電流信號的採集方法和裝置以及存儲介質、處理器與流程

2023-09-27 07:07:15

本發明涉及電子領域，具體而言，涉及一種電流信號的採集方法和裝置以及存儲介質、處理器。

背景技術：

低壓智能開關裝置(塑殼斷路器)中，電流互感器是一個很重要的部分，負責完成將大的電流信號轉換為處理器可以處理的弱電信號。cpu部分需要採集的電流信號有兩個用途，一個是採集額定值ie時的電流值，作為計量使用，此時對電流額定值時的精度要求比較高，否則計量精度就不準確。另一方面，保護cpu還要採集保護動作時的電流值，並根據整定值通過繼電器而驅動低壓開關裝置跳閘。一般保護動作時的電流值是6-8倍的額定值ie，為了有一定的餘量，需要做到cpu能採集到10倍的額定值ie。這樣就對互感器的性能提出了很高的要求，既要保證在額定值時具有很高的精度，又要滿足10倍額定電流時互感器不飽和，具有較好的線性度

為了實現上述目的，現有技術常用的方法是，使用兩組電流互感器，一組輸出額定的電流值給電錶計量晶片使用，另一組電流互感器輸出給保護mcu，以完成低壓開關裝置的保護功能。

其缺點也是顯而易見的。一方面，會明顯增加裝置成本，兩組電流互感器接近於成本翻倍，從經濟角度看不划算。另一方面，對低壓開關部分的安裝空間提出了更高的要求，由於電流互感器的體積比較大，現有的低壓開關一般很難放得下兩組電流互感器。

針對相關技術設置兩個電流互感器分別採集低壓智能開關的額定電流以及故障電流，導致低壓智能開關的結構複雜，成本較大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種電流信號的採集方法和裝置以及存儲介質、處理器，以至少解決相關技術設置兩個電流互感器分別採集低壓智能開關的額定電流以及故障電流，導致低壓智能開關的結構複雜，成本較大的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種電流信號的採集方法，所述方法用於採集低壓開關設備的電流信號，所述低壓開關設備中設置有電流互感器，其中，所述方法包括：檢測所述低壓開關設備的工作狀態，其中，所述低壓開關設備的工作狀態包括額定電流工作狀態以及故障狀態，其中，所述低壓開關設備處於所述額定電流工作狀態時的電流信號為額定電流信號，所述低壓開關設備處於所述故障狀態時的電流信號為故障電流信號；在所述低壓開關設備處於所述額定電流工作狀態的情況下，利用所述電流互感器中設置的電錶計量晶片對所述額定電流信號進行採集處理；在所述低壓開關設備處於所述故障狀態的情況下，利用所述電流互感器將所述故障電流信號傳輸至所述低壓開關設備中的保護處理器進行採集處理。

作為一種可選的實施例，在所述低壓開關設備處於所述額定電流工作狀態的情況下，在利用所述電流互感器中設置的電錶計量晶片對所述額定電流信號進行採集處理之後，所述方法還包括：利用所述電錶計量晶片對所述低壓開關設備中的電壓信號進行採集處理；根據採集到的所述額定電流信號和所述電壓信號實現對所述低壓開關設備的信號計量。

作為一種可選的實施例，所述低壓開關設備中設置有繼電器和脫扣器，其中，在所述低壓開關設備處於所述故障狀態的情況下，在利用所述電流互感器將所述故障電流信號傳輸至所述低壓開關設備中的保護處理器進行採集處理之後，所述方法還包括：所述保護處理器根據採集到的所述故障電流信號驅動所述繼電器控制所述脫扣器動作。

作為一種可選的實施例，所述電流互感器的磁芯採用矽鋼片，所述矽鋼片的厚度為10.8mm，所述磁芯的截面面積為63mm2，所述電流互感器工作在所述額定電流工作狀態時的磁通密度為1.6t，所述電流互感器中的至少一片磁芯通過骨架進行組裝固定。

作為一種可選的實施例，所述電流互感器的線包採用對稱結構，利用平繞機將所述線包繞制在所述骨架上。

為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種存儲介質，所述存儲介質包括存儲的程序，其中，在所述程序運行時控制所述存儲介質所在設備執行上述所述的電流信號的採集方法。

為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種處理器，所述處理器用於運行程序，其中，所述程序運行時執行上述所述的電流信號的採集方法。

根據本發明實施例的另一方面，還提供了一種電流信號的採集裝置，所述裝置用於採集低壓開關設備的電流信號，所述低壓開關設備中設置有電流互感器，其中，所述裝置包括：檢測單元，用於檢測所述低壓開關設備的工作狀態，其中，所述低壓開關設備的工作狀態包括額定電流工作狀態以及故障狀態，其中，所述低壓開關設備處於所述額定電流工作狀態時的電流信號為額定電流信號，所述低壓開關設備處於所述故障狀態時的電流信號為故障電流信號；第一採集處理單元，用於在所述低壓開關設備處於所述額定電流工作狀態的情況下，利用所述電流互感器中設置的電錶計量晶片對所述額定電流信號進行採集處理；第二採集處理單元，用於在所述低壓開關設備處於所述故障狀態的情況下，利用所述電流互感器將所述故障電流信號傳輸至所述低壓開關設備中的保護處理器進行採集處理。

作為一種可選的實施例，所述裝置還包括：第三採集處理單元，用於在所述低壓開關設備處於所述額定電流工作狀態的情況下，在利用所述電流互感器中設置的電錶計量晶片對所述額定電流信號進行採集處理之後，利用所述電錶計量晶片對所述低壓開關設備中的電壓信號進行採集處理；信號計量單元，用於根據採集到的所述額定電流信號和所述電壓信號實現對所述低壓開關設備的信號計量。

作為一種可選的實施例，所述裝置還包括：驅動單元，所述低壓開關設備中設置有繼電器和脫扣器，其中，在所述低壓開關設備處於所述故障狀態的情況下，在利用所述電流互感器將所述故障電流信號傳輸至所述低壓開關設備中的保護處理器進行採集處理之後，所述保護處理器根據採集到的所述故障電流信號驅動所述繼電器控制所述脫扣器動作。

在本發明實施例中，使用電流互感器檢測低壓開關設備的工作狀態，在低壓開關設備處於額定電流工作狀態的情況下，通過電流互感器中設置的電錶計量晶片對電流信號進行採集處理；在低壓開關設備處於故障狀態的情況下，通過電流互感器將故障電流信號傳輸至低壓開關設備中的保護處理器進行採集處理，從而使用一個電流互感器對低壓開關設備的不同工作狀態採用不同的處理方式，即可以使低壓開關設備正常工作，又可以實現對低壓開關設備的保護，解決了相關技術設置兩個電流互感器分別採集低壓智能開關的額定電流以及故障電流，導致低壓智能開關的結構複雜，成本較大的技術問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本發明實施例的一種電流信號的採集方法的流程圖；

圖2是根據本發明實施例的一種應用於低壓智能開關的寬範圍高線性電流互感器的實現方法的流程圖；

圖3是根據本發明實施例的一種電流信號的採集裝置的示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。

需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」等是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本發明的實施例能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

根據本發明實施例，提供了一種電流信號的採集方法實施例，該電流信號的採集方法可以應用到低壓開關設備中，本發明中的低壓開關可以是智能的，以下簡稱低壓智能開關。需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，並且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟。

圖1是根據本發明實施例的一種電流信號的採集方法的流程圖，如圖1所示，所述方法用於採集低壓智能開關設備的電流信號，所述低壓智能開關設備中設置有電流互感器，其中，該方法包括如下步驟：

步驟s102，檢測低壓智能開關設備的工作狀態，其中，低壓智能開關設備的工作狀態包括額定電流工作狀態以及故障狀態，其中，低壓智能開關設備處於額定電流工作狀態時的電流信號為額定電流信號，低壓智能開關設備處於故障狀態時的電流信號為故障電流信號；

步驟s104，在低壓智能開關設備處於額定電流工作狀態的情況下，利用電流互感器中設置的電錶計量晶片對額定電流信號進行採集處理；

步驟s106，在低壓智能開關設備處於故障狀態的情況下，利用電流互感器將故障電流信號傳輸至低壓智能開關設備中的保護處理器進行採集處理。

通過上述步驟，使用電流互感器檢測低壓智能開關設備的工作狀態，在低壓智能開關設備處於額定電流工作狀態的情況下，通過電流互感器中設置的電錶計量晶片對電流信號進行採集處理；在低壓智能開關設備處於故障狀態的情況下，通過電流互感器將故障電流信號傳輸至低壓智能開關設備中的保護處理器進行採集處理，從而使用一個電流互感器對低壓智能開關設備的不同工作狀態採用不同的處理方式，即可以使低壓智能開關設備正常工作，又可以實現對低壓智能開關設備的保護，解決了相關技術設置兩個電流互感器分別採集低壓智能開關的額定電流以及故障電流，導致低壓智能開關的結構複雜，成本較大的技術問題。

作為一種可選的實施例，在低壓智能開關設備處於額定電流工作狀態的情況下，在利用電流互感器中設置的電錶計量晶片對額定電流信號進行採集處理之後，該實施例還可以包括：利用電錶計量晶片對低壓智能開關設備中的電壓信號進行採集處理；根據採集到的額定電流信號和電壓信號實現對低壓智能開關設備的信號計量。

採用本發明上述實施例，在利用電流互感器中設置的電錶計量晶片對額定電流信號進行處理採集之後，還可以利用電流互感器中設置的電錶計量晶片對低壓智能開關設備中的電壓信號進行採集處理，從而可以利用電流互感器中設置的電錶計量晶片，同時採集低壓智能開關設備中的額定電流信號和電壓信號，實現對低壓智能開關設備的信號計量，獲取準確的信號計量結果。

作為一種可選的實施例，低壓智能開關設備中設置有繼電器和脫扣器，其中，在低壓智能開關設備處於故障狀態的情況下，在利用電流互感器將故障電流信號傳輸至低壓智能開關設備中的保護處理器進行採集處理之後，方法還包括：保護處理器根據採集到的故障電流信號驅動繼電器控制脫扣器動作。

採用本發明上述實施例，在低壓智能開關設備中設置繼電器和脫扣器，可以在低壓智能開關處於故障狀態的情況下，使壓開關設備中的保護處理器可以根據採集到的故障電流信號，驅動繼電器取制脫扣器執行保護動作，釋放保持機構，並使斷路器自動斷開，切斷電路，從而保護低壓智能開關設備。

作為一種可選的實施例，電流互感器的磁芯採用矽鋼片，矽鋼片的厚度為10.8mm，磁芯的截面面積為63mm2，電流互感器工作在額定電流工作狀態時的磁通密度為1.6t，電流互感器中的至少一片磁芯通過骨架進行組裝固定。

需要說明的是，矽鋼片是含碳極低的矽鐵軟磁合金，一般含矽量為0.5～4.5％，具有良好磁性，主要用於製作變壓器，電動機，電機的鐵芯。

採用本發明上述實施例，電流互感器的磁芯採用矽鋼片，其中，矽鋼片的疊片厚度為10.8mm，截面面積為63mm2，額定電流下工作的磁通密度為1.6t，將多個矽鋼片通過骨架將磁芯一片一片組裝固定在一起，這樣既保證了磁芯大小的一致性，也保證了磁芯氣隙的一致性，使電流互感器個體與個體之間一致性得到保證。

作為一種可選的實施例，電流互感器的線包採用對稱結構，利用平繞機將線包繞制在骨架上。

採用本發明上述實施例，利用平繞機將先報繞制在骨架上，可以降低在繞線過程中對漆包線的損傷，保證了匝間絕緣，並且電流互感器中的線包採用對稱結構，既可以提高電流互感器的可靠性，以及電流互感器抗幹擾性。

本發明還提供了一種優選實施例，該優選實施例提供了一種應用於低壓智能開關的寬範圍高線性電流互感器的實現方法。

圖2是根據本發明實施例的一種應用於低壓智能開關的寬範圍高線性電流互感器的實現方法的流程圖，如圖2所示，該方法包括如下步驟：

步驟s202，電流互感器採集低壓智能開關中的電流。

可選地，在電流互感器正常工作的情況下，電流工作處於額定值，執行步驟s204。

可選地，在低壓智能開關故障的情況下，電流信號為故障電流信號，執行步驟s206。

步驟s204，電錶計量晶片採集處理電流信號。

可選地，在電流互感器正常工作時，電錶計量晶片採集處理電流信號，並配合採集的電壓信號完成相應的計量功能。

步驟s206，由保護cpu採集處理故障電流信號，並驅動繼電器去控制脫扣器動作。

可選地，當低壓開關故障時，電流會突然變大，一般會達到6-8ie以上，此時主要由保護cpu採集處理故障電流信號，並驅動繼電器去控制脫扣器動作。

可選地，本發明提供的電流互感器的工作原理與普通的電流互感器的工作原理相同，採用的是電磁感應的原理，即當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯中便產生交變磁通，使次級線圈中感應出電壓(或電流)。

可選地，本發明提供的電流互感器磁芯可以採用矽鋼片，其中，矽鋼片的疊片厚度為10.8mm，磁芯的截面s＝63mm2，互感器工作在10額定電流時的磁通密度b值為1.6t(一般的矽鋼磁芯b值小於1.8t)，通過骨架將磁芯一片一片組裝固定在一起，既保證了磁芯大小的一致性，也保證了磁芯氣隙的一致性，從而使電流互感器的個體與個體之間一致性得到保證。

可選地，電流互感器磁芯的矽鋼片可以採用疊加的方式組合在一起。

可選地，線包採用對稱結構，均勻的繞制在骨架上，採用平繞機進行繞制，可以降低了在繞線過程中對漆包線的損傷，保證了匝間絕緣，還可以提高電流互感器磁芯的可靠性，以及抗幹擾特性。

本發明上述實施例，主要針對智能斷路器專門設計，具有性能優越，抗過載能力強的優點，並且尺寸較小，既滿足大電流需求，又能節約安裝空間。

本發明的電流互感器在0.1ie-10ie(ie即為額定電流信號)之間具有較好的精度和線性度，既可以滿足額定值時的精度要求，又能到達10ie時不飽和，從而滿足保護的精度要求。

為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，本發明實施例還提供了一種存儲介質，存儲介質包括存儲的程序，其中，在程序運行時控制存儲介質所在設備執行上述的電流信號的採集方法。

為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，本發明實施例還提供了一種處理器，處理器用於運行程序，其中，程序運行時執行上述的電流信號的採集方法。

根據本發明實施例，還提供了一種電流信號的採集裝置實施例，需要說明的是，該電流信號的採集裝置可以用於執行本發明實施例中的電流信號的採集方法，本發明實施例中的電流信號的採集方法可以在該電流信號的採集裝置中執行。

圖3是根據本發明實施例的一種電流信號的採集裝置的示意圖，如圖3所示，裝置用於採集低壓智能開關設備的電流信號，低壓智能開關設備中設置有電流互感器，其中，裝置包括：

檢測單元31，用於檢測低壓智能開關設備的工作狀態，其中，低壓智能開關設備的工作狀態包括額定電流工作狀態以及故障狀態，其中，低壓智能開關設備處於額定電流工作狀態時的電流信號為額定電流信號，低壓智能開關設備處於故障狀態時的電流信號為故障電流信號；第一採集處理單元33，用於在低壓智能開關設備處於額定電流工作狀態的情況下，利用電流互感器中設置的電錶計量晶片對額定電流信號進行採集處理；第二採集處理單元35，用於在低壓智能開關設備處於故障狀態的情況下，利用電流互感器將故障電流信號傳輸至低壓智能開關設備中的保護處理器進行採集處理。

需要說明的是，該實施例中的檢測單元31可以用於執行本申請實施例中的步驟s102，該實施例中的第一採集處理單元33可以用於執行本申請實施例中的步驟s104，該實施例中的第二採集處理單元35可以用於執行本申請實施例中的步驟s106。上述模塊與對應的步驟所實現的示例和應用場景相同，但不限於上述實施例所公開的內容。

通過本發明上述實施例，通過檢測單元檢測低壓智能開關設備的工作狀態，在低壓智能開關設備處於額定電流工作狀態的情況下，通過第一採集處理單元，利用電流互感器中設置的電錶計量晶片對電流信號進行採集處理；在低壓智能開關設備處於故障狀態的情況下，通過第二採集處理單元，利用電流互感器將故障電流信號傳輸至低壓智能開關設備中的保護處理器進行採集處理，從而使用一個電流互感器對低壓智能開關設備的不同工作狀態採用不同的處理方式，即可以使低壓智能開關設備正常工作，又可以實現對低壓智能開關設備的保護，解決了相關技術設置兩個電流互感器分別採集低壓智能開關的額定電流以及故障電流，導致低壓智能開關的結構複雜，成本較大的技術問題。

作為一種可選的實施例，該實施例還可以包括：第三採集處理單元，用於在低壓智能開關設備處於額定電流工作狀態的情況下，在利用電流互感器中設置的電錶計量晶片對額定電流信號進行採集處理之後，利用電錶計量晶片對低壓智能開關設備中的電壓信號進行採集處理；信號計量單元，用於根據採集到的額定電流信號和電壓信號實現對低壓智能開關設備的信號計量。

作為一種可選的實施例，該實施例還可以包括：驅動單元，低壓智能開關設備中設置有繼電器和脫扣器，其中，在低壓智能開關設備處於故障狀態的情況下，在利用電流互感器將故障電流信號傳輸至低壓智能開關設備中的保護處理器進行採集處理之後，保護處理器根據採集到的故障電流信號驅動繼電器控制脫扣器動作。

上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

在本發明的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的技術內容，可通過其它的方式實現。其中，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能單元的形式實現。

所述集成的單元如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可為個人計算機、伺服器或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、移動硬碟、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。