1.技术领域
全固体全息高压电流电压传感是适合现代和将来高压电力网路电流、电压及其并的稳态、暂态和全息传感的技术。
2.
背景技术：
2.1高压电力网路传感的现状
2.1.1中国现在高压电力系统，作电流测量保护用的信息传感设备是电流互感器，作电压测量保护用的信息传感设备是电压互感器。用得最多的是油浸电磁式互感器，它使用的历史最长(从20世纪50年代仿苏联制造到现今)，使用电压等级最宽(从10kv～500kv都有制造)，其次是sf6气体绝缘互感器，多用于较高电压等级，使用量也较大，和电容式电压互感器，110kv～500kv电压等级均有采用，330kv～500kv只生产电容式电压互感器，浇注绝缘固体式互感器多用于户内35kv及以下电压等级。所谓组合式互感器，就是由电压互感器和电流互感器安装在同一铁箱中成一体的互感器，只在35kv及以下电压等级有制造。
2.1.2中国现在电力网路最高电压750kv，电网最大电流在500kv输电网，为6000a；代表中国互感器水平的是国标gb1207-2006《电压互感器》、gb1208-2006《电流互感器》和q/gdw424-2010《电子式电流互感器技术规范》。现用于高压电力系统的互感器准确度为0.5级，现测量范围为80％～120％。要求测量范围1％～120％。现在低压电流互感器测量范围宽准确度高的数0.2s级，也只能保证被测电流在额定电流的20％～120％范围内准确度为0.2％；既使与特殊电表相连，在测电流为50ma～6a之间，即额定电流5a的1％～120％之间的任一电流下能作准确测量，却不能测额定电流大的被测电流。
2.1.3上世纪末、本世纪初，取代油浸铁芯电磁式互感器的发明如雨后春笋，仅上市的就有110kv树脂混合胶浇注互感器，非电容性绝缘，投入运行后时间不长就被击穿；sf6气体绝缘电磁式互感器，潜在的温室效应为co2的23900倍；110kv、220kv电压等级的干式电流互感器，是用聚四氟乙烯薄膜胶带粘硅油，仿绝缘纸带缠绕成一次电容式高压静电屏蔽绝缘结构的“干式”电流互感器，硅油会随使用时间的增加在重力作用下流失，变油一膜绝缘为空气一膜绝缘，耐压能力随使用时间的增加而下降甚至丧失，因此，投入运行后很快就被击穿；还有近乎遍地开花的光电式互感器研制、电子式互感器研制等，人们为了争夺皇冠上的明珠，急功近利，以点代面，结果纷纷落马，以回到油浸铁芯电磁式互感器而告终，进展近乎为零；电流传感的线性性能只是随磁性材料性能的提高有所改进外，几乎未见结构设计上的本质改进，余下矮子看戏，高压不允许制造全固体互感器的经验教训。[详细分析见论文龙泽惠，龙杰《高压电力传感的现状和出路》华中电网有限公司主办的《华中电力》2013年第9期。]
2.2全固体全息高压电流电压传感器研究课题的来源
2.2.1全固体全息高压电流电压传感器是我1988年承担国企项目<互感器″三真空″系统研制>(获1994年湖南省科技进步三等奖第一名)，在沈阳考察，帮助全国互感器统一设计组推导三个设计公式时，萌生的自立项研究高压电力网路，用信息流智能监控管理能量流的软控制，申请的发明专利全固体″高压电流测量保护传感器″【国家发明专利申请号：91108728.0】的拓展、完善和具体化。
2.2.2专利″高压电流测量保护传感器″被载入《国家级科技成果研制功臣名录》第二辑，获1993年中国爱迪生银杯奨，编入《中国最新高精专利技术2000项》(中国经济出版社，香港书环出版社，1993年5月)。
2.2.3专利″高压电流测量保护传感器″公布后，尤其是我的论文《高压电流互感器面临的危机和希望》(载入中国龙泽惠《互感器通讯》山西省互感器研究所主办1992年第三期)发表后，取代油浸铁芯电磁式互感器的发明如雨后春笋，仅上市的就有110kv树脂混合胶浇注互感器；sf6气体绝缘电磁式互感器；110kv、220kv电压等级的“干”式电流互感器；还有近乎遍地开花的光电式互感器研制、电子式互感器研制等，人们为了争夺皇冠上的明珠，急功近利，以点代面，结果纷纷落马。为了奉献人类；也为了说明为什么二十八年来，全世界高压电力传感的改进，包括各种干式互感器在内，都被淘汰除局，而我们的全固体全息高压电流电压传感器会成功，且还很完美，不是“天方夜谭”，就只有写成专著《专利奉献全固体高压电流电压传感器电力全息传感》。
2.2.4
3.
技术实现要素：
3.1高压电力网路对传感器的要求和传感分析
3.1.1传感器是感受、拾取并传递要传感的信息的器件，不同用途的传感器有共性，更有其特性。现代高压电力网路需要长年累月连续不断地计量电力，监控电网运行状态，保护电力系统；未来电网将还需要实现软控制稳压和监控；实现信息流控制能量流，降低电力系统输变配电能耗和无人管理，都需要准确的电力网路运行的原始全信息；因此电力网路要求全信息传感，要求传感器能长期在其全频域全工作电流和全工作电压下安全可靠即时准确真实无误地在线动态传感电流、电压和其并的原始全信息，高安全可靠、高准确稳定可靠。
3.1.2现代电力系统发展的特点是输变电的额定电压越来越高，要求高压电流电压传感器的电流电压传感必须是非高压电接触型的；被测控电路非周期性电流分量的衰减常数t1(等于被测控回路中的电感l1和电阻r1之比值，一般为60～100ms)增加到了0.1s，额定短时热电流高达额定电流的几十倍，局部放电试验电压、短时工频耐受电压、操作冲击过电压和雷电冲击过电压高过额定电压好几倍，而非电容式高压静电屏蔽内的电场分布极不均匀，这就容易引起电击穿，更容易加速和加大局部放电而发展为电击穿，纵使高压静电屏蔽是电容式的，未作整体绝缘结构电场均匀化处理，仍然不能避免甚至很小减少局部放电；要实现信息流控制能量流，必须有高准确稳定可靠的电网运行原始全信息，因此传感器必须有绝缘性能特别优异的电场分布极均匀的电容式高压静电屏蔽，是大测控范围内具有单值、确定、线性性能在全频域全工作范围特别优良的单向系统；现代传感技术发展要求传感器是小型化的、多功能集成化智能化的；社会进步要求传感器是环保的、节能的，液、气绝缘有爆炸性危险，污染环境，因此，传感器应是全固体的非高压电接触型的全工况全频率全信息全固体的传感器。
3.1.3通过分析对比知道，物性型传感器虽较物理结构型传感器有利于小型化、多功能集成化，但有漂移，原理大都是非线性的，就算个别原理是线性的甚或是比例的，也是在特定材质特定环境特定使用条件下的，不能满足大测控范围内具有单值、确定、动态线性性能特别优良的单向系统的要求，物性型传感器较物理结构型难于比例化，还有时变性，为此，传感器的电流和电压传感应该是物理结构型的。
3.1.4高压电流电压传感器的电流传感。根据被传感的信息是高压正弦交变电流，对比分析被测控载流导体中交变电流磁的、电的、无线电的、热的、声的、辐射的、光的等等各种物理效应、定理、定律和法则，对比分析世界现有各种互感器后可看出，非线性是绝大多数物性型传感器不可避免的固有欠缺，非线性误差决定性首要因素之一是物性型传感器原理本身的非线性。大多数物理效应是非线性的，只因工作在额定值(工作点)的极近区域，才可看作线性的，少数原理是线性的或比例的，但要在其规定的严格条件下的工作点附近，且需要高精度测控的电测仪器。这些条件恰恰是高压电流电压传感所不允许的，且目前尚无此仪器，经非电测信号变换为电信号又成了非线性的，只有被测控电流在全感性回路中的电磁感应电流与被测控电流在理论上才有电网全电流范围成正比的关系，无频域限制，也无测控范围限制。之所以现在的电子式互感器有频域限制，也有测量范围限制，除敏感元件是非比例元件外，原因全在传感回路、后续信号调理的结果，不是电磁感应原理本身有非线性。所以高压电流电压传感器按其感受被测控高压电流并输出信号电流的工作原理看，必须是动态比例环节的载流导体被测控电流的互感分流，物理结构型传感器。它利用“自由电子”型顺磁性磁环芯电流传感线圈与被测控电流载流导体中电流的电磁感应，将不能接近不可直接测量的高压输电线中的电流，变成安全可靠、真实准确的低电压全信息的信号电流，变成易拾取、易处理、易测量控制的信号电流，实现非高压电接触传感。还有电流传感线圈外的磁屏蔽圆筒，使电流传感线圈感受的电流信息不受外界干扰，并且整个电流传感系统都处于电磁屏敝中，使电流传感系统的电流信息不受外界干扰，是“纯净”的被测控电流载流导体中的电流信息的保障，是光电式互感器等不具备的，更真实准确。
3.1.5对比分析被测控输电线的各种场效应，结合传感器高压静电屏蔽的结构，以传感器被测控电流载流导体对地电压在静电屏蔽等电容量小电容串联电容器组中的分布，用电容分压原理最适合输电线对地电压的非高压电接触传感。利用传感器电流传感线圈与被测控电流载流导体之间的高压静电屏蔽中，等电容量电容器组和电压传感接地小电容的分压，从电压传感接地小电容上拾取信号电压作被测控电流载流导体对地电压的信息，这种信号电压是易拾取、易测量、安全可靠、真实准确的全信息电压。还有电流传感线圈外的磁屏蔽圆筒兼作电容分压的电磁屏蔽，使电压传感接地小电容感受的电压信息不受外界干扰，并且整个电压传感系统都处于电磁屏敝中，使电压传感系统的电压信息不受外界干扰，是“纯净”的被测控电流载流导体的对地电压信息，更真实准确。
3.1.6绝缘结构是电器赖以存在的基本构件，尤其是高压电器。高压电流电压传感器绝缘结构设计的目的是为了使绝缘结构满足传感器运行要求，使用环境要求，本体结构要求，技术先进，安全长寿经济合理。根据传感器的用途，要求运行在长期连续承受其额定电压对应的设备最高工作电压作用，即绝缘材料长期连续耐受设备最高工作电压作用所引起的局部放电老化作用；经常承受其设备最高工作电压对应的工频暂时过电压、操作过电压和雷电过电压的作用，即绝缘材料经常耐受运行中的各种短时过电压所引起的可能短时电击穿。要求运行在长期连续承受其额定连续热电流作用，即绝缘材料长期连续耐受额定连续热电流所引起的热老化作用，经常承受其额定电流对应的额定短时热电流作用，即绝缘材料经常耐受额定短时热电流所引起的可能短时热烧毁；绝缘结构中跟被测电流导体接触或接近的高压静电屏蔽电介质，长期连续承受高温热老化作用和电老化作用，以及户外使用，要求绝缘结构外壳长期连续承受户外恶劣环境的大气老化作用。经分析对比，现有各种电流互感器的绝缘结构型式，数圆柱全固体高压绝缘结构既具有形式简单，又具有高电压绝缘屏蔽能力强、结构紧凑的特点。然而，圆柱形绝缘结构内的电场是极不均匀电场，不能充分利用绝缘材料，纵然是圆柱形电容式绝缘结构，如不使绝缘结构内电场均化，其绝缘材料的利用系数也只有58.2％，电介质绝缘强度只能取绝缘材料临界电场强度(短时击穿电场强度)的1/10甚至于更低些，就是这样，仍难于保证就是安全可靠的。因为这样会致使绝缘层非常厚，而绝缘层愈厚愈易出现绝缘材料在绝缘层内分布不均匀，导致绝缘层内电场不均匀；绝缘层愈厚，愈易在绝缘层中产生空隙空穴，成为局部放电的条件，导致局部放电和树枝化老化；绝缘层愈厚，因绝缘材料本身热传导性能不良，其散热愈不好，且在电场作用下发热愈大，温升因此愈高，愈易造成热平衡破坏导致热击穿；绝缘层愈厚，由于厚度效应，使固体击穿电压不与绝缘厚度成正比，造成为了达到绝缘效果，必须再增加绝缘层厚度来补偿的恶性循环的设计，还有一系列其它严重后果，特别是高电压的爬电、电晕、边缘效应等也难以避免，现今的浇注互感器绝缘结构属非电容屏蔽，更不适合做高电压绝缘，它只适用于3.5kv以下的电压等级；连未经绝缘结构内改善电场分布的固体圆柱形电容屏蔽也不宜作高电压静电屏蔽，甚至连多中间电极极板未经优化设计的固体电容式屏蔽都难于承担超高压甚至于高电压静电屏蔽。此外，还必须考虑电场集中效应、极板边缘效应，绝缘结构中的空穴空洞空隙效应。总之，固体绝缘材料所具有的多因素老化效应、固体绝缘材料所特有的厚度效应和固体绝缘结构所特有的热击穿，必须从理论上分析清楚并找到有效的解决办法；绝缘结构是由绝缘材料组合而成的，所以绝缘材料的优劣直接影响到绝缘结构性能的优劣，而又只有充分利用绝缘材料的优点，避免或限制它们的缺点，综合平衡地考虑绝缘结构的设计，才能充分体现绝缘材料的最大效用，才能保证绝缘结构的性能要求及其制造和运行的经济合理，因此，绝缘结构的设计和绝缘材料的选取必须综合起来考虑。必须根据现已具备的加工能力和可用的原材料，予以选择应用，经济科学地进行绝缘结构优化设计，精心细致地制订工艺，层层把关地准确测试各项绝缘结构性能。
3.1.7高压电流电压传感器是全固体干式结构，所以体积和重量远较现在用的所有液、气高压互感器都小得多；由于是就用传感器电流传感线圈与被测控电流载流导体之间的电容式高压静电屏蔽兼作电容分压拾取电压信息，所以实现了高压电流电压传感器同时感受串联在高压电力网络中的载流导体被测控电流和载流导体对地电压及其电流电压相互关联的全信息，实现了传感器同时多用的多功能性。
3.1.8高压电流电压传感器不单是为了与现在用的各种互感器区别，更因为它感受并传递被测控的电流电压信号是真实的全信息纯信号，可忽略地改变被测控量状态，不像电流互感器只保证额定电流处的准确度还兼作仪器仪表的电源，电压互感器只保证额定电压处的准确度还兼作仪器仪表的电源而带来“负荷效应”。
3.2传感器的独创性
3.2.1为要真实准确地传感要传感的信息，必须使信号的输入(包括信号源)到信号的输出整个系统“不受”外界干扰，环节最少，且每一个环节都是动态比例环节，这不仅是简练美、优化的需要，更是安全准确的基本性能的必须。不谋全局不足以谋一域。全固体全息高压电流电压传感器能在线即时长期连续真实准确动态地传感电力网路的原始全信息，就必须是系统设计；就必须是对各种物理效应、定理、定律和法则进行比例传感的分析对比，寻找并甄别出“理想”的动态比例敏感原理；就必须是对世界现有的互感器，包括意向的，进行全面系统定量分析，综合对比，通过简练优化求得原理图(建立物理模型)，进而建立数学模型，进行传递函数分析，寻找并甄别出适合现代和将来电力系统需要的全息传感系统，并给出各层面限定的设计。
3.2.2传感器的传递函数是其各环节的传递函数之积，首当其充选用比例传感原理的敏感元件，因为原理是非线性的，不仅在动态测控中作非线性校正，目前还相当困难，更因为只能对线性系统作较完整的数字处理与分析；纵使能作非线性校正，所得信息也非原始本来，更何况还不能随时跟踪使用环境和电力网路运行的变化作非线性校正，且非线性校正本身还有失即时性。非线性并非是传感器不可避免的固有欠缺，物理结构型传感器能利用比例传感原理，物性型传感器也有原理是比例的，关键在推导出“度”，用限制条件保证敏感元件是“比例”的，只不过物理结构型的“度”比物性型较易推导和控制；还要用限制条件保证整个传感系统各环节在整个被测控范围的线性。同样，根据误差理论，由现有工艺技术能达到的设定“度”，对造成变值系统误差的所有不确定度因素按影响大小进行误差分配，然后按设计的准确度进行综合，平衡调节。传感器所有的“度”都同理处理。必须把传感系统作为一个整体，反反复复，前后呼应，环环相扣，环环匹配，其中一个“度”被忽略或得不到满足，都会导致整个传感器系统实际准确度超差或不安全。不过，只要我们遵从客观科学规律，对每个细小环节细小因素，由现在工艺技术能达到的设定“度”，就能由“必然王国”进入“自由王国”，全固体全息高压电流电压传感器的所有“度”的推导就是如此，其设计计算程序和全部施工设计计算公式见我们的专著《专利奉献全固体高压电流电压传感器电力全息传感》。
3.2.3全固体全息高压电流电压传感器是在大测控范围内具有单值、确定、动态比例性能特别优良的单向系统。其电流传感的敏感元件是全电流运行范围动态比例元件，电流传感环节是全电流运行范围动态比例环节，两者组成全电流运行范围动态比例电流传感系统；电压传感的敏感元件是全电压运行范围动态比例元件，电压传感环节是全电压运行范围电压传感动态比例环节，两者组成全电压运行范围动态比例电压传感系统；动态比例的电流传感和电压传感组成电流电压并(luj)传感。整个传感器只传感信息，可忽略地改变被测控量状态，全系统全工况全电频率的静电屏蔽和磁屏蔽，应用跟踪分档放大，按全电流和全电压进行单值、“恒定”常数比例、单向系统的动态比例环节设计，从结构上确保传感器是动态比例系统，是传感器能在线即时真实准确稳定可靠地传感的保证；以现有科学实验为依托，推导出全固体电容式绝缘结构的许用最大电场强度，排除电场集中影响，进行电场均匀化的全固体径向同轴连续无隙串联等电容量电容器组的高压静电屏蔽，全气密性整体绝缘结构，按传感器运行要求、使用环境要求、绝缘结构要求进行的绝缘设计，绝缘水平是设备最高工作电压对应的截断雷电冲击耐受电压，重点在避免或减少长期承受设备最高工作电压对应的局部放电试验电压作用下的局部放电，并反复进行绝缘结构内最高工作温度tmax验算、承受短时热暂态电流能力验算和绝缘结构承受热击穿能力的临界电压福克公式验算等，是传感器有卅年工作寿命的保证；(luj)传感是多功能的保证；只传感信息和选用环保材料制造的全固体绝缘结构是节能环保的保证。多功能性，工作寿命卅年，节能环保；能动态即时在线测控，准确稳定安全可靠运行，有利于用计算机网监控管理全国电力网路，是设计制造全频域全工作范围全息比例传感、多功能、小型、安全、环保、长寿、全固体传感器的最佳有效途径。
3.2.4传感器的结构
全固体全息高压电流电压传感器是大测控范围内具有单值、确定、动态比例性能特别优良的单向系统。
3.2.4.1电流传感系统
电流传感是传感器载流导体被测控电流的互感分流，敏感元件是优于空心线圈，即所谓罗戈夫斯基(rogowski)线圈的“自由电子”型顺磁性矩形截面磁环芯线圈，全电流运行范围动态比例元件，电流传感环节是电流传感负荷、匹配电抗器、电流传感系统全工况全频域动态比例化和自动跟踪被测控信号自动分档放大等组成的全电流运行范围动态比例环节，两者组成全电流运行范围动态比例电流传感系统。
3.2.4.2电压传感系统
电压传感是载流导体高压静电屏蔽串联等电容量小电容器组兼电容分压，敏感元件是全固体电容式高压静电屏蔽的电压传感接地小电容并联外接电容或纯电阻，全电压运行范围动态比例元件，电压传感环节是电压传感负荷、电压传感系统全工况全频域动态比例化和自动跟踪被测控信号自动分档放大等组成的全电压运行范围电压传感动态比例环节，两者组成全电压运行范围动态比例电压传感系统。动态比例的电流传感和电压传感组成电流电压并(luj)传感。
3.2.4.3高压电流电压并传感的方式、整体全固体绝缘结构和绝缘技术、传感系统全工况全频域动态比例化和自动跟踪被测控信号自动分档放大是我们的独创。
3.2.5传感器的性能
3.2.5.10.2级准确度全固体高压互感器的测控范围：在额定频率和被测控电流为1.25％～125％额定电流之间时，电流传感的电流误差和相位差不应超过0.2级限值，又能准确传感额定一次短路保护电流信息。在额定频率下和被测控电压在1.25％～125％额定电压之间，电压传感的电压误差和相位差不应超过0.2级限值，並准确传感一次保护电压信息。在设备最高工作电压对应的截断雷电冲击耐受电压下不发生雷电击穿，对应的局部放电试验电压下不会发生局部放电。
3.2.5.2从我们用爱因斯坦″思想实验″科技创新方法进行的部分不争产品的设计并检验已看到：全息传感器能适用电网最高额定电压高于1000kv，最大额定电流大于6000a(最好用多个同电压等级的传感不超过0.2级准确度限值，亚准确传感额定一次短路电流信息；特殊用途的暂态分析和试验用等，测控的电流可高到大于要测的最大值。在额定频率和被测控电压为0.125％～125％额定电压时，电压传感的电压误差和相位差不超过0.2级准确度限值，亚准确传感一次保护电压信息，特殊用途的暂态分析和试验用等，测控的电压可高到大于要测的最大值。在设备最高工作电压对应的截断雷电冲击耐受电压下不发生雷电击穿，对应的局部放电试验电压下不会发生局部放电；多功能性，工作寿命卅年，节能环保；是全频域全工作范围全息比例传感、多功能、小型、安全、环保、长寿、全固体的传感器。
3.2.6传感器的作用
3.2.6.1高压电流电压全固体全息传感器，是在满足动态比例电流传感回路限制条件下，动态比例电流电压传感系统。能动态即时在线测控，准确稳定安全可靠运行，有望实现高压开关、高压断路器零压启闭，高压电网软控制稳压和监控；有望使整个电力系统用信息流控制能量流，动态管理全自动智能化，用计算机网监控管理全国电力网路，实现无人管理，降低管理费用；现今输电损失高达20％以上，变压器与用户阻抗不能保持匹配是主要原因之一。输电网运行在额定值处，变压器与用户能阻抗匹配，效率最佳，输电损失最少。一旦用户用电量变化就会使阻抗不匹配，但采用变压器容量分级法，能使输电网基本上运行在额定值处，从而能基本上匹配，减少输电损失。分级数越多，阻抗匹配越好，但变压器数量也越多，可用优化求取最佳变压器数。最好能无级跟踪用户用电量变化进行阻抗匹配，但现今技术不允许。用信息流控制管理能量流，需电多时多供发电，需电少时少供发电，更能节省能量。若能减少输电损失的30％，就相当于为世界新增6％的发电站，还能减少环境破坏。这必须智能换档生产和分配电能，要频繁启闭电网各供发电和用电支路；变压器与用户阻抗匹配，也要频繁启闭变压器容量分级支路，都需要零压启闭高压开关，电网电压的信息必须由高压电流电压全息传感器来提供，从而有望降低电力系统输变配电能耗。高压电流电压全固体全息传感器集电流电压及其并的全息、暂态、稳态传感于一体，当然更能作全息、暂态和稳态的电能计量、电流电压测量、监控和保护。
3.2.6.2高压电流电压全固体暂态传感器，在满足暂态电流传感回路限制条件下，能提供动态跟踪监控一次电流和一次电压的准确信息，可供计算机即时在线作动态分析、判断并发出指令，为整个电力系统经常处于无故障、供发配电全自动动态管理的良好工作状态创造了条件。高压电流电压全固体暂态传感器集电流电压及其并的暂态、稳态传感于一体，也能作稳态和暂态的电能计量、电流电压测量、监控和保护。
3.2.6.3高压电流电压全固体稳态传感器，在满足稳态电流传感回路限制条件下，集电流电压及其并的稳态传感于一体，能作稳态的电能计量、电流电压计量、监控和保护；也能作暂态电流电压监控和保护。
3.2.6.4高压电流电压全固体互感器，是多功能、小型、安全、环保、长寿、全固体的初级传感器，能取代现用的所有互感器，它集电流电压及其并传感于一体，是现有互感器到全固体传感器的桥。
4.附图说明
附图是全固体高压电流电压稳态传感器luj/mzw-110/600w2的本体结构图，其它层面的传感器本体结构图与此图相同。图中：
4.1被测电流载流导体
《高压互感器技术手册》中指出，用于电力网路的电流互感器常常见到引线端子内外接头接触不良，造成发热故障，轻则温度异常，造成色谱不良，长期受热又引起热电老化等形式的绝缘老化，导致绝缘结构由渐渐损坏到加速损坏；重则接头烧毁，甚至于造成整个互感器立即损坏。传感器还会因引线端子发热故障引起电流传感误差增大造成超标。比较各种结构的接头接触电阻，因为是固定联接，以锥度形式的接头付电接触最好，同样的接触表面积，接触电阻最小。接头本体为黄铜h62，接触锥面为无氧镀铜层外热镀锡，用以提高接头刚度和螺纹的接触强度，并减少接触锥面的过渡电阻。互感器用实心圆柱紫铜棒，两端是1∶3锥度的锥形接头；传感器用高强度聚酯漆包圆铜线qz-0.9，铜芯直径φ0.9mm，包漆层最大外径φ1mm的线束，穿过薄壁不锈钢无缝钢管的焊装式被测控电流载流导体，两端是1∶3锥度的锥形接头。此接头付可避免接触不良造成的不安全，避免接触不良造成温升引起电流传感误差，也方便拆装，所以全固体高压电流电压传感器采用此接头。
顺便建议：控制柜，开关柜等凡是需要承载工频大电流或高频大电流的进出线，现用整体紫铜管管线的，都应换成薄壁不锈钢无缝钢管的焊装式被测控电流载流导体和锥形接头，芯线应随使用基频选用线径。这样体积小、重量轻、能耗少。
4.2高压静电屏蔽
按理论设计公式计算出的数个等电容量的小电容c1同轴径向连续无隙串联组成的高压静电屏蔽的电容器组，再和电压传感接地小电容c′0串联，构成传感器被测控电流载流导体的电容式高压静电屏蔽。等电容量的小电容c1的极板是磁控溅射成的隐形铝膜圆筒电极，极板间是用纳米技术等方法加工的绝缘层，整个高压静电屏蔽“无隙无穴无洞”。以现有科学实验为依托，正确运用现代绝缘理论和电磁理论，推导出全固体电容式绝缘结构的许用最大电场强度，进行电场均化、排除了边缘效应等电场集中影响、考虑到了木桶效应而高精设计和精细加工的全固体径向同轴连续无隙串联等电容量圆柱电容器组的高压静电屏蔽，全气密性整体绝缘结构，按传感器运行要求、使用环境要求、绝缘结构要求进行的绝缘设计，绝缘水平是设备最高工作电压对应的截断雷电冲击耐受电压乘安全系数，故截断雷电冲击耐受电压下不发生雷电击穿，重点在避免或减少长期承受设备最高工作电压对应的局部放电试验电压作用下的局部放电，作到局部放电试验电压下不会发生局部放电，并反复进行绝缘结构内最高工作温度tmax验算、承受短时热暂态电流能力验算和绝缘结构承受热击穿能力的临界电压福克公式验算等，是避免非电容式绝缘结构和聚四氟乙烯薄膜胶带粘硅油，仿绝缘纸带缠绕成一次电容式高压静电屏蔽绝缘结构的“干式”电流互感器电击穿的保证，是传感器有卅年工作寿命的保证。
4.3外壳绝缘
传感器外壳要长期连续承受户外恶裂环境的大气老化。硅橡胶有憎水防污、优良的耐电晕、耐电痕化和抗大气老化等特性，能有效地保护传感器；搬运和安装难免碰撞，硅橡胶有弹性能使传感器免受机械伤害；无氧条件下进行外部电晕放电，对绝缘材料的作用极其轻微，硅橡胶有气密性，制作外壳能保护传感器绝缘结构处在无氧条作下，免受电老化和热氧化老化伤害，因此用硅橡胶制作外壳。
4.4磁屏蔽圆筒
电流传感线圈外有磁屏蔽圆筒，使电流传感线圈感受的电流信息不受外界干扰，是″纯净″的被测控电流载流导体的电流信息的保障，是光电式互感器等不具备的，更真实准确；使电压传感接地小电容感受的电压信息不受外界干扰，是″纯净″的被测控电流载流导体的对地电压信息，是避免现用所有互感器受外界干扰的保证，更真实准确。
4.5线圈
优于空心线圈的“自由电子”型顺磁性矩形截面磁环芯，高强度聚酯漆包线按右手螺旋绕制的线圈，是全电流运行范围的动态比例元件。线圈处于电容式高压静电屏蔽和磁屏蔽圆筒之间，形同处于全金属洞内，信息完全不受外界干扰，比现用所有电流互感器优越。
4.6传感器本体外部分
传感器本体外的信号引线、传感负荷、传感系统全工况全频域动态比例化和自动跟踪被测控信号自动分档放大等都要进行电磁屏敝，至此整个传感系统都处于电磁屏敝中，免受外界干扰，是现用所有互感器未考虑到也不必考虑的，因为传感器传感是弱信号，信噪比突出。
5.具体实施方式