA)；3)将P＝KI2R代入式(2)，整理得：I=KTA(τ-τ0e-t/T)KR(1-e-t/T)---(3)]]>将采样时刻t、步骤4选取的综合散热系数KT、步骤5得到的被测电流回路的导体温升值τ，以及导体有效散热面积A、导体电阻R、附加损耗系数K、导体比热容c、导体质量m等参数代入式(3)，即可求得此时被测电流回路中的电流值。