《輸變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置校準(zhǔn)規(guī)范 金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測裝置》

JJF

中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范

JJF××××××××

輸變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置校準(zhǔn)規(guī)范

金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測裝置

Calibrationspecificationforon-linemonitoringdevices

ofmetal-oxidesurgearrester

（征求意見稿）

××××××××發(fā)布××××××××實施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

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輸變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置校準(zhǔn)規(guī)范

金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測裝置

1.范圍

本規(guī)范適用于金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測裝置（以下簡稱“監(jiān)測裝置”）的校準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)不適用于避雷器放電計數(shù)器的校準(zhǔn)。

2.引用文件

本規(guī)范引用了下列文件：

GB/T2900.12─2008電工術(shù)語避雷器、低壓電涌保護器及元件

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于該規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。

3.術(shù)語和計量單位

3.1金屬氧化物避雷器metal-oxidesurgearrester

由非線性金屬氧化物電阻片串聯(lián)和（或）并聯(lián)組成的用于保護電氣設(shè)備免受高瞬態(tài)過

電壓危害并限制續(xù)流時間也常限制續(xù)流幅值的一種電器。

［GB/T2900.12-2008，一般術(shù)語2.3，有修改］

3.2在線監(jiān)測裝置on-linemonitoringdevice

通常安裝在被監(jiān)測設(shè)備上或附近，用以自動采集、處理和發(fā)送被監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)信息的

監(jiān)測裝置（含傳感器）。

3.3（監(jiān)測裝置的）參考電壓referencevoltage（ofthemonitoringdevice）

測量阻性電流時作為相位參考的電壓，該電壓通過電壓互感器二次側(cè)獲取，通常為工

頻100V/或100V。

3.4全電流totalcurrent

在正常運行電壓下，流過金屬氧化物電阻片的全部電流。全電流由阻性電流和容性電

流組成。

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［GB/T2900.12-2008，無間隙金屬氧化物避雷器3.13，有修改］

3.5阻性電流resistivecomponentofcurrent

全電流的阻性分量。

［GB/T2900.12-2008，無間隙金屬氧化物避雷器3.14，有修改］

4.概述

監(jiān)測裝置通過測量金屬氧化物避雷器的全電流I、阻性電流Ir及參考電壓U等參數(shù)，

實時監(jiān)測金屬氧化物避雷器的絕緣狀態(tài)。監(jiān)測裝置由參考電壓采集單元、全電流采集單元、

信號處理與分析單元、通訊顯示單元組成。其工作原理如圖1所示。

母線

金屬氧化物

電壓互避雷器

感器全電流

參考電壓采全電流采集單元

集單元輸入

電流傳感器

信號處理與分析單元

測量

接地

通訊顯示單元

圖1金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測裝置工作原理圖

5.計量特性

5.1參考電壓

參考電壓測量范圍：（10~120）V；

參考電壓示值最大允許誤差：±（1%×讀數(shù)）。

5.2全電流

全電流測量范圍：（0.1~50）mA；

全電流示值最大允許誤差：±（1%×讀數(shù)+0.1mA）。

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5.3阻性電流

阻性電流測量范圍：（0.1~50）mA；

阻性電流示值最大允許誤差：±（5%×讀數(shù)+0.1mA）。

5.4相位角

相位角測量范圍：0°~360°；

相位角示值最大允許誤差：±0.1°。

注：以上指標(biāo)不用于合格性判別,僅供參考。

6.校準(zhǔn)條件

6.1環(huán)境條件

校準(zhǔn)時環(huán)境條件應(yīng)滿足以下要求：

——電源電壓：（220±11）V；

——電源頻率：（50±0.5）Hz；

——環(huán)境溫度：（20±5）℃；

——相對濕度：30%～80%；

——電壓諧波總畸變率：Uthd≤2%。

6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及輔助設(shè)備

6.2.1絕緣電阻測試儀

準(zhǔn)確度等級不低于5級，額定電壓不低于1kV。

6.2.2耐電壓測試儀

準(zhǔn)確度等級不低于5級，額定電壓不低于2kV。

6.2.3標(biāo)準(zhǔn)裝置

應(yīng)使用具有工頻電壓、電流、相位角調(diào)節(jié)等功能的標(biāo)準(zhǔn)裝置（標(biāo)準(zhǔn)功率源/標(biāo)準(zhǔn)功率表）

實施校準(zhǔn)工作。實驗室環(huán)境條件下，標(biāo)準(zhǔn)裝置的計量性能應(yīng)滿足表1的要求。

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表1標(biāo)準(zhǔn)裝置的主要技術(shù)指標(biāo)

序號參數(shù)名稱主要技術(shù)指標(biāo)

1工頻電壓測量范圍（10~120）V，示值最大允許誤差不超過±（0.2%×讀數(shù)）

2工頻電流測量范圍（0.1~50）mA，示值最大允許誤差不超過±（0.2%×讀數(shù)+20μA）

3工頻相位角測量范圍0°~360°，示值最大允許誤差不超過±0.02°

7.校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法

7.1校準(zhǔn)項目

校準(zhǔn)項目包括參考電壓、全電流、阻性電流及相位角。

7.2校準(zhǔn)方法

7.2.1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

7.2.1.1外觀及通電檢查

采用目測法進行外觀及通電檢查，檢查內(nèi)容包括：

——監(jiān)測裝置本體和功能單元外觀情況，包括接地端鈕和接地標(biāo)識；

——監(jiān)測裝置面板或銘牌是否明確標(biāo)明名稱、型號、測量范圍、最大允許誤差、制造

廠名稱、出廠日期、出廠編號等信息；

——監(jiān)測裝置通電后，顯示屏、指示燈應(yīng)正常，各單元應(yīng)正常工作。

7.2.1.2絕緣電阻

使用絕緣電阻表測量被校監(jiān)測裝置電源輸入端與機殼之間的絕緣電阻，試驗電壓500V，

絕緣電阻測量值應(yīng)不小于20MΩ。

7.2.1.3介電強度

使用耐電壓測試儀在被校監(jiān)測裝置的電源輸入端與外殼之間，施加電壓2kV，歷時1min，

應(yīng)無飛弧和擊穿現(xiàn)象。

7.2.2參考電壓

監(jiān)測裝置校準(zhǔn)接線按圖2進行。

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電壓輸出端參考電壓采集

電流輸出端全電流采集

標(biāo)準(zhǔn)裝置

（標(biāo)準(zhǔn)功率源）被校監(jiān)測裝置

a）標(biāo)準(zhǔn)源法

電壓輸出端參考電壓采集

電流輸出端全電流采集

功率源被校監(jiān)測裝置

電流輸入端電壓輸入端

標(biāo)準(zhǔn)功率表

b）標(biāo)準(zhǔn)表法

圖2金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測裝置校準(zhǔn)接線圖

參考電壓的校準(zhǔn)點為10V、57.7V、100V、120V，其它校準(zhǔn)點可根據(jù)實際需要進行增

補。將標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出的參考電壓設(shè)置為各個校準(zhǔn)點對應(yīng)的電壓值，施加標(biāo)準(zhǔn)信號，啟動被

校監(jiān)測裝置進行測量并記錄參考電壓示值，示值誤差按公式（1）計算：

ΔU=Ux—Us（1）

式中：

ΔU——被校監(jiān)測裝置的示值絕對誤差，V；

Ux——被校監(jiān)測裝置的示值，V；

Us——標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值，V。

7.2.3全電流

按圖2所示接線。校準(zhǔn)點在被校監(jiān)測裝置的全電流測量范圍內(nèi)均勻選取，且宜覆蓋被

校監(jiān)測裝置的全電流測量范圍的上限值、下限值及1mA、2mA、5mA點。其它校準(zhǔn)點可根

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據(jù)實際需要進行增補。將標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出的全電流設(shè)置為各個校準(zhǔn)點對應(yīng)的輸出電流值，施

加標(biāo)準(zhǔn)信號，啟動被校監(jiān)測裝置進行測量并記錄全電流示值，示值誤差按公式（2）計算：

ΔI=Ix—Is（2）

式中：

ΔI——被校監(jiān)測裝置的示值絕對誤差，mA；

Ix——被校監(jiān)測裝置的示值，mA；

Is——標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值，mA。

7.2.4阻性電流

按圖2所示接線。校準(zhǔn)點在被校監(jiān)測裝置的阻性電流測量范圍內(nèi)均勻選取，且宜覆蓋

被校監(jiān)測裝置的阻性電流測量范圍的上限值、下限值及0.1mA、0.2mA、0.5mA、1mA點。

其它校準(zhǔn)點可根據(jù)實際需要進行增補。將標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出的阻性電流設(shè)置為各個校準(zhǔn)點對應(yīng)

的輸出電流值，標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出的參考電壓設(shè)置為57.7V或100V，標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出的全電流設(shè)

置為被校監(jiān)測裝置阻性電流校準(zhǔn)點的5倍或被校監(jiān)測裝置全電流測量上限值，施加標(biāo)準(zhǔn)信

號，記錄被校監(jiān)測裝置阻性電流示值，示值誤差按公式（3）計算。

ΔIrx=Irx—Irs（3）

式中：

ΔIrx——被校監(jiān)測裝置的示值絕對誤差，mA；

Irx——被校監(jiān)測裝置的示值，mA；

Irs——標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值，mA。

7.2.5相位角

按圖2所示接線。校準(zhǔn)點在被校監(jiān)測裝置的相位角測量范圍內(nèi)均勻選取，且宜覆蓋被

校監(jiān)測裝置的相位角測量范圍的上限值、下限值及75°、80°、85°點。其它校準(zhǔn)點可根據(jù)

實際需要進行增補。將標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出的相位角設(shè)置為各個校準(zhǔn)點對應(yīng)的輸出相位角值，標(biāo)

準(zhǔn)裝置輸出的參考電壓設(shè)置為57.7V或100V，標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出的全電流設(shè)置為5mA或被校監(jiān)

測裝置全電流測量上限值，施加標(biāo)準(zhǔn)信號，記錄被校監(jiān)測裝置電流相位角示值，示值誤差

按公式（4）計算。

Δφ=φx—φs（3）

式中：

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Δφ——被校監(jiān)測裝置的示值絕對誤差，°；

φx——被校監(jiān)測裝置的示值，°；

φs——標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值，°。

8.校準(zhǔn)結(jié)果表達

8.1數(shù)據(jù)處理

校準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)果末位應(yīng)與測量結(jié)果擴展不確定度的末位對齊。

8.2校準(zhǔn)證書

校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書（報告）上反映，校準(zhǔn)證書（報告）應(yīng)至少包括以下信息：

a）標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”；

b）實驗室名稱和地址；

c）進行校準(zhǔn)的地點（如果與實驗室的地址不同）；

d）證書或報告的唯一性標(biāo)識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；

e）客戶的名稱和地址；

f）被校對象的描述和明確標(biāo)識；

g）進行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接收日期；

h）如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明；

i）校準(zhǔn)所依據(jù)技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；

j）本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；

k）校準(zhǔn)環(huán)境的描述；

l）校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；

m）對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；

n）校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識；

o）校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；

p）未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。

校準(zhǔn)原始記錄格式見附錄B，校準(zhǔn)證書（報告）內(nèi)頁格式見附錄C，測量不確定度評

定示例見附錄D。

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9.復(fù)校時間間隔

建議監(jiān)測裝置投運后的復(fù)校時間間隔，結(jié)合監(jiān)測裝置的工作狀態(tài)和被監(jiān)測主設(shè)備檢修

計劃綜合確定。安裝后及運行中的監(jiān)測裝置校準(zhǔn)方法可參照附錄A進行。

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附錄A安裝后及運行中的監(jiān)測裝置校準(zhǔn)方法

安裝后及運行中的監(jiān)測裝置校準(zhǔn)時，應(yīng)對試驗現(xiàn)場的環(huán)境溫度、相對濕度以及工頻電

場和工頻磁場值進行記錄。校準(zhǔn)時標(biāo)準(zhǔn)裝置環(huán)境條件要求與實驗室校準(zhǔn)條件一致，輔助設(shè)

備及試品環(huán)境條件為溫度（-25~70）℃、相對濕度5%～100%。

監(jiān)測裝置帶電運行工況下，可采用電流清零法和阻性電流增量疊加比較法進行校準(zhǔn)。

電流清零法校準(zhǔn)接線如圖A.1所示。標(biāo)準(zhǔn)裝置的電壓取樣單元與被校監(jiān)測裝置的參考電

壓采集單元接在同一個電壓互感器二次側(cè)。被校監(jiān)測裝置的穿心線通過標(biāo)準(zhǔn)裝置的電流清

零傳感器接入電流清零回路。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)裝置清零電流輸出，觀察被校監(jiān)測裝置的示值。當(dāng)

被校接近0（或小于1mA）時，按圖A.1接入標(biāo)準(zhǔn)裝置，并按7.2.2和7.2.4進行全電流和阻性

電流的校準(zhǔn)。

母線

金屬氧化物

電壓互避雷器

感器

參考電

壓采集全電流

采集

被校監(jiān)測裝置

全電流輸出

參考電

壓輸入清零電流輸出

電流清零

標(biāo)準(zhǔn)裝置電流輸入

傳感器

圖A.1電流清零法校準(zhǔn)接線圖

阻性電流增量疊加比較法校準(zhǔn)接線如圖A.2所示。標(biāo)準(zhǔn)裝置的電壓取樣單元與被校監(jiān)測

裝置的參考電壓采集部分接在同一個電壓互感器二次側(cè)。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出電流與標(biāo)準(zhǔn)裝

置參考電壓的相角，使得標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出電流為阻性電流（或為容性電流）；改變標(biāo)準(zhǔn)裝置

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輸出電流的大小，使得施加進入被校監(jiān)測裝置傳感器的全電流和阻性電流達到預(yù)定的校準(zhǔn)

點，并按7.2.2和7.2.4進行全電流和阻性電流的校準(zhǔn)。

母線

金屬氧化物

電壓互避雷器

感器

參考電

全電流

壓采集

采集

被校監(jiān)測裝置

參考電電流輸出

壓輸入

標(biāo)準(zhǔn)裝置電流輸入

圖A.2阻性電流增量疊加比較法校準(zhǔn)接線圖

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附錄B校準(zhǔn)原始記錄格式

金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測裝置校準(zhǔn)原始記錄

第×頁，共×頁

（第×××號）

委托單位：

被校監(jiān)測裝置名稱：

制造單位：

型號規(guī)格：

被校監(jiān)測裝置編號：

校準(zhǔn)時間：

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校準(zhǔn)依據(jù)：

校準(zhǔn)使用的計量標(biāo)準(zhǔn)器

標(biāo)準(zhǔn)器具名稱

型號

出廠編號

測量范圍

準(zhǔn)確度等級

證書號及有效期

上級溯源機構(gòu)名稱

校準(zhǔn)環(huán)境條件

環(huán)境溫度℃相對濕度%

校準(zhǔn)項目

一、參考電壓

標(biāo)準(zhǔn)值（V）被校監(jiān)測裝置示值（V）不確定度（k=2）

二、全電流

標(biāo)準(zhǔn)值（mA）被校監(jiān)測裝置示值（mA）不確定度（k=2）

第×頁，共×頁

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校準(zhǔn)項目

三、阻性電流

被校監(jiān)測裝置示

全電流（mA）參考電壓（V）標(biāo)準(zhǔn)值（mA）不確定度（k=2）

值（mA）

四、相位角

被校監(jiān)測裝置示

全電流（mA）參考電壓（V）標(biāo)準(zhǔn)值（°）不確定度（k=2）

值（°）

校準(zhǔn)員：核驗員：

第×頁，共×頁

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附錄C校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式

證書編號XXXXXX-XXXX

<校準(zhǔn)機構(gòu)授權(quán)說明>

不確定度的評估和表述均符合JJF1059.1的要求。

校準(zhǔn)環(huán)境條件及地點：

溫度℃地點

相對濕度%其它

校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)文件（代號、名稱）：

校準(zhǔn)所使用的主要測量標(biāo)準(zhǔn)：

不確定度/證書有效期至

名稱測量范圍證書編號

準(zhǔn)確度等級(YYYY-MM-DD)

第X頁共X頁

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證書編號XXXXXX-XXXX

校準(zhǔn)結(jié)果

一、參考電壓

標(biāo)準(zhǔn)值（V）被校監(jiān)測裝置示值（V）不確定度（k=2）

二、全電流

標(biāo)準(zhǔn)值（mA）被校監(jiān)測裝置示值（mA）不確定度（k=2）

三、阻性電流

被校監(jiān)測裝置

全電流（mA）參考電壓（V）標(biāo)準(zhǔn)值（mA）不確定度（k=2）

示值（mA）

四、相位角

被校監(jiān)測裝置

全電流（mA）參考電壓（V）標(biāo)準(zhǔn)值（°）不確定度（k=2）

示值（°）

第X頁共X頁

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附錄D測量不確定度評定示例

D.1引言

本部分以全電流為例進行測量不確定度的評定，其他參量的測量不確定度評定可參照

進行。

D.2測量模型

全電流的校準(zhǔn)采用絕對誤差表達式作為參考模型，如公式（D.1）。

ΔI=Ix—Is（D.1）

式中：

ΔI——被校監(jiān)測裝置的示值誤差，mA；

Ix——被校監(jiān)測裝置的示值，mA；

Is——標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值，mA。

不確定度傳播可用公式（D.2）表示。

uc（ΔI）=（D.2）

式中：

uc（ΔI）——被校監(jiān)測裝置示值誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

u（Ix）——被校監(jiān)測裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

u（Is）——標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

D.3校準(zhǔn)結(jié)果測量不確定度評定

D.3.1測量不確定度的主要來源

校準(zhǔn)監(jiān)測裝置時，其校準(zhǔn)不確定度來源主要包括以下幾項：

a)被校監(jiān)測裝置測量結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度分量u1；

b)被校監(jiān)測裝置分辨力引入的不確定度分量u2；

c)由標(biāo)準(zhǔn)裝置示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3。

由于在A類方法評估中已經(jīng)包含了標(biāo)準(zhǔn)裝置的穩(wěn)定性、試驗環(huán)境溫度變化等因素，因此

在B類方法評估中不再單獨列舉由上述因素引入的分量。

D.3.2重復(fù)性引入的不確定度分量u1

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重復(fù)性引入的測量不確定度分量用測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，采用A類方法評定。選

取參考電壓100V、全電流10mA作為校準(zhǔn)點，進行重復(fù)性測量，結(jié)果如表D.1。

表D.1實驗室重復(fù)性測量結(jié)果

序號全電流示值（mA）

110.03

210.05

310.04

410.03

5