怎样测量单相电能表零线电流

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——单相电能表零线电流测量方法及测量电路。该专利由威胜集团有限公司申请，并于2017年3月15日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及一种单相电能表零线电流测量方法及测量电路。

发明背景

随着社会的发展、居民家庭各种大功耗生活电器的普及、家庭用电负荷不断增大，电费成为家庭的一项重要日常生活开支之一，人们对电费的关注程度也日益增加，社会上各种形形色色的窃电手段不断涌出，其中零线测量成为电能表一项必不可少的防窃电检测手段。

现有的零线电流测量方法普遍采用单独的电流传感器采集零线电流，由于用电负荷的增加，零线电流传感器的动态范围要求比较宽，动态范围超过1000:1，导致成本相应增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、高可靠、易实现的单相电能表零线电流测量方法及测量电路。

本发明提供的这种单相电能表零线电流测量方法，该方法包括如下步骤：步骤一，采用一个电流传感器获取火线电流的输出与零线电流的输入的差分电流值；并获取火线电流值；步骤二，根据所述差分电流值以及火线电流值实时获得零线电流值。所述火线电流值采用火线电流传感器获得。所述火线电流传感器采用电磁式电流互感器CT或锰铜。

该方法还包括设置窃电判断阈值；将所述差分电流值与火线电流值的比值与该窃电判断阈值进行比较，若该比值大于或等于该窃电判断阈值，则推断此时电能表处于窃电状态。所述窃电判断阀值为电流窃电判断的依据；该值在出厂前根据电能表的规格、应用情况进行设置。

一种单相电能表零线电流测量电路，包括火线电流传感器、火线输入端子、火线输出端子、零线输入端子、零线输出端子、负载和电能计量芯片，其特征在于，该电路还包括差分电流传感器，差分电流传感器采集流经火线输出端子的火线输出电流值与流经零线输入端子的零线电流输入值的差分电流值；火线由火线输入端子输入，然后通过火线电流传感器，由该传感器获取火线电流值后再经由火线输出端子输出；零线由零线输入端子输入，然后由零线输出端子输出；负载接于火线输出端子和零线输入端子之间；火线电流传感器还与电能计量芯片连接；差分电流传感器还与电能计量芯片连接。

所述火线电流传感器的输出端与电能计量芯片的ADC端口连接，用于采集火线电流值。所述差分电流传感器的输出端与电能计量芯片的ADC端口连接，用于采集火线电流的输出与零线电流的输入的差分电流值。

本发明采用差分测量方式，仅利用一个电流传感器同时采样火线电流输出与零线电流输入，由此能精确获取零线电流值，大大降低零线电流传感器的技术要求，该电流传感器的电流测量动态范围在100:1以内即可，大幅降低电流测量动态范围，降低传感器材料成本和制造成本，同时还可以降低计量芯片零线采样通道ADC的性能要求和硬件成本。此外，本发明还可以在设定阈值的前提下，对电能表是否存在窃电予以判断，为用电部门进行防窃电工作做出贡献。