調研分析報告-互感器負荷箱校準規(guī)范

《互感器負荷箱校準規(guī)范》調研分析報告國家計量技術規(guī)范《互感器負荷箱校準規(guī)范》是根據(jù)《關于印發(fā)2023年國立項制定，項目由全國電磁計量技術委員會高壓計量分技術委員會歸口管理，本規(guī)范屬于方法類標準，旨在規(guī)范互感器負荷箱的計量性能和校準方法，為開展互感器負荷箱的校準提供依據(jù)。因此，需廣泛調研國內外現(xiàn)有儀器產品的方法原理、計量性能、校準方法、標準裝置現(xiàn)狀，根據(jù)調研結論提出測試儀的計量性能要求、并針對性開展驗證試驗，確保標準相關條款能有效規(guī)范和指2023年8月，在濟南召開了國家計量技術規(guī)范《互感器負荷箱校準規(guī)范》起草工作組啟動暨初稿討論會，結合互感器負荷箱的修訂內容，對標準修訂工作提出了3個方面的技術意見。其中，需開展調研（1）互感器負荷箱計量特性調研：傳統(tǒng)上互感器檢定時，通常將互感器負荷箱的計量特性表述為負荷及功率因數(shù)，但是在互感器負荷箱的校準時，卻將（2）溫度對互感器負荷箱溫度的影響調研：JJF1264-2010中，對于溫度對±2%”。但是在實際的校準過程中，出于人力、時間等考慮，無法對互感器負荷（3）互感器負荷箱最大允許誤差調研：JJF1264-2010中對電流互感器負荷箱的誤差表述為：“電流互感器負荷箱在20%In以下的附加誤差限值為:電流互感器負荷箱通常采用了電流百分數(shù)每變化5%,誤差增加1%?！薄：茱@然，在前述的表第2頁，共14頁第二次編制工作組會議，提出互感器負荷箱額定頻率特性、計量特性表述、溫度影響實驗明確、最大允許誤差表述等方面的調研，為規(guī)范的修訂提供技術支編寫組刪除了適用額定頻率60Hz的表述。原規(guī)范的范圍為“本規(guī)范適用于編寫組查閱了目前國內發(fā)布的互感器相關的檢定規(guī)程、校準規(guī)范等，其均將互感器的誤差定義在50Hz或60Hz狀態(tài)下，并未提及互感器負荷箱在其余頻率下的阻抗特性要求。目前國內的互感器檢定規(guī)程仍然保留著60Hz的描述，但是編寫組也通過生產廠家、計量技術機構開展調研，目前國內確實沒有機構開展60Hz的互感器負荷箱的校準業(yè)務，也沒有廠家生產60Hz的互感器負荷箱，因此編寫組刪除了“適用額定頻率60Hz的表述”。同時編寫組也參照了標準電流互圖1標準電流互感器關于是否采用60Hz的說明同時，本規(guī)范作為互感器負荷箱的校準規(guī)范，為了以后國內技術機構的技術拓展，編寫組進行了60Hz頻率下試驗驗證，試驗結果驗證了規(guī)范中的校準方傳統(tǒng)上互感器檢定時，通常將互感器負荷箱的計量特性表述為負荷及功率存在著不一致的問題。因此在修訂過程中將計量特性改除了部分生產日期較早的電流互感器負荷箱仍采用阻值的方式來標準計量特性，其余的電子式電流互感器負荷箱已經基本上采用負荷和功率因數(shù)的方式因為電壓互感器負荷箱的導納通常用西門子標識，對于大分部客戶存在理解問題，因此電壓互感器負荷箱一直采用負荷和第4頁，共14頁因此，本次規(guī)范修訂將負荷箱的計量特性修訂為負荷和功率因數(shù)，既能和互感器檢定過程相協(xié)調，也能和互感器負荷箱的常用標識方法相一致。同時為了增加規(guī)范的可理解性，在附錄A的部分增加了有功分量、無功分量和負荷及作的日常開展中，無法每次對互感器進行互感器負荷致校準工作缺少連續(xù)性、嚴謹性。但是目前已經發(fā)布料的進步，電流負荷箱的主要制作材料錳銅、電壓負線已經很成熟，溫度帶來的影響在變小。相對于較為已經提升了幾個數(shù)量級，只要互感器負荷箱的制造廠器負荷箱的溫度影響大大改善，完全可以覆蓋互感觀點引用自標準電流互感器的編制說明，也證明規(guī)足互感器檢定規(guī)程中計量特性要求，從而確保編寫組選取互感器負荷箱進行了互感器負荷箱的溫度試驗驗證。驗證試驗分別在-25℃、20℃、40℃下對互感器負荷箱進行恒溫，分別測量25℃、20℃、40℃條件下的互感器負荷箱示值誤差，比較不同溫度條件下的誤差變化情況。依據(jù)互感器負荷箱的溫度影響變化，起草工作組認為，如果-25℃、40℃溫度條定條件下校準時，互感器負荷箱的誤差優(yōu)于±3%，溫度變化后的誤差就可以滿互感器負荷箱作為互感器檢定的配套裝置，其最大允許誤差的規(guī)定理應與相關的互感器檢定規(guī)程一致。但目前互感器檢定規(guī)程中對于互感器負荷箱的規(guī)2、在JJG313、JJG314完成修訂前，無法完成上述問題對互感器負荷箱最大允許誤差的規(guī)定造成了麻煩，因此編寫組系統(tǒng)的梳理了目前已經發(fā)布及正在修訂、制定過程中的互感器檢定規(guī)程。經過溫電壓互感器負荷箱的（20~120）%額定電壓范圍內，互感器負荷箱的最大允許誤差優(yōu)于±3%，那么疊加互感器檢定時的溫度影響，那么其誤差最大不會超過同理，在在電流互感器負荷箱的（0.1~1）%額定電流范圍內，電流互感器負荷箱的最大允許誤差優(yōu)于±6%，那么疊加互感器檢定時的溫度影響，那么其編寫組需要說明的是，互感器負荷箱作為一個主要由電阻及電感組成的阻但是目前的檢定規(guī)程及本規(guī)范均對（0.1~1）%額定電流的負荷誤差進行了2、根據(jù)標準電流互感器的編制說明附件一關于二次負荷變化對標準電），功率因數(shù)相對于有功分量和無功分量，這幾個參數(shù)之間有著嚴格的數(shù)學聯(lián)系，因此參考JJF1264-2010中關于有功分量和無功分量的規(guī)定，很容易計算出在有功分量和無功分量優(yōu)于±3%的情況下，功率因數(shù)的最大允許誤差在-2.27同時，為了進一步驗證功率因數(shù)最大允許誤差的合理性，編寫組對山東計量院2023年出具150份互感器負合計量特性優(yōu)于±2%的規(guī)定，因此規(guī)范中最終將負荷箱功率因數(shù)的最大允許誤針對電流互感器負荷箱在（0.1~1）范圍內的技術指標要求，編寫組認為隨著小電壓、小電流測量技術的發(fā)展，其測量準確度會逐漸滿足要求，根據(jù)互感器負荷箱的阻抗特性，沒有將功率因數(shù)進一步放表1負荷箱功率因數(shù)與有功分量、無功分量之間的關系額定電流1A，功率因數(shù)0.8標稱負荷（VA）有功分量誤差無功分量誤差（%）負荷示值誤差負荷示值誤差有功分量無功分量功率因數(shù)示值功率因數(shù)誤差339.7003.097.765.820.8000.00239.7642.427.765.880.797-0.37119.9007.925.940.8000.0010.100-0.998.086.060.8000.0010.200-1.968.160.8000.0010.300-2.918.246.180.8000.0010.264-2.578.166.180.797-0.3510.228-2.238.086.180.794-0.72110.158-1.557.926.180.788-1.47210.123-1.217.846.180.785-1.87310.088-0.877.766.180.782-2.2739.858.085.820.81139.888.165.820.81439.920.808.245.820.8172.06（1）互感器負荷箱60Hz的問題具有開放性，且已經進行試驗驗證，因此在正式審定前，隨著互感器檢定規(guī)程的發(fā)布（2）刪除互感器負荷箱溫度影響的描述不影響互感器負荷箱的后續(xù)使用，且通過驗證試驗表明，實驗室溫度條件下進行校準后，符合要求的互感器負荷（3）互感器負荷箱負荷及功率因數(shù)最大允許誤差的規(guī)定保持了規(guī)范的一致互感器負荷箱60Hz驗證報告b)測量電壓互感器負荷箱的負荷的負荷和功率因表1電流負荷箱參數(shù)表名稱型號功率因數(shù)額定電流接線電阻電流負荷箱FZXL(Z)-PD5(1)0.8L5A0.06Ω額定容量額定頻率準確度等級電流范圍生產廠家出廠編號0.15VA~80VA50Hz±3%1%~120%In武漢磐電PA230755-2表2電壓負荷箱參數(shù)表名稱型號功率因數(shù)額定電壓額定容量電壓互感器負荷箱FZXY-PD100（100/√3V）0.8L100/√3V0VA~158.75VA額定頻率準確度等級電壓范圍生產廠家出廠編號50Hz20%~120%武漢磐電PV230755-3注：由于國內無企業(yè)生產額定頻率60Hz的互感器負荷箱，因此依據(jù)互感器負荷箱的電路結構特性及數(shù)學模型，通過理論計算的方式來確定互圖1互感器負荷箱自動校準裝置表3互感器負荷箱自動校準裝置參數(shù)表名稱型號生產廠家出廠編號測量范圍準確度等級溯源單位溯源證書號溯源單位校準日期全自動互感器負荷箱測試儀DK-FHX武漢清研22441導納:(0.1180)mS導納:(0.1180)mS0.2級DCjz2023-00394中國計量院無采用互感器負荷箱校準規(guī)范（征求意見稿）中校準方法，電流負荷箱校準校準采用四端接線，電壓互感器負荷校準點（%）標稱值實際值負荷誤差功率因數(shù)誤差12.5(2.69)0.8(0.743)52010.8(0.743)520125(26.91)0.8(0.743)520150(53.81)0.8(0.743)52012.5(2.5)2.542-1.67%052.542-1.67%0202.527-1.09%02.538-1.48%02.538-1.48%015(5)5.005-0.10%055.015-0.30%0205.021-0.40%05.021-0.40%05.003-0.05%01-0.55%05-0.57%020-0.77%0-0.77%0-0.77%0負荷誤差功率因數(shù)誤差202.5(2.358)0.8（0.848）2.3710.848-0.52%0.00%502.5(2.358)0.8（0.848）2.3700.848-0.48%0.00%2.5(2.358)0.8（0.848）2.3690.848-0.44%0.00%2.5(2.358)0.8（0.848）2.3690.847-0.44%0.13%2.5(2.358)0.8（0.848）2.3680.847-0.40%0.13%2010(9.434)0.8（0.848）9.4090.8470.26%0.13%5010(9.434)0.8（0.848）9.4180.8460.17%0.25%10(9.434)0.8（0.848）9.4200.8460.15%0.25%10(9.434)0.8（0.848）9.4260.8460.08%0.25%10(9.434)0.8（0.848）9.4250.8460.10%0.25%2020(18.87)0.8（0.848）0.8480.00%0.00%5020(18.87)0.8（0.848）0.8460.25%0.25%20(18.87)0.8（0.848）0.8460.20%0.25%20(18.87)0.8（0.848）0.8460.15%0.25%20(18.87)0.8（0.848）0.8460.15%0.25%200.210.20040.999-0.20%0.10%500.210.20080.999-0.