空芯电流互感器是新型电子式电流互感器的一种。空芯电流互感器与传统电流互感器相比,具有动态范围广、测量范围宽、重量轻、价格低、易于实现等优点,在电力系统中有着广泛的应用前景。本文首先简要介绍了电子式空芯电流互感器的原理、一般所采用的传感单元结构,讨论了目前空芯电流互感器在精确电流测量和产业化批量生产中存在的问题,总结了必须解决的三个难点:可以精确设计和批量生产的空芯线圈的新结构及新工艺;高可靠性、长寿命的高压侧供电系统;多量程电子式空芯电流互感器的批量生产的一致性。针对上述存在的问题,提出了采用印制电路板(PCB板)技术制作空芯线圈的新方法,设计了两种基于印制电路板的新结构,这两种线圈制作简单,不需手工绕制,易于批量生产,并推导了其自感系数和互感系数的表达式。通过试验将这两种新型线圈和传统手工绕制的线圈作性能上的比较,发现基于PCB的空芯线圈有很高的精确度和可重复性,且温度性能稳定。针对现在的CT供能、光供能等高压侧供能方式所存在的不足,提出了微波供能的新思路,初步设计了微波供能系统的结构,并通过试验探讨了其可行性。在实际生产中电子式空芯电流互感器量程繁多,为了简化设计和生产工作、降低成本,对互感器的各个部分作出了相应的规划,从而使得不同量程的测量系统能最大程度的保持一致,以便实现电子式空芯电流互感器的大规模生产和推广。成功的实现了用一个传感头完成计量和保护的双重功能,测量范围覆盖额定电流从20安培到数千安培的所有量程,准确度可高达0.2S级,是电子式空芯电流互感器实现精密测量的一次成功尝试。本文最后对设计的样机进行了性能测试,给出了额定电流为300A的电子式空芯电流互感器的测试结果,试验表明,所设计的系统测量准确度达到0.2S级,能够满足预定的要求。