专利名称：一种大电流精密测量方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及特高压输电领域，尤其涉及一种电力系统中高压交直流大电流的精密测量方法和装置。
背景技术：
实际应用中，经常需要对电力系统中高压交直流输电系统的大电流进行精密测量。例如，对4000A直流互感器进行检测时就需要生成5000A的直流大电流并对其进行精密测量。此外，特高压直流输电系统中还需要测量交直流大电流的动态变化。目前采用的大电流测量技术主要包括采样电阻器和霍尔电磁原理两种。采样电阻器采用低温度系数的材料定制电阻本体，大电流通过时将在其两端产生一定的电压；由于采样电阻器的电阻值R在测量过程中稳定，测量获得其两端产生的输出电压U后，根据欧姆定律即可得到被测电流值I =U/R。采样电阻器原理的一个应用实例一直流分流器，其在许多具有直流电流的设备，特别是具有直流大电流的设备测试中具有广泛的应用。一般的直流定值分流器的结构通常为将单片或多片分流片并联焊接在输入、输出两端的接头上，每片电阻的阻值为20毫欧。然而，对于分流电阻器，其测量精度受到分流电阻的热特性和分流体连接的接触电阻特性的制约。大电流通过会导致电阻本体发热，为了使电阻值能够在大的温度变化下保持基本恒定，不能使用普通的黄铜，而必须采用低温度系数的金属材料；这样的金属材料往往需要精密的配方和复杂的工艺制作，其成本相对昂贵，生产周期长；此外，用于测量大电流的分流电阻器为金属导体，其自身电阻值就很小，分流电阻与电流输入和输出端的外部链接，不可避免的存在接触电阻，即使精密的工艺也很难良好控制该接触电阻，这样将使得分流电阻值偏离设计值，造成测量误差。基于霍尔电磁原理的大直流精密测量技术可以通过霍尔大电流传感器实现，例如霍尔直流、交流、交直流电流传感器，其基于电磁原理直接测量被测电流值。然而，由于采用了电磁测量原理，存在电磁场传递能量，环境的电磁干扰对测量的精度影响很大；另一方面，小量程的精密电流传感器价格便宜可靠性高，而相对而言大量程的精密电流传感器价格一般都很昂贵，可靠性差。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何实现不受电阻发热、温度系数及电磁干扰影响的大电流精密测量，同时降低测量成本。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种大电流精密测量方法，包括Sl 将待测大电流均勻分为N个支流，且使得所述N个支流以一中间支流为中心对称分布于其两侧；
S2 测量所述中间支流的电流值I ；S3 根据所述中间支流的电流值I计算获得所述待测大电流的电流值I X N。优选地，步骤S2还包括采用分段插值算法对测量值进行误差修正。本发明的技术方案还提供了一种大电流精密测量装置，包括电流输入连接板1、 电流输出连接板2以及多个分流体3 ；其中，每一所述分流体3两端分别与所述电流输入连接板1和电流输出连接板2连接，连接端彼此对称分布；且所述多个分流体3被设置为以一中间分流体为中心对称分布于其两侧；其中，所述中间分流体上设有电流测量单元5。优选地，所述分流体3为具有规则横截面的结构体。优选地，所述分流体3与所述电流输入板1和电流输出板2的连接方式包括螺接、 压接和焊接。优选地，所述电流测量单元为精密小量程电流传感器。(三)有益效果根据本发明的技术方案，通过对称分布的分流结构，使大电流均勻分流至各个分流体上，尽可能消除了接触电阻不一致等因素对测量精度的影响；由于对称分布使得多个分流在其中线位置处的电磁干扰互相抵消，避免了电磁干扰对位于中线位置处的测量装置的测量精度的影响；精密小量程电流传感器的使用降低了装置的制作成本，提高了装置的
可靠性。
图1是根据本发明的大电流精密测量方法流程图；图2是根据本发明的大电流精密测量方法中电磁干扰抵消原理图；图3是根据本发明的大电流精密测量装置的一个实施例的结构图。
具体实施例方式本发明提出的大电流精密测量方法及装置，结合附图和实施例说明如下。如图1所示，本发明的大电流精密测量方法包括以下步骤。Sl 将待测大电流均勻分为多个支流，且使得所述多个支流以一中间支流为中心对称分布于其两侧；具体地，可以将大电流通过一个输入连接板引入，并均勻流入多个分流体，然后再通过一个输出连接板流出，由此，将大电流均勻分为N等分。为了确保均勻分流，多个分流体应该为具有规则统一的横截面的多个结构体，他们彼此均勻平行分布且关于一中心分流体左右对称，通过螺接、压接或焊接等任意可行方式与输入、输出连接板相连，保证各连接处的压力和强度一致，分流体的材质可以选用黄铜或者热稳定性好的康铜等，根据实际情况进行优选；且输入连接板1和电流输出连接板2分别连接在分流体3的两端，连接端彼此对称分布；由此尽可能消除接触电阻不一致对测量精度的影响。优选地，可以使多个分流体以一个中间分流体为中心对称分布，可以按照实际情况优选彼此间隔，不一定要等间隔分布。如图2所示，对称分布的电流Il和12在中线上的磁场将互相抵消，总的磁场强度为零，由此避免电磁干扰对测量精度的影响。
其中，分流体的数量根据实际需要确定，例如，3个或者5个，具体数量取决于实际机械制作加工的成本。S2 测量所述中间支流的电流值；具体地，可以在所述中间分流体的中间位置处设置电流测量单元，以测量中间分流的电流值。优选地，由于分流后的电流值已经显著减少，该电流测量单元可以为精密小量程电流传感器，以减少装置的制作成本，并增强装置可靠性。 S3 根据所述中间支流的电流值计算获得所述待测大电流的电流值。理论上，对于N个分流体，测量获得的电流值应该为待测大电流的电流值的1/N。 对于实际的误差，可以采用分段插值算法对测量值进行误差修正，实现万分之一的大电流高精度测量。下面将通过具体实施例对本发明的大电流精密测量装置进行详细说明。如图3所示，本实施例包括相互平行的输入连接板1和输出连接板2，以及三个等间隔设置的分流体。分流体为黄铜材质的长方体，每一分流体的两端分别通过螺钉螺母与输入连接板1和输出连接板2垂直连接。需要说明的是，尽管图3中示出了分流体为均勻的长方体，且三个分流体等间隔分布；事实上，如前所述，分流体可以为任意规则形状，且三个分流体可以根据实际需要设置彼此之间的间隔，只需相对于中间的分流体对称即可，不一定要等间隔分布。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种大电流精密测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤51将待测大电流均勻分为N个支流，且使得所述N个支流以一中间支流为中心对称分布于其两侧；52测量所述中间支流的电流值I ；53根据所述中间支流的电流值I计算获得所述待测大电流的电流值I X N。
2.如权利要求1所述的大电流精密测量方法，其特征在于，步骤S2还包括采用分段插值算法对测量值进行误差修正。
3.—种如权利要求1所述的大电流精密测量方法的实现装置，其特征在于，所述装置包括电流输入连接板(1)、电流输出连接板O)以及多个分流体(3)；其中，每一所述分流体C3)两端分别与所述电流输入连接板(1)和电流输出连接板( 连接，连接端彼此对称分布；且所述多个分流体C3)被设置为以一中间分流体为中心对称分布于其两侧；其中，所述中间分流体上设有电流测量单元(5)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述分流体(3)为具有规则横截面的结构体。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述分流体C3)与所述电流输入板(1)和电流输出板O)的连接方式包括螺接、压接和焊接。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电流测量单元(5)为精密小量程电流传感器。
全文摘要
本发明提供了一种大电流精密测量方法及装置，所述方法包括S1将待测大电流均匀分为N个支流，且使得所述N个支流以一中间支流为中心对称分布于其两侧；S2测量所述中间支流的电流值I；S3根据所述中间支流的电流值I计算获得所述待测大电流的电流值I×N。本发明的方法及其实现装置消除了接触电阻不一致等因素对测量精度的影响；避免了电磁干扰对测量精度的影响；同时降低了制作成本，提高了装置的可靠性。
文档编号G01R19/10GK102565512SQ20101062248
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者任志军, 胡志琳, 陈卫 申请人:北京博电新力电气股份有限公司