傳統(tǒng)電磁式電流互感器，基于電磁感應(yīng)原理運作。當一次側(cè)大電流通過匝數(shù)較少的繞組時，鐵芯產(chǎn)生交變磁場，該磁場穿過匝數(shù)較多的二次繞組，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，便在二次側(cè)感應(yīng)出與一次電流成正比的小電流。這種互感器結(jié)構(gòu)相對簡單、技術(shù)成熟，在中低壓配電網(wǎng)廣泛應(yīng)用。不過，它也存在弊端，如電流過大時鐵芯易飽和，導(dǎo)致測量精度下降；存在剩磁問題，影響后續(xù)測量準確性；且在高壓、復(fù)雜電磁環(huán)境下，受干擾影響大。為克服這些問題，廠商通過優(yōu)化鐵芯材料，采用高磁導(dǎo)率、低磁滯損耗的坡莫合金，減少磁飽和與剩磁影響；改進繞組設(shè)計，降低繞組電阻，提升轉(zhuǎn)換效率，以此提升性能。
為突破傳統(tǒng)局限，新型電流互感器技術(shù)不斷涌現(xiàn)。光學(xué)電流互感器利用法拉第磁光效應(yīng)，當電流產(chǎn)生的磁場作用于光介質(zhì)，使通過的偏振光偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度與電流大小相關(guān)，借此實現(xiàn)電流測量。其優(yōu)勢顯著，絕緣性能卓越，能有效抵御電磁干擾，測量頻帶寬，動態(tài)范圍大，適用于高壓、超高壓輸電系統(tǒng)。例如，在特高壓變電站中，光學(xué)電流互感器可精準測量大電流，為電力調(diào)度與保護提供可靠數(shù)據(jù)。但它也面臨挑戰(zhàn)，如對光學(xué)元件穩(wěn)定性要求高，環(huán)境溫度、振動等因素會影響測量精度，需進一步提升元件性能與抗干擾能力。
量子電流互感器代表著行業(yè)前沿探索方向。2022 年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等單位聯(lián)合研制出國際首個用于高壓交變電流監(jiān)測的量子電流互感器，并在 110kV 變電站穩(wěn)定運行超一年。其核心利用 NV 色心感知磁場，通過測量電流產(chǎn)生的磁場間接計算電流大小。該互感器測量精度極高，在 0 - 1000A 電流范圍，誤差低至 0.05%；線性度達 0.16%，靈敏度高，帶寬覆蓋范圍廣，還能交直流通用，且測量數(shù)據(jù)可溯源至物理常數(shù)和時間測量，有望通過衛(wèi)星遠程授時實現(xiàn)實時在線校準。不過，目前量子電流互感器還處于發(fā)展初期，成本較高，技術(shù)有待進一步完善與規(guī)模化應(yīng)用。
從傳統(tǒng)電磁式到光學(xué)、量子等新型技術(shù)，電流互感器正朝著更高精度、更強抗干擾能力、更寬測量范圍發(fā)展。儀商網(wǎng)將持續(xù)關(guān)注行業(yè)技術(shù)動態(tài)，為從業(yè)者帶來最新資訊，助力行業(yè)在技術(shù)浪潮中把握機遇。
