远远看变电站的时候，

　　经常看到一个个大家伙矗立在场地上，

　　你知道那是什么设备么？

　　这就是电力系统中*重要的电气元件之一：

　　电流互感器

　　图一SF6气体绝缘电流互感器

　　当然了，变电站中除了这些大家伙，

　　还有一些“低调”的电流互感器：

　　图二0.5-12kV环氧树脂支柱式电流互感器

　　简单梳理了一下变电站常用的电流互感器的大概尺寸和重量，如表一所列。

　　表一电流互感器简表

　　哇塞，又大又重啊

　　难怪建设变电站那么困难（费钱、费地）

　　那么问题来了，

　　有没有一款既小巧又可用的电流互感器呢？

　　一、电流互感器的原理

　　电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁芯和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

　　图三电流互感器原理示意图

　　关键知识点

　　1、电流互感器的制作需要大量的铁（铁芯）和铜（绕组），所以体积大，质量大，500kV的电流互感器可以达到2吨多；

　　2、一次线圈通过一次电流和高电压，绝缘的要求很高，用到特殊的绝缘材料，安装位置要距离地面足够的高，500kV的电流互感器高度通常超过6米；

　　3、一次线圈和二次线圈虽然没有直接接触，但是一次带电流的情况下，二次线圈开口处会产生高电压，有人身伤害风险，所以严禁二次侧开路。

　　电流作为电力系统*重要的参数，目前变电站在运的测量元件绝大部分都是此种类型的。

　　二、罗氏线圈电流互感器

　　随着电网向数字化、智能化转型，迫切需要一种更轻便、方便安装的电流互感器，所以，电子式电流互感器应运而生了（生的比较早，但是大范围应运也就*近十几年），其中又以罗氏线圈电流互感器为代表。

　　罗氏线圈是罗柯夫斯基线圈的简称，是一个空心环形的线圈，有柔性和硬性两种，可以直接套在被测量的导体上来测量交流电流。其理论依据是法拉第电磁感应定律和安培环路定律，当被测电流沿轴线通过罗氏线圈中心时，在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场，线圈两端的感应电压（e（t））与被测电流的微分成正比，只要将其输出经过积分器，即可得到与一次电流成正比的输出电压。

　　图四罗氏线圈原理示意图

　　（a，b分别为线圈横截面的内外径，h为截面高度）

　　罗氏线圈适用于较宽频率范围内的交流电流的测量，对导体、尺寸都无特殊要求，具有较快的瞬间反应能力，尤其适合高频、大电流的测量。

　　关键知识点

　　1、空心线圈，不需要铁芯；

　　2、对线圈的绕制有一定的技术要求；

　　3、需要设计合理的积分器（硬件积分器或者软件积分器）。

　　罗氏线圈很好的解决了电流互感器的重量问题。

　　三、磁阻电流传感器

　　新型电力系统的建设，要求我们建立更广泛的量测体系，对接入的新能源（风、光）、新负荷（电动车）、新型储能元件更方便的采集其电流，就需要研究低成本，小尺寸、易安装的传感器。划**，这里我们把互感器换成了传感器，意味着其测量的原理出现了重大的技术变革。

　　磁阻效应(MagnetoresistanceEffects)是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。金属或半导体的载流子在磁场中运动时，由于受到电磁场的变化产生的洛伦兹力作用，产生了磁阻效应。磁阻效应主要分为：常磁阻，巨磁阻，超巨磁阻，异向磁阻，隧穿磁阻效应等，有兴趣的大家可以去“度娘”那里充电。我们*主要介绍一下隧穿磁阻效应，是指在铁磁-绝缘体薄膜(约1纳米)-铁磁材料中，其隧穿电阻大小随两边铁磁材料相对方向变化的效应。

　　根据这个原理，南方电网公司已经设计制造出两款粘贴型微型智能电流传感器。其已经在南方电网的配网、输电线路中大范围推广应用，长这个样子。

　　图五抱箍式微型传感器特点图

　　图六卡扣式微型传感器特点图

　　图七电磁式互感器与微型传感器对比图

　　关键知识点

　　1、尺寸小、重量轻；

　　2、便宜，一个几百块钱；

　　3、安装方便，易维护。

　　以下给出当前几款主要电流测量元件的对比图

　　图八电流测量元件对比图

　　四、结论

　　好了，现在你知道了，我们电网核心参数电流的检测元件，大小已经可以做到厘米级了，重量可以做到克级。南方电网公司已经在微型传感方面积极布局，在电压传感器、频率传感器等电量传感器和温度、湿度等非电量传感器方面发力，研发更多更实用的传感器产品，为新型电力系统的建设舔砖加瓦。