技术
引言
监测用电量已经成为工业和商业领域内管理电力装置的关键要素，例如制造厂、数据中心、食品加工业、零售业、医疗或教育机构。LEM在3年前向市场推出了Wi-LEM系统，该系统采用无线辅助计量组件EMN，等间隔动态测量用电情况(照明、 HVAC、电机、加热设备等)。当初看来其测量范围足够宽，计量范围达100A。然而很快就发现，这个测量范围远远不能满足工业或高负荷用电领域的测量需求，能量监测通常从测量能量输入端的总消耗着手-这需要高达2000A的量程，而当初开发时忽略了这一点。
因而，LEM开发出了适用于这些EMN装置的RT系列电流传感器，这种传感器在安装灵活性方面，与较低测量范围的开口铁芯电流互感器相当，但是测量精度却能达到辅助计量领域需要的1级精度。Rogowski线圈很久以前就因安装方便而闻名，只要克服了它的主要缺陷——对环路内导体位置的敏感性所导致的误差，它就能提供合适的解决方案。
RT系列Rogowski线圈电流传感器
从理论到实践
在这里先简单说明一下Rogowski线圈的原理(“Die Messung der magnetischen Spannung”，Archiv für Elektrotechnik，1912)。Rogowski线圈是一种自闭式线圈绕组，和任何螺旋形电流强度互感器一样缠绕在待测导体上，唯一却重要的区别是它没有磁芯。这种线圈仍然采用了安培定律，不过方程式略有不同，因为我们发现传感器输出端的电压并不是与初级电流成正比，而是与它的导数成正比：U= M*di/dt。M是初级导体与线圈之间的互感系数，在某种程度上体现了初级和次级环路之间的耦合情况。基于这个原理获取良好精度的难度在于，该方程式的简化解析表达式假定线圈绝对对称(M必须恒定)。而实际上这种情况绝无可能，我们将通过分析导致M成为变量的3个关键因素来进行说明。
·匝数密度：线圈绕组必须绝对均匀以确保绕组密度完全一致。匝数不等距导致结构不对称，即导致互感系数M随初级导体位置的变化而变化。这样就产生了源于待测电缆或母线位置的实际误差，对于匝数密度不同于平均分布值的线圈段，导体与其距离越小，这种误差就越大。
·线圈横截面：与匝数密度一样，如果缠绕在导体上的整个线圈的横截面不一致，则互感系数M也将不恒定，导体位置变化同样会产生误差。同样，在这种情况下，对于横截面明显不同于平均分布值的线圈段，导体与其距离越小，这种误差就越大。
线圈卡环：柔性Rogowski线圈的主要优势是，它能提供无需电气连接的末端，反馈信号通过线圈内回绕的金属丝传回。而这正是线圈绕组内不连续所致的不对称的主要原因，进而影响匝数密度，因为理论上需要线圈绝对连续和均质。这是尤为关键的因素，产生的误差也最大。
实际数据：
截止目前，Rogowski线圈提供的最佳位置误差为2%。除此以外，在大多数情况下还存在局限性，它不包括环路内某些区域的导体，尤其是卡环前端闭合处。实际上这可能非常致命，它导致卡环前端附近的误差约达6%。因此，很容易理解能源计量设备制造商总是避免采用这种技术。然而，LEM认识到这种技术对于能源测量的可用价值，但是关键取决于他们是否能制造出最低位置误差小于 0.75%的线圈。事实上，要开发出1级能量计，就得实现整个测量链的整体精度高于1%，测量链包括电流传感器、电压传感器及信号处理。
环路内导体位置导致的测量误差：传统Rogowski线圈对比LEM RT
