随着电力系统输送容量和电压等级的不断提高,传统的电磁式电流互感器暴露出越来越多的弱点,难以满足电网向自动化和数字化方向发展的需求。近年来,电子式电流互感器的研究得到了国内外研究人员的广泛重视,成为了具有革命性意义的研究方向。本文重点研究电流传感头,解决电子式电流互感器用于小电流测量的难题。本文首先综述了研究电子式电流互感器的重要意义,分析了国内外电子式电流互感器的研究状况;对目前各种电流传感头进行了研究,分析了各自所存在的不足;根据电磁理论分析,本文对空心线圈进行了改进和创新,提出了螺旋管空心线圈作为电子式电流互感器的传感头,给出了两种结构的螺旋管空心线圈——手绕长直型螺旋管空心线圈和PCB平面型螺旋管空心线圈;重点分析了螺旋管空心线圈两种结构的传感原理和抗外磁场干扰的机理,推导出了各自互感系数的计算公式,并研究探索了实际工程中螺旋管空心线圈的各种结构;对影响螺旋管空心线圈性能的因素进行了分析,并给出了相应的解决措施;设计了实验模型,并进了实验测试和研究;最后,研究探索了螺旋管空心线圈电子式电流互感器在高压、中压系统以及低压装置中的应用技术,并提出了PCB平面型螺旋管空心线圈可作为将来研究和应用的重点。理论分析和实验研究表明:螺旋管空心线圈电流传感头测量频带宽、响应速度快、抗电磁干扰能力强,且能精确测量小电流,可作为电子式电能表和继电保护专用电流变换器,同样,由于无磁饱和,也适合中高压系统大电流的测量。该技术已获国家专利,这对于开发新型的电子式电流互感器具有重要的理论意义和实用价值。