[发明专利]一种基于隧道磁阻元件的弧后电流测量方法

权利要求书

1.一种基于隧道磁阻元件的弧后电流测量方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一：搭建TMR的弧后电流测量装置，电压探头测量断路器电压并传输至示波器；TMR测量装置输出的电压U_A和U_B传输至示波器，通过示波器的减法处理得到电压差值ΔU；

步骤二：断路器处于闭合状态；电压探头测得的断路器电压极性为正；在无磁场作用下，TMR测量装置输出的电压U_A和U_B大小相同，ΔU为0；

步骤三：断路器开断；开断断路器时，电压探头测得的断路器电压极性将由正变为负；根据断路器电压极性翻转的时刻，可区分弧前电流和弧后电流；电压极性为正时，电流为弧前电流；电压极性为负时，电流为弧后电流；断路器开断瞬间产生的电流会产生磁场，在磁场作用下，TMR测量装置输出的电压U_A和U_B变化极性相反，ΔU不为0，此处截取弧后电流阶段的电压数值参与计算；

步骤四：若电流流经直导线，根据导线与TMR元件的相对位置测量得到元件到电流的距离a、电流始端和终端与元件的夹角θ₁、θ₂，代入公式(6)计算得到电流；若电流流经线圈，根据线圈与TMR元件的相对位置测量得到通电线圈始端和终端与元件的夹角β₁、β₂，测量出通电线圈匝数n，代入公式(7)计算得到电流；

当采用通电直导线方式测量时，有：

当采用通电线圈方式测量时，有：

其中，k₁、k₂分别为比例系数；

所述基于TMR的弧后电流测量装置包括：断路器、TMR测量装置和示波器；所述断路器一端与电压探头相连；另一端与TMR测量装置相连；所述TMR测量装置一端与断路器相连，测量由断路器电流产生的磁场场强大小；另一端与示波器相连；所述电压探头一端与断路器相连，测量断路器断口的电压；另一端与示波器相连；所述示波器一端与断路器相连，记录断路器开断前后的电压变化；另一端与TMR测量装置相连，记录TMR测量装置的输出电压。

2.如权利要求1所述的一种基于隧道磁阻元件的弧后电流测量方法，其特征在于，步骤如下：所述TMR测量装置包括如下：稳压电路、TMR测量电路；所述稳压电路包括电容C1、C2、C3、C4，起到稳定电压和滤除杂波的作用，稳压芯片U₁输入端接受外部电源V_IN，在输出端输出一个相应大小的电压V_OUT；所述TMR测量电路包括TMR芯片，VCC引脚接V_OUT，接受芯片工作所需的工作电压；GND引脚接地；V+引脚、V-引脚为差分输出引脚，分别与示波器的两个通道相连，向示波器传输输出的感应电压U_A、U_B。