直流输电进入“量子精度”！世界首套±800千伏特高压量子电流传感器投运！但迈向“系统领先”仍需努力！

近日，世界首套±800千伏特高压直流量子电流传感器在南方电网昆柳龙直流工程柳州换流站投入运行超过72小时，标志着我国电力领域量子传感技术取得重大突破。

依托量子特性，这套传感器可以在-40℃至+85℃极端环境下，实现从毫安级到10千安级的超宽量程覆盖，成功将量子精密测量技术拓展到常规工业温度范围。

相比传统的电流传感器，量子电流传感器精度提高了近4倍，不管直流处于空载还是重载状态，都可以实现高精度监测，并实时传递到后台，为特高压直流输电系统提供极高的测量可靠性保障，也标志着我国直流输电系统进入“量子精度”时代。

量子传感器的核心是人工培育的金刚石氮—空位色心。这种原子级缺陷的电子自旋态对磁场极其敏感，可探测地球磁场两亿分之一的变化，具备量子特性。

通过硅片键合封装技术将金刚石与光纤耦合，磁场信号便转化为电信号，可实现对于电流的毫安级测量。光纤用来供电和传输信号，目前科研人员也正在加紧研发无源无线的版本。

该量子电流传感器首次实现1毫安至10千安范围内、万分之六的宽量程、高精度电流测量，为电网设备运行状态全面感知提供了更加精细化的解决方案。该量子电流传感器也是世界首个可以应用到±800千伏特高压直流输电线路的量子电流传感器，解决了传感器在电网强磁高压环境下的非侵入电流测量技术难题。

量子电流传感器相比常规电流传感器（如霍尔效应传感器、罗氏线圈、电流互感器等）具有显著的技术优势，量子传感器可检测极微弱的磁场变化（低至飞特斯拉级），从而间接测量极小的电流（如纳安级甚至更低），不会像常规传感器受限于热噪声和电子噪声，灵敏度通常在毫安到微安级，难以检测微弱电流。

而且量子电流传感器可非接触式测量电流产生的磁场，无需切断电路或物理接触，更加适用于高电压或强电流场景。不会像常规传感器需串联接入电路（如分流电阻），存在功耗和安全隐患。

虽然我国量子电流传感器取得了较大进步，但是核心技术自主性仍待提升，比如我们的核心组件如高纯度单晶金刚石、激光器、探测器等仍依赖进口技术或国外芯片加工，自主研发能力相对薄弱。

尽管我国已实现量子电流传感器在±800千伏特高压直流工程的示范应用，但大规模商业化仍需突破成本、集成化和小型化等技术瓶颈。

未来仍需通过技术攻关、生态协同和国际合作，推动量子传感技术从“单项突破”迈向“系统领先”。按照目前的迭代速度，估计不会用上很长的时间即可实现。