CN102033158B - 一种预期短路电流测量方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预期短路电流的测量方法，其在民用电网系统的二端网络端口分别取样空载电压与带负载电阻的负载电压，采样电压时检测到电路接线正常、线电压在测量电压的范围内之后进行后续步骤，即各自送入高精度模拟衰减器、滤波器、高速模数转换器和单片机进行预期短路电流的电流值计算处理。本发明还提供了一种实施上述方法的预期短路电流装置。本发明明确了使用各种电器的电流上限，防止因使用电流过大而造成短路，发生着火、漏电等意外事故。

Description

一种预期短路电流测量方法与装置

技术领域

本发明属于电量测量领域，特别涉及一种预期短路电流的测量方法与装置。

背景技术

生活中各种电子和家用电器均需要插至民用电网上提供一交流电压才能使用，虽然现有各种产品和民用线路中均带有保险丝和短路保护器，但对于其是否符合该处的具体要求或需求则不得而知，电网系统中二端网络端口的短路电流值不明确，而无法确定正常使用多种电器的电流上限，在用户的误操作下或者一些常用家用电器设备损坏而造成工频民用电线路短路的情况下，也无法了解保险丝或短路保护器是否能起到保护作用，对火灾的发生等埋有安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可在不使用电子电器导致短路的情况下则能预先准确测量处电网中两端端口的短路电流值的方法与装置。

本发明所述的一种预期短路电流的测量方法，其包括如下步骤：

1)采样民用电网系统任意的二端网络端口空载时的电压，送至高精度模拟衰减器进行衰减；

2)衰减后得到的信号送至滤波器进行干扰信号的滤除；

3)将滤除干扰信号后的信号送至高速模数转换器进行A/D转换并暂存；

4)多次重复步骤1)、2)、3)并将数据送至单片机记录；

5)加载一负载电阻至所述民用电网系统的二端网络端口，采样所述负载电阻一个周期的电压并送至高精度模拟衰减器进行衰减；

6)衰减后得到的信号送至滤波器进行干扰信号的滤除；

7)将滤除干扰信号后的信号送至高速模数转换器进行A/D转换；

8)将步骤3)暂存的信号与步骤7)处理后的信号送至单片机做软件和算法处理得出初始预期短路电流值；

9)多次重复步骤1)～步骤8)计算相近读数的平均值得出预期短路电流值。

步骤1)和步骤5)中采样电压的同时检测电路接线是否正常，如果接线正常则继续执行步骤；否则禁止测量并重复检测，同时提示接线错误的信息。

步骤1)和步骤5)中采样电压的同时检测线电压是否在测量电压的范围内，如果电压正常则继续执行；否则禁止测量并重复检测，提示电压错误信息。

加载步骤5)所述的负载电阻的电流大小为25A左右，可令测量预期短路电流的精确度更高，也不会使故障保护器起保护。

本发明所述的一种预期短路电流的测量装置，其包括依次连接的民用电网系统的二端网络端口、高精度模拟衰减器、滤波器、大功率负载电阻、高速模数转换器、LCD显示屏、输入按键和单片机，所述单片机包括一暂存器，装置在测量空载电压过程中取样多个二端网络端口的电压后，经高精度模拟衰减器、滤波器和高速模数转换器转换暂存至所述暂存器中，与测量大功率负载电阻所得的电压一起经单片机运算处理并输出短路电流值，所述负载电阻通过单片机控制一大功率开关管的开关，实现对负载电阻电压加载时间的控制。

本发明的有益效果是：可预先测量出民用电网系统中二端网络端口的短路电流值，明确使用各种电器的电流上限，防止因使用电流过大而造成短路，发生着火、漏电等意外事故。

下面结合附图与实施例，对本发明作进一步的详细说明：

附图说明

图1是本发明硬件部分的系统结构示意图；

图2是本发明软件部分的测试流程示意图。

具体实施方式

本发明所述的一种预期短路电流的测量方法，参见图1、图2，其包括如下步骤：

1)采样民用电网系统任意的二端网络端口空载时的电压，送至高精度模拟衰减器进行衰减；

2)衰减后得到的信号送至滤波器进行干扰信号的滤除；

3)将滤除干扰信号后的信号送至高速模数转换器进行A/D转换并暂存；

4)多次重复步骤1)、2)、3)并将数据送至单片机记录；

5)加载一负载电阻至所述民用电网系统的二端网络端口，采样所述负载电阻一个周期的电压并送至高精度模拟衰减器进行衰减；

6)衰减后得到的信号送至滤波器进行干扰信号的滤除；

7)将滤除干扰信号后的信号送至高速模数转换器进行A/D转换；

8)将步骤3)暂存的信号与步骤7)处理后的信号送至单片机做软件和算法处理得出初始预期短路电流值；

9)多次重复步骤1)～步骤8)计算相近读数的平均值得出预期短路电流值。

步骤1)和步骤5)中采样电压的同时检测电路接线是否正常，如果接线正常则继续执行步骤；否则禁止测量并重复检测，同时提示接线错误的信息。

步骤1)和步骤5)中采样电压的同时检测线电压是否在测量电压的范围内，如果电压正常则继续执行；否则禁止测量并重复检测，提示电压错误信息。

加载步骤5)所述的负载电阻的电流大小为25A左右，可令测量预期短路电流的精确度更高，同时也不会使故障保护器起保护。

本发明所述的预期短路电流的测量装置，如图1所示，其包括依次连接的民用电网系统的二端网络端口、高精度模拟衰减器、滤波器、高速模数转换器、单片机和LCD显示屏及按键，所述单片机包括一暂存器，所述装置还包括一大功率负载电阻，装置在测量空载电压过程中取样多个二端网络端口的电压后，经高精度模拟衰减器、滤波器和高速模数转换器转换暂存至暂存器中，与测量大功率负载电阻所得的电压一起经单片机运算处理并输出至LCD显示屏显示短路电流值，所述负载电阻通过单片机控制一大功率开关管的开关，实现对负载电阻电压加载时间的控制，所述按键可控制单片机对各步骤的进行调整。

如图2所示，将火线、零线、地线分别接入测量设备中分别检测电路接线是否正常、线电压是否在测量电压的范围内，若不符合则禁止测量并重复检测，同时提示错误信息。若符合则进行后续步骤，则单片机经多次采样，剔除数值相差过大的值并求得平均的空载电压值Vo，测得负载电压值V1后，由已知的负载电阻R1，可通过公式R＝(Vo-V1)/V1*R1，则可以运算求得回路电阻R。把已知的空载电压Vo及求得的回路电阻值R，代入欧姆定律公式：I＝Vo/R，即可求得初始预期短路电流值Io，重复所有步骤剔除数值相差过大的值后求得平均的短路电流值I，最后输出至LCD显示屏显示数值。

以上发明实施例所述仅为本发明的最佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明基础上所作的修改、替换或改进等，均落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种预期短路电流的测量方法，其包括如下步骤：

1)采样民用电网系统任意的二端网络端口空载时的电压，送至高精度模拟衰减器进行衰减；

2)衰减后得到的信号送至滤波器进行干扰信号的滤除；

3)将滤除干扰信号后的信号送至高速模数转换器进行A/D转换并暂存；

4)多次重复步骤1)、2)、3)并将数据送至单片机记录；

5)加载一负载电阻至所述民用电网系统的二端网络端口，采样所述负载电阻一个周期的电压并送至高精度模拟衰减器进行衰减；

6)衰减后得到的信号送至滤波器进行干扰信号的滤除；

7)将滤除干扰信号后的信号送至高速模数转换器进行A/D转换；

8)将步骤3)暂存的信号与步骤7)处理后的信号送至单片机做软件和算法处理，单片机根据预设计算初始预期短路电流值的公式：

设空载电压值为V₀，负载电压值为V₁，由已知的负载电阻R₁，可求得回路电阻R：

R＝(V₀-V₁)/V₁*R₁

把已知的空载电压V₀及求得的回路电阻值R，代入欧姆定律公式：

I＝V₀/R

运算得出初始预期短路电流值；

9)多次重复步骤1)～步骤8)计算相近读数的平均值得出预期短路电流值。

2.根据权利要求1所述的一种预期短路电流的测量方法，其特征在于，采样电压时检测电路接线是否正常，如果接线正常则继续执行；否则禁止测量并重复检测，提示接线错误信息。

3.根据权利要求1所述的一种预期短路电流的测量方法，其特征在于，流过步骤5)所述的负载电阻的电流大小为25A。

4.根据权利要求1所述的一种预期短路电流的测量方法，其特征在于，采样电压时检测线电压是否在测量电压的范围内，如果电压正常则继续执行；否则禁止测量并重复检测，提示电压错误信息。

5.一种实施权利要求1所述的预期短路电流的测量装置，其特征在于，包括依次连接的民用电网系统的二端网络端口、高精度模拟衰减器、滤波器、高速模数转换器、单片机、LCD显示屏和输入按键；其还包括一产生负载电压的大功率负载电阻和暂存待处理数据的暂存器。

6.根据权利要求5所述的一种预期短路电流的测量装置，其特征在于，所述单片机包含有一运算回路电阻和短路电流的公式。

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