低壓斷路器動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1799—20201低壓斷路器動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于工頻下低壓斷路器動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)的校準(zhǔn)。2術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位2.1延時(shí)試驗(yàn)delaytest驗(yàn)證斷路器等保護(hù)器件的延時(shí)特性是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)。2.2瞬時(shí)試驗(yàn)instantaneoustest驗(yàn)證斷路器等保護(hù)器件的瞬時(shí)特性是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)。2.3第一周期正負(fù)半波面積差areadifferenceofthefirstcycle第一個(gè)正弦波正半波和負(fù)半波面積的差異,用來(lái)衡量電流非對(duì)稱性的一項(xiàng)指標(biāo)。2.4峰值系數(shù)偏離值deviationofcrestfactor第一周期波形的峰值與有效值之比偏離標(biāo)準(zhǔn)值(正弦波峰值系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為2)的百分比。3概述低壓斷路器動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱試驗(yàn)臺(tái))是一種用于檢測(cè)斷路器等過流保護(hù)電器的脫扣動(dòng)作特性的儀器。試驗(yàn)臺(tái)分為延時(shí)試驗(yàn)臺(tái)和瞬時(shí)試驗(yàn)臺(tái)兩種。檢測(cè)過載條件下脫扣特性的試驗(yàn)臺(tái)稱為延時(shí)試驗(yàn)臺(tái);檢測(cè)在短路條件下脫扣特性的試驗(yàn)臺(tái)稱為瞬時(shí)試驗(yàn)臺(tái)。試驗(yàn)臺(tái)主要由調(diào)壓器、多磁路變壓器、電流測(cè)量模塊、時(shí)間測(cè)量模塊等部分組成。試驗(yàn)臺(tái)通過調(diào)節(jié)調(diào)壓器電壓,控制多磁路變壓器的輸出電壓,并輸出試驗(yàn)需要的延時(shí)或瞬時(shí)電流值,且顯示出斷路器的脫扣電流和脫扣時(shí)間,其原理如圖1所示。圖1試驗(yàn)臺(tái)原理圖4計(jì)量特性4.1輸出電流試驗(yàn)臺(tái)輸出電流應(yīng)滿足:JJF1799—202021A~5A,最大允許誤差為±1.5%;5A~150kA,最大允許誤差為±2.5%。4.2電流持續(xù)時(shí)間試驗(yàn)臺(tái)電流持續(xù)時(shí)間應(yīng)滿足:10ms~1s,最大允許誤差為±5%;1s~1h,最大允許誤差為±1%。4.3諧波失真對(duì)延時(shí)試驗(yàn)臺(tái),輸出電流的諧波失真應(yīng)不超過5%。4.4第一周期正負(fù)半波面積差對(duì)瞬時(shí)試驗(yàn)臺(tái),輸出電流的第一周期正負(fù)半波面積差應(yīng)不超過5%。4.5峰值系數(shù)偏離值對(duì)瞬時(shí)試驗(yàn)臺(tái),輸出電流的第一周期峰值系數(shù)偏離值應(yīng)不超過3%。4.6輸出電流穩(wěn)定性對(duì)延時(shí)試驗(yàn)臺(tái),電流輸出穩(wěn)定后,在10min內(nèi)輸出電流相對(duì)波動(dòng)應(yīng)不超過2.5%。注:以上條款不用作校準(zhǔn)合格評(píng)定,只作為技術(shù)參考。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件試驗(yàn)臺(tái)的校準(zhǔn)環(huán)境應(yīng)滿足以下要求:—環(huán)境溫度:10℃~30℃;—環(huán)境濕度:≤80%RH;—交流供電電壓:220V±22V,380V±38V;—交流供電頻率:50Hz±1Hz;—交流供電諧波失真:≤5%。5.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備具體要求見表1。表1校準(zhǔn)設(shè)備及其要求校準(zhǔn)用設(shè)備技術(shù)要求電流/電壓轉(zhuǎn)換器(如光纖電流傳感器、分流器、電流傳感器、羅氏線圈等)測(cè)量設(shè)備的最大允許誤差不大于被校準(zhǔn)試驗(yàn)臺(tái)最大允許誤差的1/3波形分析儀(如數(shù)字示波器、數(shù)據(jù)采集器、諧波分析儀、電能質(zhì)量分析儀、失真度測(cè)量?jī)x等)時(shí)基最大允許誤差為±1%;幅值最大允許誤差為±0.5%;失真度測(cè)量最大允許誤差為2%;諧波分析不低于20次諧波6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法6.1校準(zhǔn)項(xiàng)目JJF1799—20203表2校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目瞬時(shí)試驗(yàn)臺(tái)延時(shí)試驗(yàn)臺(tái)輸出電流++電流持續(xù)時(shí)間+-諧波失真-+第一周期正負(fù)半波面積差+-峰值系數(shù)偏離值+-輸出電流穩(wěn)定性 +注:“+”表示試驗(yàn)臺(tái)需要進(jìn)行的校準(zhǔn)項(xiàng)目,“-”表示試驗(yàn)臺(tái)不需要進(jìn)行的校準(zhǔn)項(xiàng)目。6.2校準(zhǔn)方法6.2.1校準(zhǔn)點(diǎn)的選取對(duì)固定夾具的試驗(yàn)臺(tái),應(yīng)在各個(gè)工位量程電流的50%~100%范圍內(nèi),均勻選取3~5個(gè)點(diǎn)(含100%量程電流點(diǎn))作為校準(zhǔn)點(diǎn);對(duì)通用型的試驗(yàn)臺(tái),應(yīng)在各個(gè)量程電流的10%~100%范圍內(nèi),均勻選取不少于5個(gè)點(diǎn)(含100%量程電流點(diǎn))作為校準(zhǔn)點(diǎn)。6.2.2輸出電流按圖2接線,將電流/電壓轉(zhuǎn)換器接入回路,設(shè)定輸出電流,用波形分析儀測(cè)量。按式(1)計(jì)算出試驗(yàn)臺(tái)的輸出電流,按式(2)計(jì)算輸出電流示值誤差,按式(3)計(jì)算輸出電流相對(duì)誤差。圖2測(cè)量原理圖輸出電流測(cè)量值按式(1)計(jì)算:Is=KUs式中:Is—試驗(yàn)臺(tái)輸出電流測(cè)量值,A;K—電流/電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換系數(shù),A/V;Us—波形分析儀測(cè)得電壓,V。輸出電流示值誤差按式(2)計(jì)算:ΔI=I-Is式中:ΔI—輸出電流示值誤差,A;(1)(2)JJF1799—20204I—試驗(yàn)臺(tái)輸出電流顯示值,A;Is—試驗(yàn)臺(tái)輸出電流實(shí)際值,A。輸出電流相對(duì)誤差按式(3)計(jì)算:γI=×100%(3)式中:γI—輸出電流相對(duì)誤差,%。6.2.3電流持續(xù)時(shí)間電流持續(xù)時(shí)間校準(zhǔn)按圖2接線,可與6.2.2輸出電流校準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行,用波形分析儀測(cè)量電流/電壓轉(zhuǎn)換器輸出波形,測(cè)量波形的持續(xù)時(shí)間即為電流持續(xù)時(shí)間。輸出電流持續(xù)時(shí)間的示值誤差按式(4)計(jì)算:ΔT=T-Ts(4)式中:ΔT—電流持續(xù)時(shí)間示值誤差,ms;T—試驗(yàn)臺(tái)電流持續(xù)時(shí)間顯示值,ms;Ts—試驗(yàn)臺(tái)電流持續(xù)時(shí)間實(shí)際值,ms。輸出電流持續(xù)時(shí)間的相對(duì)誤差按式(5)計(jì)算:γT=×100%(5)式中:γT—輸出電流持續(xù)時(shí)間相對(duì)誤差,%。6.2.4諧波失真按圖2接線,測(cè)量最大輸出電流下的諧波失真,諧波分析不低于20次諧波。試驗(yàn)臺(tái)電流輸出穩(wěn)定后,用波形分析儀直接測(cè)量電流/電壓轉(zhuǎn)換器輸出波形的諧波失真,測(cè)量5次,取5組數(shù)據(jù)中的最大值作為校準(zhǔn)結(jié)果。6.2.5第一周期正負(fù)半波面積差按圖2接線,用波形分析儀測(cè)量電流/電壓轉(zhuǎn)換器輸出波形,按式(6)、式(7)分別計(jì)算波形中第一個(gè)周期正半波和負(fù)半波的面積(如圖3所示),并代入式(8),計(jì)算第一周期正負(fù)半波面積差。JJF1799—20205圖3第一周期正半波和負(fù)半波面積示意圖(6)(7)(8)S+=∫(6)(7)(8)S-=dtD1=×100%式中:D1—第一周期正負(fù)半波面積差,%;S+—正半波面積;S-—負(fù)半波面積。測(cè)量不少于5次,取測(cè)量數(shù)據(jù)中的最大值作為校準(zhǔn)結(jié)果。6.2.6峰值系數(shù)偏離值按圖2接線,用波形分析儀測(cè)量電流/電壓轉(zhuǎn)換器輸出波形,按式(9)計(jì)算波形中第一個(gè)半波峰值系數(shù):CF=(9)式中:CF—第一半波峰值系數(shù);VPEAK—第一半波峰值,V;VRMS—第一半波有效值,V。峰值系數(shù)偏離值D2按式(10)計(jì)算:D2=×100%(10)測(cè)量不少于5次,取測(cè)量數(shù)據(jù)中的最大值作為校準(zhǔn)結(jié)果。6.2.7輸出電流穩(wěn)定性按圖2接線,測(cè)量試驗(yàn)臺(tái)在10min內(nèi)的穩(wěn)定性。試驗(yàn)臺(tái)輸出其額定電流穩(wěn)定后,用波形分析儀測(cè)量電流電壓轉(zhuǎn)換器輸出波形,在10min內(nèi)觀察被測(cè)電流的變化量,按6式(11)計(jì)算試驗(yàn)臺(tái)輸出電流的穩(wěn)定性。G=×100%(11)式中:G—輸出電流穩(wěn)定性,%;Imax—10min內(nèi),輸出電流有效值的最大值,A;Imin—10min內(nèi),輸出電流有效值的最小值,A。7校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)7.1校準(zhǔn)證書校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(報(bào)告)上反應(yīng),校準(zhǔn)證書(報(bào)告)應(yīng)至少包括以下信息:a)標(biāo)題,如“校準(zhǔn)證書”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí);e)客戶的名稱和地址;f)被校對(duì)象的名稱和明確標(biāo)識(shí);g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)象的接收日期;h)對(duì)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的名稱及代號(hào);i)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明;j)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;k)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度;l)校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí);m)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;n)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明。校準(zhǔn)原始記錄格式見附錄B,校準(zhǔn)證書(報(bào)告)內(nèi)頁(yè)格式見附錄C、附錄D。7.2數(shù)據(jù)處理證書中數(shù)據(jù)的有效位數(shù)應(yīng)該與擴(kuò)展不確定度的有效位數(shù)對(duì)應(yīng)。8復(fù)校時(shí)間間隔間隔。JJF1799—20207附錄A測(cè)量不確定度評(píng)定示例根據(jù)JJF1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》的要求,以一臺(tái)動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)為被校準(zhǔn)對(duì)象,采用光纖電流傳感器和數(shù)據(jù)采集器對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn),分析輸出電流示值誤差和時(shí)間示值誤差的擴(kuò)展不確定度,其中評(píng)定內(nèi)容包括不確定度來(lái)源、分類以及不確定度合成等。A.1輸出電流示值誤差不確定度評(píng)定A.1.1測(cè)量方法光纖電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器以及被校準(zhǔn)的動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)校準(zhǔn)測(cè)量裝置的電路連接如圖2所示,按要求的輸出電流值進(jìn)行設(shè)置,動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)和數(shù)據(jù)采集器分別同時(shí)顯示輸出電流的有效值I和Is,進(jìn)行比較和不確定度評(píng)定。A.1.2測(cè)量模型ΔI=I-Is(A.1)式中:ΔI—被測(cè)試驗(yàn)臺(tái)的電流示值誤差,A;I—?jiǎng)幼魈匦栽囼?yàn)臺(tái)輸出電流的顯示值,A;Is—光纖電流傳感器和數(shù)據(jù)采集器的電流測(cè)量值,A。A.1.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定A.1.3.1測(cè)量重復(fù)性引入的測(cè)量不確定度u1(I)被校準(zhǔn)的動(dòng)作特性測(cè)試臺(tái)、光纖電流傳感器和數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成了測(cè)量系統(tǒng),試驗(yàn)臺(tái)輸出交流5040A,在相同環(huán)境條件下,重復(fù)測(cè)量10次,獲得的數(shù)據(jù)見表A.1。表A.1重復(fù)性測(cè)量數(shù)據(jù)次數(shù)Ii/A15045.425043.835042.745040.955041.165047.375047.585050.695047.4105047.5JJF1799—20208測(cè)量結(jié)果的平均值:I=Ii=5045.42A單次測(cè)得值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差: s=i-1I)2=3.198A則:u1(I)=3.198AA.1.3.2由光纖電流傳感器和數(shù)據(jù)采集器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2(Is)光纖電流傳感器和數(shù)據(jù)采集器作為整體校準(zhǔn)裝置,根據(jù)技術(shù)手冊(cè),在10℃~30℃條件下,3kA~100kA范圍內(nèi)校準(zhǔn)裝置電流測(cè)量的最大允許誤差為±0.2%,符合均勻分布。因此,對(duì)于5040A的電流,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u2(Is)==5.820AA.1.3.3由動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)的電流分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3(I)被校準(zhǔn)裝置在交流5040A的數(shù)字顯示分辨力為1A,在(-0.5A,0.5A)區(qū)間內(nèi)為均勻分布,包含因子k=3,則由u=a/k得到:u3(I)==0.289AA.1.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度分量的匯總見表A.2。表A.2不確定度分量的一覽表輸入量不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量概率分布靈敏系數(shù)不確定度分量I測(cè)量重復(fù)性3.198A正態(tài)13.198AIs光纖電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器的最大允許誤差5.820A均勻-15.820AI動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)的分辨力0.289A均勻10.289A合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:uc=u12(I)+u22(Is)+u32(I)=6.647AA.1.5校準(zhǔn)不確定度取k=2,得到試驗(yàn)臺(tái)在交流5040A點(diǎn)的示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為:U=kuc=13.294A≈13.3A換算至相對(duì)擴(kuò)展不確定度為:JJF1799—20209Urel=0.26%,k=2A.2電流持續(xù)時(shí)間示值誤差不確定度評(píng)定A.2.1測(cè)量方法光纖電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器以及被校準(zhǔn)的動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)校準(zhǔn)測(cè)量裝置的電路連接如圖2所示,按照要求的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置,動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)和數(shù)據(jù)采集器分別同時(shí)顯示輸出時(shí)間T和Ts,進(jìn)行比較和不確定度分析。A.2.2測(cè)量模型ΔT=T-Ts(A.2)式中:ΔT—被測(cè)試驗(yàn)臺(tái)的時(shí)間示值誤差,ms;T—?jiǎng)幼魈匦栽囼?yàn)臺(tái)電流持續(xù)時(shí)間的示值,ms;Ts—光纖電流傳感器和數(shù)據(jù)采集器的時(shí)間測(cè)量值,ms。A.2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定A.2.3.1測(cè)量重復(fù)性引入的測(cè)量不確定度u1(T)被校準(zhǔn)的動(dòng)作特性測(cè)試臺(tái)、光纖電流傳感器和數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成了測(cè)量系統(tǒng),試驗(yàn)臺(tái)電流持續(xù)時(shí)間為60ms,在相同環(huán)境條件下,重復(fù)測(cè)量10次,獲得數(shù)據(jù)見表A.3。表A.3重復(fù)性測(cè)量數(shù)據(jù)次數(shù)Ti/ms160.1259.7358.9460.2560.1659.8758.9859.9960.21060.3測(cè)量結(jié)果平均值:T=Ti=59.81ms單次測(cè)得值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差:s=2i (T-T)2ii=1n-1=0.515msJJF1799—202010則:u1(T)=0.515msA.2.3.2光纖電流傳感器和數(shù)據(jù)采集器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2(Ts)光纖電流傳感器和數(shù)據(jù)采集器作為整體校準(zhǔn)裝置,根據(jù)技術(shù)手冊(cè),在10℃~30℃條件下,校準(zhǔn)裝置時(shí)間測(cè)量最大允差為±0.2%,符合均勻分布。因此,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u2(Ts)==0.069msA.2.3.3由動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)的時(shí)間分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3(T)被校準(zhǔn)裝置在60ms的數(shù)字顯示分辨力為1ms,在(-0.5ms,0.5ms)區(qū)間內(nèi)為均勻分布,包含因子k=3,則由u=a/k得到:u3(T)=s=0.289msA.2.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度分量的匯總見表A.4。表A.4不確定度分量的一覽表輸入量不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量概率分布靈敏系數(shù)不確定度分量T測(cè)量重復(fù)性0.515ms正態(tài)10.515msTs光纖電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器的最大允差0.069ms均勻-10.069msT動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)的時(shí)間分辨力0.289ms均勻10.289ms合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:A.2.5校準(zhǔn)不確定=u12(T)+u22(Ts)+u32(T)=0.595ms取k=2,得到試驗(yàn)臺(tái)在時(shí)間60ms點(diǎn)的示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為:U=kuc=1.19ms換算至相對(duì)擴(kuò)展不確定度為:Urel=2.0%,k=211附錄B校準(zhǔn)原始記錄格式B.1校準(zhǔn)原始記錄格式(瞬時(shí)試驗(yàn)臺(tái))原始記錄號(hào)××××××-××××第1頁(yè)共×頁(yè)委托單位:任務(wù)編號(hào):設(shè)備名稱:型號(hào)/規(guī)格:儀器/設(shè)備編號(hào):制造單位:出廠編號(hào):溫度:℃濕度:%RH校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)儀器型號(hào)測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度有效期至校準(zhǔn)依據(jù)一、輸出電流有效值:工位示值/A測(cè)量值/mV變比/(A/V)實(shí)際值/A二、電流持續(xù)時(shí)間:工位顯示時(shí)間實(shí)測(cè)時(shí)間三、第一周期正負(fù)半波面積差:12345S+S-D1四、峰值系數(shù)偏離值:12345VPEAKVRMSD2校準(zhǔn)員:年月日核驗(yàn)員:年月日J(rèn)JF1799—202012B.2校準(zhǔn)原始記錄格式(延時(shí)試驗(yàn)臺(tái))原始記錄號(hào)××××××-××××第1頁(yè)共×頁(yè)委托單位:任務(wù)編號(hào):設(shè)備名稱:型號(hào)/規(guī)格:儀器/設(shè)備編號(hào):制造單位:出廠編號(hào):溫度:℃濕度:%RH校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)儀器型號(hào)測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度有效期至校準(zhǔn)依據(jù)一、輸出電流有效值:工位示值/A測(cè)量值/mV變比/(A/V)實(shí)際值/A二、諧波失真:12345三、穩(wěn)定性:ImaxIminG校準(zhǔn)員:年月日核驗(yàn)員:年月日J(rèn)JF1799—202013附錄C校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)(第2頁(yè))格式證書編號(hào)××××××-××××校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)授權(quán)說(shuō)明校準(zhǔn)環(huán)境條件及地點(diǎn):溫度℃地點(diǎn)相對(duì)濕度%其他校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)文件(代號(hào)、名稱):校準(zhǔn)所