基于向量分析的开合式电流互感器与罗氏线圈性能差异分析及柔性电流传感器的应用设计
在当前低压电网改造与智能配电系统快速发展的背景下，电流互感器作为电流检测与电能计量的重要部件，其性能与应用形式对整个配电系统的稳定性与安全性起着至关重要的作用。其中，开合式电流互感器因其良好的适应性和便捷的安装方式，在国家电网的台区变压器监测项目中被广泛应用，并配合智能融合终端实现了对电能数据的实时监控。在城市配电柜中，由于二次侧主线多采用母排结构，通常使用母排型开合式互感器；而在农村与城乡结合部，台区变压器多架设于架空线路上，二次侧主线使用电缆结构，则配套使用电缆型开合式互感器。
此外，随着配电网末端监控的精细化发展，低压分路的监测也日益受到重视，例如在分路电缆中广泛部署的分支开合式互感器单元，即是通过互感器与后端监控终端协同工作，对分布式电网的安全运行进行全面守护。在智能用电领域，开合式电流互感器亦扮演关键角色，如在智能家居系统中，其结构需小型化、高稳定性、具备一定电气安全等级，且满足人身防护需求。尤其在欧美国家，关于开合式互感器的电气安全已出台较为完善的标准，而我国尚在逐步完善中。不过，在互感器的长期运行稳定性、可靠性方面，国内外尚无互感器系统性标准，江阴市星火电子科技有限公司已着手推动互感器相关标准的立项工作。
传统开合式电流互感器多数采用铁心结构，这种设计在大电流、重负载条件下易出现磁饱和，尤其在存在二次谐波的电力保护场景中，制作高性能保护型电流互感器成本较高。再加上铁心材料的磁滞特性，使得电流检测存在延迟，可能对互感器系统保护动作造成延误。针对上述问题，近年来，罗氏线圈（Rogowski Coil）因其无铁心结构而受到广泛关注。其在设计上完全排除了磁饱和现象，具有极低延迟和优良频率响应特性，且安全绝缘性能良好，非常适合用于保护型电流检测场景。
更进一步，罗氏线圈因其本质上的无铁心结构，还可以开发为柔性罗氏线圈，在狭小或非规则安装空间中展现出明显优势。但其弱电输出特性决定了需要依赖积分器进行信号放大与相位修正，且在弱电流（<5A）下磁场建立不稳，测量误差较大。故本文以向量理论为基础，从电磁场角度分析开合式电流互感器与罗氏线圈的性能差异，并提出一种结合二者优势的新型柔性电流互感器结构设计方案，并探讨其在实际电力系统中的应用潜力。
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