一种电流检测装置和校准方法制造方法及图纸

一种电流检测装置和校准方法，特别涉及以Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈为传感器的电流检测装置和校准方法。在量程改变过程中，Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈的工作条件不改变，用电压源替代Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈提供校准输入，完成的高量值量程的校准工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电能计量领域，涉及一种电流检测装置及校准方法，特别涉及以Rogowski线圈为传感器的 电流检测装置和校准方法。
技术介绍
目前，公知的以Rogowski线圈为传感器的电流检测装置(简称RIS)的校准方法一直不完善，有待发展。当前，RIS装置的量程范围一般覆盖20A-300KA,特殊情况下，量值还会更高。公知的对Rogoirski线圈的认识, 一直是将RogOTski线圈接积分器即可构成电流检测装置。这种认 识存在几十年，它已成为经典理论，不容质疑。即使在这种认识指导下构建的RIS装置的校准陷入困境， 人们也没有怀疑过这种认识本身有问题，却将问题归为Rogowski线圈的测量原理不完善、有缺陷。公知的RIS装置校准方法有两种， 一种是直接方法，通过标准电流源输入电流Il, RIS装置测得电流I2, 从而可以测出RIS的校准系数K-I1/12。此方法实际上行不通。原因很简单首先，若有上百K高量值标准电流源，则设备庞大，无法移动，而RIS也同样设备庞大，无法移动，不 具备整体送检条件；若拆开RIS,部分送检，则破坏RIS工作基本状态。这种方法量值传递和溯源的最高量值会受到标准电流源最高量值和负荷能力限制，RIS的最高量值不 能超过标准电流源最高量值。目前，国家法定计量机构提供的标准电流源量值和负荷较小，约100A-1000A, 按此方法，不能对量值高达几百KA的RIS进行量值的传递和溯源。另一种是间接方法，需要送检Rogowski线圈，建立实验电路，配置标准互感器，通过将Rogowski 的互感M和标准互感器Ms相比较，确定互感系数。然后，将互感系数及整个电路中所有器件的参数，代入 整体电路计算公式，完成RIS校准。按此方法校准RIS装置，要将整个RIS电路全部拆开，测量所有器件的 参数。在不拆开RIS电路的情况下，无法进行校准。此方法破坏RIS装置的完整性，实际上无操作性可言。
技术实现思路
目前现实霈求寻找一种不限制最髙量值，不需要大信号的标准电流源，不测定Rogowski线圈的互感系 数，不需要拆开RIS装置，易被公众、厂家、用户、第三方国家法定计量机构共同接受和使用的RIS装置和 校准方法。本专利技术目的提供一种RIS装置和校准方法实现上面要求。所需仪器比较常见，电压表、电流表的准确度比RIS装置标定的准确度高一个或两个数量级，标准电 流源只要100A左右，标准电压源只要几毫伏到几十伏，全部是国家法定计量机构常见的小型移动仪器。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是-将RIS装置中Rogowski线圈的取样环节连接电压跟随器，或者用电阻组合切换，在切换分压器实现量 程切换时，保持取样环节的电阻相对Rogowski线圈不变化。同时，由于RogOTski线圈内阻是常量，Rogowski线圈两端的电压与被测量电流成正比。也就是说，在切换取样环节实现量程切换时，Rogowski线圈与取样 环节构成的回路阻抗没有变化。用标准可变电压源代替Rogowski线圏后，RIS装置工作状态保持不变。用 标准可变电压源模拟Rogowski线圈测量电流时输出的电压，向后端电路提供高量值量程校准需要的电压， 完成全部量程的校准。本专利技术的有益效果是，正本清源，使公众从被误导的技术困境中解脱出来，找出公知的RIS装置不可 高量值传递和溯源的根源，找到易被公众、厂家、用户、第三方国家法定计量机构共同接受和使用的新的 简便可行RIS装置和校准方法，有力推动RIS的实用化行业应用。附图说明图1是本专利技术的RIS装置和校准方法原理图。 图中① -模拟Rogowski线圈提供电压信号的标准可变交流电压源② -标准可变交流电流源③ -垂直穿过Rogowski线圈的金属导体④ -Rogowski线圈⑤ -切换开关⑥ -取样电阻⑦ -波段开关，掷c接触点接通最小量程，掷d接触点接通较小量程，掷e接触点接通较大量程，掷f 接触点接通最大量程.⑧ -电压跟随器⑨ -积分放大器具体实施例方式第一步，给Rogowski线圈通过标准电流源的电流Il (如100A)，测量Rogowski两侧的电压Ul (如10mV)， 计算电流/电压比KKl/Ul(如10A/mV)。因取样电阻在不同量程下保持不变，因而K1是一个常量，可以应 用到其他几百K的高量值量程。第二步，断开Rogowski线圈与取样电阻的连接，切换分压器到不同量程，给分压器原连接Rogowski线 圈的两端注入电压U2(如10mV-100mV-1V-10V-100V)，电压大小与RIS当前量程范围内电流在Rogowski线圈 上感应的电压相当，读取RIS测量的电流I2(如100A-IkA-10kA-100kA-1000kA),计算不同量程下电压/电流 比K2-U2/12。第三步，将K1純2即可得到不同量程(如100A-lkA-10kA-lOOkA-lOOOkA)下的校准系数K。下面结合附图和实施例对本专利技术的装置和校准方法进一步说明。 第一步，求Rogowski线圈的输入输出电流电压比Kl。 将⑤双掷开关，掷a接触点，接通④Rogowski线圈； 将@波段开关，掷f接触点接通最小量程；使②标准可变交流电流源输出RIS最小量程内的电流I1 (电流要在此章程内，电流太大，易烧坏设备;电流太小，不便测量。例如最小量程为20A-200A,电流取100A。) 测量Rogowski两侧的电压Ul,图中为M、 N两点间电压(如10mV); 计算电流/电压比KPIl/Ul (如10A/mV);在将⑦波段开关掷不同量程时，Kl是一个常量，可以用到其他高量值量程。注意第一步不是一定要选择最小量程。只要②标准可变交流电流源输出电流大小能满足的量程都可 以，且可以直接测量RIS输出端的电压U3，图中为P、 T两点间电压，计算当前量程的输入输出电压比 K24J1/U3。第二步，求信号处理电路的不同量程的输入输出电压比K2。 将⑤双掷开关，掷e接触点，接通①标准可变交流电压源 选择量程，将⑦波段开关，掷到某一接触点。使①标准可变交流电压源提供电压U2，电压大小不超出RIS装置检测当前量程电流时Rogowski线圈两端的电压范围。 测量RIS输出端的电压U3，图中为P、 T两点间电压； 计算当前量程的输入输出电压比K2-U2/U3;切换⑦波段开关到其他量程，按照上面的方法，计算出其他量程的输入输出电压比K2. 第三步，求RIS装置的不同量程校准系数K41X不同量程下K2。参考文献揭秉信大电流检测北京机械工业出版社1987. 权利要求1. ，以Rogowski线圈为传感器。其特征是保持取样环节的电阻相对Rogowski线圈在不同量程阻抗不改变，使用电压源代替Rogowski线圈提供校准信号。2、 根据权利要求1所述的电流检测装置和校准方法，其特征是Rogowski线圏的取样环节连接电压跟随器， 或者用电阻组合切换，保持取样环节相对Rogowski线圈在不同量程阻抗不改变。3、 根据权利要求1所述的电流检测装置和校准方法，其特征是可以包含和不包含积分器。4、 根据权利要求1所述的电流检测装置和校准方法，其特征是用电流源作为输入，测量Rogowski线圈两 端输出电压，计算Rogowski线圏的输入输出比.。5、 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流检测装置和校准方法，以Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈为传感器。其特征是：保持取样环节的电阻相对Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈在不同量程阻抗不改变，使用电压源代替Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈提供校准信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵化宾，
申请(专利权)人：赵化宾，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]