一种电流检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电流检测装置，该电流检测装置包括一个电流传感器，所述电流传感器包括两个检测通道，其中一个检测通道适用于对大电流进行检测，另一个检测通道适用于对小电流进行检测，所述两个检测通道用于分别对同一电流进行检测并得到检测结果；一个检测处理器，用于从所述电流传感器的两个检测通道的检测结果中选择检测精度较高的一个作为最终检测结果进行输出。本发明专利技术同时公开了一种电流检测方法。应用本发明专利技术所述的电流检测装置以及电流检测方法，能够在较宽检测范围内，方便地实现高精度的电流检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电流检测技术，特别是涉及一种电流检测装置以及一种电流 斥企测方法。
技术介绍
当前，带电子脱扣器(ETU， Electronic Trip Unit)的塑壳断路器(MCCB, Moulded Case Circuit Breaker)已经被广泛地应用于各种线路保护和电机保护 中。MCCBETU主要由三部分组成，即电流传感器、电子电路控制模块和 磁动蓄能变换器。其中，电流传感器用于检测保护线路上的电流大小，并将 检测结果传送给电子电路控制模块；电子电路控制模块根据接收到的检测结 果判断线路是否发生故障，如果发生故障，则向磁动蓄能变换器发送脱扣信 号，由磁动蓄能变换器触发塑壳断路器的脱扣装置脱扣。基于上述介绍可知，电流传感器为MCCBETU中的一个重要组成部分， 其性能将大大影响到整个MCCBETU的保护性能。所以，在实际应用中，作 为应用于MCCB ETU中的电流传感器，以下三方面的性能需要引起关注(1) 电流检测精度和线性范围MCCB ETU通常具备三段保护功能，即过载长延时保护、短路短延 时保护以及短路瞬动保护。为实现这三段保护功能，要求电流传感器需要具 备较高精度的电流检测性能以及较宽范围的线性度，即具备较宽的电流检测 范围，比如，在电流值从0.2In到lOIn的范围内均应具备较高的电流;险测精 度。其中，In为MCCBETU的额定一次电流。(2) 信号输出功率与供电能力MCCB ETU必须从主保护线路上直接供电，不允许任何附加外接电源 对MCCBETU进行供电。通常情况下，应用于MCCB ETU中的电流传感器 的输出信号需要具有一定的功率， 一方面作为信号源，另一方面作为向电子 电路控制模块供电的电源。按照一般要求，电流传感器的输出信号作为功率源，需要能够使MCCB ETU在主保护线路电流为0.2In的情况下开始工作。 (3)隔离与抗干扰能力为保证MCCB ETU的使用安全，应用于MCCB ETU中的电流传感器必 须能够将主保护线路与电子电路控制模块进行有效隔离。另外，由于通常情 况下，需要在三个相线以及一个中线中分别安装一个电流传感器，以检测每 路线路的电流大小，所以，电流传感器需要能够避免各相线间的电磁干扰。现有技术中，可以采用多种传感技术来检测电流大小，如，霍尔芯片(Hall Chip)、巨磁阻(GMR， Giant Magneto Resistor)、巨i兹阻抗(GMI, Giant Magneto Impedance)、光电传感器(OTC ， Optical Current Transformer)、罗氏线圈 (RogowskiCoil)以及电流分流器(CurrentShunt)等。但是，考虑到成本、体积、 信号输出功率的要求限制等因素，至今，MCCB ETU中仍将以硅钢为铁芯 的电流互感器(CT, CurrentTransformer)作为其电流传感器。图1为现有以硅钢为铁芯的CT的等效简化电路图。如图1所示，CT的 一次线圈与二次线圈之间的变比"为(1)其中，~为一次线圈匝数，对于MCCB ETU来说，通常只有穿心一匝；Ws 为二次线圈匝数。如图1所示，4为总电流，；为可4全测到的一次电流，而励^磁电流4,为 由于铁损等原因耗费掉的电流，是检测不到的，所以，CT的检测误差主要 由4,所引起，因此，CT的电流检测精度可表示为error = zZz_xioo% (2)从公式(2)可以看出，励磁电流乙的大小直接决定了 CT的电流检测精度， 而励磁电流/ ,的大小则取决于硅钢铁芯的B-H磁滞回线特性和涡流损耗。图2为现有硅钢铁芯的B-H曲线原理图。如图2所示，石兹感应强度B 为随磁场强度H变化的函数。在B-H曲线起始处，磁感应强度B随磁场强 度H的增加緩慢上升到A点，将A点的磁导率定义为初始磁导率A;随后， 磁感应强度B随磁场强度H快速上升到B点，该点称为B-H曲线的拐点， 将B点的磁导率定义为最大磁导率/^x;此后，磁感应强度B几乎不随磁场 强度H的增加而增加，硅钢铁芯处于饱和状态。如果CT的硅钢铁芯的工作点位于A点以下或B点以上，即工作点位于20B-H曲线的非线性区，那么，CT的电流检测精度将会严重降低。所以，在 设计CT硅钢铁芯时，为保证从0,2In~lOIn的范围内均具有较高的电流检测 精度，通常会将CT的硅钢铁芯的体积设计得较大，以使其工作点位于A和 B之间的线性区。基于以上分析可知，现有技术中，以硅钢为铁芯的CT主要具有以下缺点(1) 由于通常只能对从0.2In到10In范围内的电流进行检测，所以，对于 每一个具有一定额定一次电流的MCCBETU，都需要具有与其对应的CT;(2) CT中的硅钢铁芯需要具有较大的尺寸，以工作在B-H曲线的线性区内。可见，采用现有硅钢铁芯CT进行电流检测时，每一个MCCB ETU都 要有与其额定一次电流相对应的CT,检测范围较小，通常只有0.2In到lOIn， 而且，如果要保证在这个范围内的电流检测精度，还需要增大CT中硅钢铁 芯的尺寸，非常不方便，而且增加了成本。
技术实现思路
本专利技术的又一目的在于提供一种电流检测装置，能够在较宽检测范围 内，方便地实现高精度的电流检测。本专利技术的再一目的在于提供一种电流检测方法，能够在较宽检测范围 内，方便地实现高精度的电流检测。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的一种电流检测装置，包括 一个电流传感器，所述电流传感器包括两个 检测通道，其中一个检测通道适用于对大电流进行检测，另一个检测通道适 用于对小电流进行检测，所述两个检测通道用于分别对同 一 电流进行检测并 得到检测结果； 一个检测处理器，用于从所述电流传感器的两个检测通道的 检测结果中选择检测精度较高的 一个作为最终检测结果进行输出。所述适用于对小电流进行检测的检测通道采用纳米微晶电流互感器。所述适用于对大电流进行检测的检测通道采用罗氏线圈。所述;j^测处理器包括 一个判断单元，用于将其中一个所述检测通道的 检测结果与预先设定的电流值进行比较判断； 一个选择单元，用于在判断单 元判断这个检测通道的检测结果大于所述预先设定的电流值时，选择所述适6用于对大电流进行检测的检测通道的检测结果作为最终检测结果进行输出， 在判断单元判断这个检测通道的检测结果小于所述预先设定的电流值时，选 择所述适用于对小电流进行检测的检测通道的检测结果作为最终检测结果 进行输出。一种电流检测方法，包括设置两个检测通道分别对同一电流进行检测并得到检测结果，其中， 一个所述检测通道适用于对大电流进行检测，另一个所迷检测通道适用于对小电流进行检测；从所述两个检测通道的检测结果中选择检测精度较高的 一个作为最终检测结果进行输出。所述适用于对小电流进行检测的检测通道采用纳米微晶电流互感器。所述适用于对大电流进行检测的检测通道采用罗氏线圈。从所述两个检测通道的检测结果中选择检测精度较高的 一个作为最终检测结果进行输出的步骤包括将其中 一个检测通道的检测结果与预先设定的电流值相比较；如果判断这个^r测通道的检测结果大于所述预先设定的电流值，则将所述适用于对大电流进行检测的检测通道的检测结果作为最终检测结果进行输出；否则，将所述适用于对小电流进行检测的检测通道的检测结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流检测装置，包括：　一个电流传感器，所述电流传感器包括两个检测通道，其中一个所述检测通道适用于对大电流进行检测，另一个所述检测通道适用于对小电流进行检测，所述两个检测通道用于分别对同一电流进行检测并得到检测结果；　一个检测 处理器，用于从所述两个检测通道的检测结果中选择检测精度较高的一个作为最终检测结果进行输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泽亮，陈浩，卓越，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]