在仪器仪表行业,电流互感器作为电力系统中的关键 “眼睛”,精准捕捉电流信号,对电力传输、分配与使用环节的稳定运行意义重大。当下,其技术正处于传统技术精进与前沿技术探索并行的关键阶段。
传统电磁式电流互感器,基于电磁感应原理运作。当一次侧大电流通过匝数较少的绕组时,铁芯产生交变磁场,该磁场穿过匝数较多的二次绕组,依据法拉第电磁感应定律,便在二次侧感应出与一次电流成正比的小电流。这种互感器结构相对简单、技术成熟,在中低压配电网广泛应用。不过,它也存在弊端,如电流过大时铁芯易饱和,导致测量精度下降;存在剩磁问题,影响后续测量准确性;且在高压、复杂电磁环境下,受干扰影响大。为克服这些问题,厂商通过优化铁芯材料,采用高磁导率、低磁滞损耗的坡莫合金,减少磁饱和与剩磁影响;改进绕组设计,降低绕组电阻,提升转换效率,以此提升性能。
为突破传统局限,新型电流互感器技术不断涌现。光学电流互感器利用法拉第磁光效应,当电流产生的磁场作用于光介质,使通过的偏振光偏振面发生旋转,旋转角度与电流大小相关,借此实现电流测量。其优势显著,绝缘性能卓越,能有效抵御电磁干扰,测量频带宽,动态范围大,适用于高压、超高压输电系统。例如,在特高压变电站中,光学电流互感器可精准测量大电流,为电力调度与保护提供可靠数据。但它也面临挑战,如对光学元件稳定性要求高,环境温度、振动等因素会影响测量精度,需进一步提升元件性能与抗干扰能力。
量子电流互感器代表着行业前沿探索方向。2022 年,中国科学技术大学等单位联合研制出国际首个用于高压交变电流监测的量子电流互感器,并在 110kV 变电站稳定运行超一年。其核心利用 NV 色心感知磁场,通过测量电流产生的磁场间接计算电流大小。该互感器测量精度极高,在 0 - 1000A 电流范围,误差低至 0.05%;线性度达 0.16%,灵敏度高,带宽覆盖范围广,还能交直流通用,且测量数据可溯源至物理常数和时间测量,有望通过卫星远程授时实现实时在线校准。不过,目前量子电流互感器还处于发展初期,成本较高,技术有待进一步完善与规模化应用。
从传统电磁式到光学、量子等新型技术,电流互感器正朝着更高精度、更强抗干扰能力、更宽测量范围发展。仪商网将持续关注行业技术动态,为从业者带来最新资讯,助力行业在技术浪潮中把握机遇。