【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电流测量，尤其涉及一种电流测量装置及方法。
技术介绍
1、电流测量装置是电力系统中的重要测量设备。随着电力系统的发展，电力系统对电流测量装置大量程、高精度的需求愈发迫切，现今电流测量装置已成为制约电力系统发展的瓶颈之一。
2、电力系统运行工况复杂，从泄漏电流（µa级）到冲击电流（百ka级），电流测量需跨越11个数量级。
3、现有的电流测量装置多为侵入式安装，体积大，功耗高，运维困难，并且在大电流下易发生饱和，难以同时兼顾大量程与高精度。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种电流测量装置及方法，以解决现有电流测量装置难以同时兼顾大量程与高精度的问题。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种电流测量装置，该电流测量装置包括线圈、磁敏感元件和测量电路；
3、所述线圈包括导线和非铁磁芯体，所述导线绕置在所述非铁磁芯体的表面；
4、所述磁敏感元件设置于所述非铁磁芯体中，用于感测所述磁敏感元件设置位置处的磁感应信号；
5、所述测量电路包括第一端，所述第一端与所述磁敏感元件电连接，用于获取所述磁敏感元件感测到的所述磁感应信号，并根据所述磁感应信号确定待测电缆的电流；所述待测电缆穿过所述线圈。
6、可选的，所述线圈电位浮置；
7、所述测量电路用于根据第一磁感应信号确定所述待测电缆的电流，所述第一磁感应信号为所述磁敏感元件基于所述待测电缆的电流感应的磁感应信号。
8、可选的，
9、所述第二端与所述绕线起始端电连接，所述第三端与所述绕线终止端电连接；
10、所述待测电缆的电流方向为第一方向时，线圈电流由所述第二端或者所述第三端进入到所述导线；所述待测电缆的电流方向为第二方向时，线圈电流由所述第三端或者所述第二端进入到所述导线；其中，所述第一方向和所述第二方向的方向相反；
11、所述测量电路还用于根据第二磁感应信号和所述线圈电流确定所述待测电缆的电流，所述第二磁感应信号为所述磁敏感元件基于所述待测电缆的电流以及所述线圈电流感应的磁感应信号。
12、可选的，所述测量电路还包括第二端和第三端；所述导线包括绕线起始端和绕线终止端；
13、所述第二端与所述绕线起始端电连接，所述第三端与所述绕线终止端电连接；
14、所述测量电路还用于获取所述待测电缆的电流在所述线圈中产生的感应电动势，并根据所述感应电动势确定所述待测电缆的电流。
15、可选的，所述线圈包括圆形线圈；
16、所述待测电缆沿第一方向穿过所述线圈，且经过所述线圈的中心；
17、所述磁敏感元件的中心位于所述非铁磁芯体的截面的中心环线上；
18、所述第一方向与所述截面所在平面相交。
19、可选的，所述磁敏感元件包括基于nv色心的量子磁传感器、tmr磁场传感器或者霍尔传感器。
20、第二方面，本专利技术实施例提供了一种电流测量方法，该电流测量方法由如第一方面任一实施例所述的电流测量装置执行；
21、所述电流测量方法包括：
22、获取所述磁敏感元件设置位置处的磁感应信号；
23、根据所述磁感应信号确定待测电缆的电流。
24、可选的，所述线圈包括圆形线圈；
25、根据所述磁感应信号确定待测电缆的电流，包括：
26、根据第一磁感应信号确定所述待测电缆的电流，所述第一磁感应信号为所述磁敏感元件基于所述待测电缆的电流感应的磁感应信号；其中，所述第一磁感应信号与所述待测电缆的电流满足如下对应关系：
27、；
28、表示所述第一磁感应信号，表示真空磁导率，表示所述待测电缆的电流，表示所述线圈的半径。
29、可选的，所述测量电路还包括第二端和第三端，所述导线包括绕线起始端和绕线终止端，所述第二端与所述绕线起始端电连接，所述第三端与所述绕线终止端电连接，线圈电流由所述第二端或者所述第三端进入到所述导线；所述线圈包括圆形线圈；
30、根据所述磁感应信号确定待测电缆的电流，包括：
31、根据所述线圈电流确定所述线圈电流在所述磁敏感元件设置位置处产生的线圈磁感应信号；其中，所述线圈磁感应信号与所述线圈电流满足毕奥-萨伐尔定律；
32、根据第二磁感应信号和所述线圈磁感应信号确定电缆磁感应信号，所述第二磁感应信号为所述磁敏感元件基于所述待测电缆的电流以及所述线圈电流感应的磁感应信号；其中，所述第二磁感应信号、所述线圈磁感应信号以及所述电缆磁感应信号满足如下对应关系：
33、；
34、表示所述电缆磁感应信号，表示第二磁感应信号，表示线圈磁感应信号；
35、根据所述电缆磁感应信号确定所述待测电缆的电流；其中，所述电缆磁感应信号与所述待测电缆的电流满足如下对应关系：
36、
37、表示真空磁导率，表示所述待测电缆的电流，表示所述线圈的半径。
38、可选的，所述测量电路还包括第二端和第三端，所述导线包括绕线起始端和绕线终止端，所述第二端与所述绕线起始端电连接，所述第三端与所述绕线终止端电连接；所述线圈包括圆形线圈；
39、所述电流测量方法还包括：
40、获取所述待测电缆的电流在所述导线两端产生的感应电动势；
41、根据所述感应电动势确定所述待测电缆的电流；其中，所述感应电动势与所述待测电缆的电流满足如下对应关系：
42、；
43、表示所述感应电动势，表示所述线圈的总匝数，表示所述线圈的横截面积，表示所述线圈的半径，表示真空磁导率，表示所述待测电缆的电流。
44、本专利技术实施例的技术方案，提供了一种电流测量装置，包括线圈、磁敏感元件和测量电路，其中，线圈包括导线和非铁磁芯体，导线绕置在非铁磁芯体的表面，磁敏感元件设置于非铁磁芯体中，用于感测磁敏感元件设置位置处的磁感应信号，测量电路包括第一端，第一端与磁敏感元件电连接，用于获取磁敏感元件感测到的磁感应信号，并根据磁感应信号确定待测电缆的电流，待测电缆穿过线圈。本专利技术实施例的技术方案通过采用上述电流测量装置，解决了现有电流测量装置难以同时兼顾大量程与高精度的问题，具有实现高精度、大量程电流测量的有益效果。
45、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电流测量装置，其特征在于，包括线圈、磁敏感元件和测量电路；
2.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述线圈电位浮置；
3.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述测量电路还包括第二端和第三端；所述导线包括绕线起始端和绕线终止端；
4.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述测量电路还包括第二端和第三端；所述导线包括绕线起始端和绕线终止端；
5.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述线圈包括圆形线圈；
6.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述磁敏感元件包括基于NV色心的量子磁传感器、TMR磁场传感器或者霍尔传感器。
7.一种电流测量方法，其特征在于，由如权利要求1-6任一项所述的电流测量装置执行；
8.根据权利要求7所述的电流测量方法，其特征在于，所述线圈包括圆形线圈；
9.根据权利要求7所述的电流测量方法，其特征在于，所述测量电路还包括第二端和第三端，所述导线包括绕线起始端和绕线终止端，所述第二端与所述绕线起始端电连接，
10.根据权利要求7所述的电流测量方法，其特征在于，所述测量电路还包括第二端和第三端，所述导线包括绕线起始端和绕线终止端，所述第二端与所述绕线起始端电连接，所述第三端与所述绕线终止端电连接；所述线圈包括圆形线圈；
...【技术特征摘要】
1.一种电流测量装置，其特征在于，包括线圈、磁敏感元件和测量电路；
2.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述线圈电位浮置；
3.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述测量电路还包括第二端和第三端；所述导线包括绕线起始端和绕线终止端；
4.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述测量电路还包括第二端和第三端；所述导线包括绕线起始端和绕线终止端；
5.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述线圈包括圆形线圈；
6.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述磁敏感元件包括基于nv色心的量子磁传感器、tmr磁场传感器或者霍尔传感器。
7.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂少雄，杜贵平，肖文勋，张家华，汪瑞璟，江海荣，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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