问题：传统互感器难以兼顾“测得准”与“扛得住” 电力系统中，电流互感器承担计量、监测与继电保护等关键任务。传统电磁式电流互感器在复杂工况下面临两难：低电流段需要高精度和低漂移，以确保电能计量和运行监测的可靠性；而短路故障或合闸涌流等大电流冲击则要求设备具备足够的动态范围，避免铁芯饱和导致波形畸变，进而引发保护误判或拒动。为解决此问题，工程中通常采用“计量一套、保护一套”的并装方案，但这会导致占地增加、一次回路接线复杂、采购与运维成本上升等问题。 原因：铁芯饱和与结构设计导致性能矛盾 电磁式互感器的核心矛盾在于磁路设计。大电流下，铁芯磁密迅速上升，一旦饱和，励磁电流突增，二次侧输出与一次电流的线性关系被破坏，计量误差和相位偏差显著增大，同时保护装置获取的电流信息失真，可能引发误动或拒动。虽然业内曾尝试通过开气隙等方式提升抗饱和能力，但气隙会引入附加磁阻，降低计量精度。罗氏线圈、光学方案等虽在部分场景表现优异，但在长期稳定性、工程适配性和成本上仍有不足。因此，如何在同一传感器中兼顾高精度与强抗饱和能力，成为设备集成化的关键瓶颈。 影响：电网集成化需求加剧传统配置压力 随着配电网精益化管理、设备状态检修和数字化改造的推进，站内一次设备趋向紧凑化，二次系统趋向简化与标准化。若互感器仍采用“计量+保护”双套配置，不仅占用更多资源，还会增加故障点和维护难度，影响设备全寿命经济性。此外，在故障电流更高、暂态更复杂的工况下，互感器抗饱和能力不足可能威胁继电保护可靠性，对电网安全运行构成潜在风险。 对策：双铁芯共绕与比例优化实现性能平衡 针对这一问题，新的“双骨架共绕”方案将两种磁性材料结合使用：超微晶合金在小电流段保持高精度，切口硅钢片则通过多路径磁通分配提升大电流抗饱和能力。两者构成双铁芯结构并共用同一绕组，使小电流工况由超微晶部分保障精度，大电流工况由硅钢部分提供支撑，从而避免单一材料的性能局限。 工程上，方案通过精细控制气隙优化性能：仅在硅钢侧设置极小气隙，既保留抗饱和能力，又将附加误差降至最低。研发团队利用三维磁路仿真优化铁芯尺寸比例，确保额定工况精度与大电流暂态性能的平衡，为工程化设计提供可靠参数依据。 前景：试验验证成功，未来可拓展至更高电压等级 该方案已在10千伏试验平台完成验证：额定电流±5%范围内误差低于0.2%，满足计量要求；模拟20倍额定短路电流时，输出波形稳定无畸变，符合保护级标准；铁芯磁密峰值始终低于饱和点，抗饱和能力突出。这一成果为互感器“单体兼顾计量与保护”提供了可行路径，有望减少设备重复配置，推动站内设备小型化。 未来，随着电网对状态感知和数字化运维需求的提升，该技术还可扩展至在线监测领域，如绕组温升、局部放电等关键参数的带电监测。在更高电压等级场景中，双铁芯结构仍有适配空间，但需继续优化绝缘配合、结构强度和信号接口标准化，以满足更严苛的工程需求。
该突破性成果标志着我国在电力传感领域从跟跑迈向并跑；它不仅解决了行业长期存在的技术难题，还为构建安全、高效、智能的现代电网提供了核心装备支持。在能源革命加快的背景下，此类自主创新技术的涌现，正为电力工业的高质量发展奠定坚实基础。