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一、核心原理与结构对比
1. 电流互感器（CT）
工作原理：基于电磁感应原理，通过闭合铁芯和绕组将一次侧大电流转换为二次侧小电流。其变比（K）由一次绕组与二次绕组的匝数比决定，典型应用中二次侧电流为5A或1A。
结构特点：
包含铁芯和绕组，二次侧需严格避免开路（否则会因磁饱和产生高压）。
输出为电流信号，需通过电阻转换为电压信号供采样芯片处理。
2. 分流器
工作原理：采用低阻值锰铜片或精密电阻，通过测量其两端电压降计算电流（欧姆定律，V=I×R）。
结构特点：
结构简单，直接串联于电路中，无开路风险。
输出为电压信号，需通过放大电路处理后送入计量芯片。
锰铜材料具有低温度系数（约0.002%/℃），环境适应性优异。
二、性能差异详解
1. 测量范围与精度
电流互感器：
优势：适用于大电流场景（如数百安培），精度通常为0.2%-1%。
局限：小电流下误差较大（因激磁电流影响），线性范围较窄（工频50Hz/60Hz为主）。
分流器：
优势：小电流（如几安培）下精度更高（可达±0.5%），线性度优异。
局限：大电流时功率损耗显著（如100A电流通过0.1mΩ分流器，损耗达1W）。
2. 抗干扰与安全性
电流互感器：
通过电磁隔离实现高低压分离，抗干扰能力强，适用于高压环境（如变电站）。
二次侧开路可能导致铁芯过热甚至损坏。
分流器：
直接采样，需额外隔离电路（如差分放大器），在高压场景中应用受限。
无开路风险，但需考虑电路分压对原系统的影响。
3. 温度稳定性
电流互感器：铁芯材料（如硅钢片）易受温度影响磁导率，导致精度波动。
分流器：锰铜材料温度系数低，环境适应性更优。
三、应用场景分析
1. 电流互感器的典型应用
三相电能表：工业用电计量中处理大电流（如100A以上），需隔离高压与测量电路。
高压输电系统：变电站中配合继电保护设备，测量输电线路电流。
交流大电流场景：如电机控制、电网监测。
2. 分流器的典型应用
单相电能表：家庭用电计量中处理小电流（如60A以下），追求高精度。
直流电表：光伏发电、电动汽车充电桩。
实验室与精密仪器：需要直接测量电流且对精度要求极高的场景。
四、成本与工艺对比
成本：电流互感器结构复杂（铁芯、绕组）成本较高；分流器结构简单（锰铜片/电阻）成本低
工艺要求：电流互感器需精密绕线与磁路设计；分流器需高精度加工确保阻值稳定
批量应用：适合大规模工业场景（如三相电表）；适合消费级场景（如单相电表、三相电表、直流电表）
五、选择依据与决策框架
电流大小：
大电流（>100A）优先CT，小电流（<50A）优先分流器。
精度需求：
高精度计量（如0.5S级电能表）倾向分流器。
环境条件：
高温或强电磁干扰环境适合CT，温度稳定场景适合分流器。
电路类型：
交流电表可选CT或分流器，直流电表仅分流器适用。
六、未来发展趋势
电流互感器：向高精度、宽频带发展（如罗氏线圈用于暂态电流测量）。
分流器：材料创新（如纳米晶合金）进一步提升温度稳定性，集成化设计降低成本。
混合方案：结合CT的隔离优势与分流器的高精度，开发复合采样模块。
在现代智能电网、分布式能源接入和复杂负载环境下，对电流波形精确测量的需求日益增长，分流器凭借其优异的性能（尤其在谐波和直流适应性方面）和成本体积优势，已成为智能电能表电流采样的主导技术，尤其是在居民和工商业中小电流计量领域。CT 则在高压、特大电流及对传统接口有要求的特定场景中保持其重要地位。技术的选择服务于精确、安全、可靠、经济的电能计量目标。
