李嵐

摘要：本文介紹了規(guī)程修訂的背景，進(jìn)行了新舊版本的對(duì)照分析，主要從適用范圍、計(jì)量性能、技術(shù)要求、檢定裝置等幾個(gè)方面闡述并分析了新舊規(guī)程的差異。

關(guān)鍵詞：互感器適用范圍計(jì)量性能技術(shù)要求檢定裝置

中圖分類(lèi)號(hào)：TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0243-02

互感器是電力行業(yè)和儀器儀表行業(yè)必不可少的傳感變換器件，目前雖然有不使用變壓器原理的電流電壓傳感器，但其功能還不能完全替代互感器。更為重要的是互感器的高可靠性是電子式傳感器不能達(dá)到的。在需要高可靠性的場(chǎng)所，必須使用互感器進(jìn)行電流電壓變換。

測(cè)量用互感器按用途又可以分為電力用和儀用兩種，儀用互感器的誤差是在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)量確定的，電力互感器的誤差可以在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量確定，也可以在安裝現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定，但測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件和實(shí)際使用的環(huán)境條件有很大不同，運(yùn)行工況和實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)狀態(tài)也有很大區(qū)別，這就導(dǎo)致電力互感器存在運(yùn)行變差。因此只根據(jù)誤差測(cè)量結(jié)果判斷電力互感器是否合格是不可行的，還必須根據(jù)運(yùn)行時(shí)的實(shí)際誤差來(lái)判斷是否合格。國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG 1021-2007《電力互感器》和JJG 313-2010《測(cè)量用電流互感器》的主要區(qū)別就在這里。

因此新修訂的JJG 313-2010《測(cè)量用電流互感器》，按以上原則把儀用互感器與電力互感器分開(kāi)，電力互感器檢定規(guī)程主要考慮到電量結(jié)算方面的公平與公正，而儀用互感器檢定規(guī)程則是考慮到感器計(jì)量技術(shù)的使用與先進(jìn)性等方面。

1JJG313-2010修訂的主要內(nèi)容

1.1 適用的范圍

JJG 313-2010（以下簡(jiǎn)稱新規(guī)程）規(guī)定的適用范圍是：0.001級(jí)～0.5級(jí)的測(cè)量用電流互感器；而JJG 313-1994（以下簡(jiǎn)稱舊規(guī)程）規(guī)定的適用范圍是：0.001級(jí)～1級(jí)的測(cè)量用電流互感器；也就是說(shuō)舊規(guī)程的適用范圍被新修訂過(guò)后的新規(guī)程的適用范圍給覆蓋了，電流互感器的準(zhǔn)確度為1級(jí)的在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1208-2006《電流互感器》中是包括的，在2010規(guī)程中刪去了這部分內(nèi)容。概括地說(shuō)新規(guī)程的內(nèi)容只針對(duì)實(shí)驗(yàn)室和儀器儀表使用的測(cè)量用電流互感器

在舊規(guī)程中，S級(jí)電流互感器的檢定內(nèi)容是為適應(yīng)S級(jí)電力互感器的要求提出的；新規(guī)程中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)額定電流1%點(diǎn)誤差進(jìn)行量值傳遞的要求，整個(gè)測(cè)量用電流互感器的范圍全部要擴(kuò)大到S級(jí)；為此在修訂規(guī)程的時(shí)候用電流互感器增加了1.5S級(jí)～0.001S級(jí)測(cè)量的檢定的內(nèi)容與技術(shù)上的要求。

1.2 計(jì)量性能的要求

1.2.1 環(huán)境溫度和相對(duì)濕度

計(jì)量器具的基本誤差需要在一定的環(huán)境條件下來(lái)進(jìn)行定義的。舊規(guī)程沒(méi)有對(duì)測(cè)量用互感器的基本誤差提出要求，只是規(guī)定了在10～35℃條件下檢定時(shí)應(yīng)滿足的誤差限值，實(shí)際上隱含了以10～35℃為基本誤差的參比條件。為利于互感器資源的充分使用，因此新規(guī)程對(duì)環(huán)境溫度的要求是0～40℃，相對(duì)濕度是不大于80%。

1.2.2 測(cè)量用互感器的額定負(fù)荷

互感器的誤差與二次負(fù)荷有關(guān)，因此必須規(guī)定檢定時(shí)的二次負(fù)荷值。使用大容量的互感器不利于測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和資源的節(jié)約，因此二次負(fù)荷必須有所限制。

新規(guī)程中明確的寫(xiě)到：電流互感器、額定負(fù)荷的7.5VA和額定二次電流的5A，而由制造廠商來(lái)規(guī)定下限的負(fù)荷；但是制造廠商中未規(guī)定出下限的負(fù)荷的，其為2.5VA的下限負(fù)荷。這主要是因?yàn)?.5VA是10VA的25%，而1.75VA是7.5VA的25%。在當(dāng)前電流互感器校驗(yàn)儀進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)的參考電流回路的一般使用的取樣電阻為0.1Ω的，負(fù)荷是2.5VA，如果考慮到電流互感器作為檢定裝置的標(biāo)準(zhǔn)器使用，下限負(fù)荷就不宜小于2.5VA。兼顧額定二次電流5A，1A或小于1A的電流互感器，新規(guī)程采用負(fù)荷電阻方式表達(dá)，即：“額定負(fù)荷電阻小于0.2Ω的電流互感器下限負(fù)荷為0.1Ω”。

1.2.3 穩(wěn)定性要求

新規(guī)程中，特別提出了測(cè)量用互感器的量值穩(wěn)定性要求，即誤差限值的三分之一。同時(shí)從合理實(shí)施計(jì)量管理的角度，在確保量值傳遞可靠的前提下對(duì)于穩(wěn)定性好的測(cè)量用互感器采用延長(zhǎng)檢定周期的方法，具體的方法是作以下規(guī)定：“在連續(xù)2個(gè)周期3次檢定中，最后一次檢定結(jié)果與前2次檢定結(jié)果中的任何一次比較，誤差變化不大于其誤差限值的1/3，檢定周期可以延長(zhǎng)至4年”。這一規(guī)定可以減少不必要的頻繁送檢過(guò)程，方便了送檢單位，也為檢定機(jī)構(gòu)節(jié)省了工作量。

1.3 通用技術(shù)要求

新規(guī)程增加了這一部分內(nèi)容，目的一方面是規(guī)程格式的需要，但也包括有對(duì)檢定對(duì)象的考慮。在新規(guī)程的通用技術(shù)要求部分引用了JB/T 5472-1991《儀用電流互感器》關(guān)于絕緣的要求，意味著新規(guī)程的檢定對(duì)象主要是參照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的儀用電流互感器。

1.4 檢定結(jié)果的處理

1.4.1 檢定周期

新規(guī)程中延長(zhǎng)檢定周期的條件基本保留了舊規(guī)程的內(nèi)容，注意到這里用誤差變化不超過(guò)允許誤差的1/3考核，如果考慮檢定裝置的偏差，實(shí)際的穩(wěn)定性需要高于1/3，這樣規(guī)定當(dāng)然是比較嚴(yán)格和可靠的。雖然新規(guī)程保留了舊規(guī)程延長(zhǎng)檢定周期的規(guī)定，但取消了逐年考核的做法。前面說(shuō)過(guò)，檢定數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明電磁式互感器具有很好的穩(wěn)定性，只要正確維護(hù)和使用，一般都能有二十年以上的使用期。因此當(dāng)有四年的使用數(shù)據(jù)證明互感器的穩(wěn)定性符合要求時(shí)，檢定周期延長(zhǎng)到四年是合適的。

1.4.2 關(guān)于不合格不準(zhǔn)使用

舊規(guī)程的第21條為：“按本規(guī)程檢定不合格的電流互感器不準(zhǔn)出廠和使用”。因?yàn)橐?guī)程只是技術(shù)法規(guī)，只能給出合格或不合格的結(jié)論，而計(jì)量器具的管理是行政行為，不宜在規(guī)程中寫(xiě)入，所以這一條的內(nèi)容在新規(guī)程中沒(méi)有繼續(xù)保留。

2JJG313-2010檢定規(guī)程的分析和探討

2.1 檢定裝置

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)器

新規(guī)程對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的要求是變比與被檢互感器相同，準(zhǔn)確度至少比被檢互感器高兩個(gè)級(jí)別，實(shí)際誤差不大于被檢互感器誤差限值的1/5。同時(shí)也允許使用高一個(gè)等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器，然后修正標(biāo)準(zhǔn)器引入的誤差。這部分內(nèi)容與舊規(guī)程是相同的?？梢赃@樣理解目前0.05級(jí)～0.01級(jí)電流標(biāo)準(zhǔn)器的首選是電流互感器，0.005級(jí)和0.002級(jí)電流標(biāo)準(zhǔn)器的首選是雙級(jí)電流互感器，0.001級(jí)～0.0002級(jí)電流標(biāo)準(zhǔn)器的首選是補(bǔ)償式電流比較儀。

2.1.2 檢定用電源

用于50Hz的測(cè)量用電流互感器一般不考慮頻率特性，互感器的誤差只在基波頻率定義，試驗(yàn)電源中諧波對(duì)互感器檢定的影響主要表現(xiàn)在誤差測(cè)量方面，理論上如果標(biāo)準(zhǔn)互感器和被檢互感器的頻率特性完全相同，測(cè)量回路中的諧波大部分都可以低消；但大多數(shù)情況下標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度等級(jí)要高于被檢互感器，它們的結(jié)構(gòu)很大程度上是不同的，頻率特性也有很大差別，這就使得一次回路中的諧波不能在二次回路中抵消，而基波大部分是低消了，準(zhǔn)確度越高基波的抵消程度越大；于是當(dāng)檢定高準(zhǔn)確級(jí)的互感器時(shí)，差壓或差流中的基波成分很小，諧波成分相對(duì)增加，會(huì)干擾平衡指示器或相敏整流線路。因此新規(guī)程特別提及：“當(dāng)檢定0.01級(jí)及以上電流互感器時(shí)， 要注意電源的波形失真和供電電源的中性線對(duì)地電壓對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量示值不穩(wěn)定或異常時(shí)，應(yīng)考慮采用更高質(zhì)量的電源”。

2.1.3 監(jiān)測(cè)用電流表

測(cè)量用互感器的誤差通常選擇若干個(gè)電流百分點(diǎn)測(cè)量確定，互感器在其它測(cè)量點(diǎn)的誤差用已測(cè)得誤差數(shù)值點(diǎn)形成的折線限制，因此需要有監(jiān)測(cè)用電流表來(lái)指示測(cè)量百分?jǐn)?shù)。新規(guī)程從可能性和需要出發(fā)，增加電流表的示值附加誤差要求，具體是測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)誤差不大于20%。按這個(gè)要求，調(diào)節(jié)1%點(diǎn)電流時(shí)允許的實(shí)際值是0.8%～1.2%，估計(jì)由于電流百分點(diǎn)的偏差引入的附加誤差可以降低到1～2個(gè)修約單位，大大提高了測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性。

2.1.4 電流互感器負(fù)荷箱

在舊規(guī)程中，電流負(fù)荷箱的要求是：“在額定頻率為50（60Hz）、溫度為（20±5）℃時(shí)，電流負(fù)荷的有功分量和無(wú)功分量的誤差在5%～120%、S級(jí)的在1%～120%額定電流范圍內(nèi)均不得超過(guò)±3%，當(dāng)cosφ=1時(shí)，殘余無(wú)功分量不得超過(guò)額定負(fù)荷的±3%；周?chē)鷾囟让孔兓?0℃時(shí)，負(fù)荷的誤差變化不超過(guò)±2%（按原規(guī)程生產(chǎn)的負(fù)荷箱允許在限定條件下使用）”。

新規(guī)程對(duì)電流負(fù)荷箱誤差的要求是這樣的：“電流負(fù)荷箱在額定頻率50Hz（60Hz），額定電流的20%～120%，環(huán)境溫度為（20±5）℃時(shí)，電流負(fù)荷（與規(guī)定的二次引線電阻一并計(jì)算）的有功分量和無(wú)功分量的相對(duì)誤差不得超過(guò)±3%，當(dāng)cosφ=1時(shí)，殘余無(wú)功分量不得超過(guò)額定負(fù)荷的±3%；周?chē)鷾囟让孔兓?0℃時(shí)，負(fù)荷的誤差變化不超過(guò)±2%。電流負(fù)荷箱在電流百分?jǐn)?shù)20%以下的附加誤差限值為：電流百分?jǐn)?shù)每變化5%，誤差增加1%”。這一規(guī)定充分考慮到負(fù)荷箱設(shè)計(jì)和制造時(shí)可能存在的附加誤差，使得實(shí)際上不需要對(duì)附加誤差進(jìn)行測(cè)量檢查，這就大大簡(jiǎn)化了制造過(guò)程和檢定工作。負(fù)荷箱只需要在（20±5）℃檢定，在額定電流20%及120%兩點(diǎn)誤差不超過(guò)3%就算合格了。

2.2 電流互感器的檢定

作標(biāo)準(zhǔn)用的電流互感器，每個(gè)安匝數(shù)選擇一個(gè)電流比，在電流上升與下降時(shí)測(cè)量各檢定點(diǎn)的誤差，其余電流比只測(cè)電流上升時(shí)的誤差。有多個(gè)電流比的電流互感器，所有的電流比都應(yīng)檢定。母線型電流互感器可以在每一額定安匝下只檢定一個(gè)電流比。

3結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合舊版規(guī)程對(duì)JJG313-2010《測(cè)量用電流互感器》檢定規(guī)程修訂的主要內(nèi)容進(jìn)行了解釋和分析，說(shuō)明新規(guī)程適用的范圍以及計(jì)量性能、技術(shù)要求等方面更加貼合實(shí)際生產(chǎn)和檢定的需要。但是新規(guī)程依然有待探討和改進(jìn)的地方，希望專(zhuān)家多提寶貴意見(jiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[3] GB 1208-2006，電流互感器[S].

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