(高清正版）DB43_T 1998-2021智能插座及类似功能器具电能计量.pdf

湖南省地方标准DB43湖南省市场监督管理局发 布DB43/T 19 82021 92021-05-20实施2021-02-20发布ICS CCS 29.240.99F 29Electric energy metering for smart socket-outletsand silmilar functional appliances智能插座及类似功能器具电能计量技术规范 目 次 前言 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语与定义 1 4 技术要求 2 4.1 基本要求 2 4.2 准确度要求 2 4.3 输出装置要求 2 4.4 铭牌 2 4.5 气候要求 3 4.6 电气要求 3 4.7 绝缘要求 3 4.8 电磁兼容性要求 3 4.9 功能要求 4 5 试验方法 5 5.1 一般检查 5 5.2 准确度试验 5 5.3 输出装置试验 6 5.4 气候环境影响试验 6 5.5 电气性能试验 6 5.6 绝缘试验 6 5.7 电磁兼容性试验 7 5.8 功能检查与试验 9 6 检验规则 10 6.1 出厂检验 10 6.2 型式检验 10 附录 A（规范性）试验项目 11 附录 B（规范性）试验系统 12 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020 给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由湖南省市场监督管理局提出并归口。本文件起草单位：湖南省计量检测研究院、威胜集团有限公司、国网湖南省电力有限公司供电服务中心（计量中心）、怀化建南机器厂有限公司、岳阳市质量计量检验检测中心、国网湖南省电力有限公司营销部、国网长沙供电公司客户服务中心、国网张家界客户服务中心（计量中心）、国网湖南省电力有限公司邵阳供电分公司客户服务中心（计量中心）。本文件主要起草人：李华、何献华、贺俊宾、任智仁、周宣、彭国亮、袁卿卿、周为、谢达、杨茂涛、黄瑞、肖湘奇、申丽曼、石剑均、廖孝平、欧阳洁、陈石东、何源、谭娟、王章明、王思思、周卫。智能插座及类似功能器具电能计量 1 范围 本文件规定了智能插座及类似功能器具（以下简称“智能插座”）电能计量的术语和定义、技术要求、试验方法和检验规则。本文件适用于智能插座及类似功能器具（型式包含固定式插座、转换器、延长线插座等）电能计量的生产检验、出厂检验、型式检验。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 10022008 家用和类似用途单相插头插座 型式、基本参数和尺寸 GB/T 2099.12008 家用和类似用途插头插座 第 1 部分：通用要求 GB/T 2099.32015 家用和类似用途插头插座 第 2-5 部分：转换器的特殊要求 GB/T 2099.72015 家用和类似用途插头插座 第 2-7 部分：延长线插座的特殊要求 GB/T 6113.1022018 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法 第 1-2 部分：无线电骚扰和抗扰度设备 辅助设备 传导骚扰 GB/T 17215.2112006 交流电测量设备 通用要求 试验和试验要求 第 11 部分：测量设备 GB/T 17215.3212008 交流电测量设备 特殊要求 第21 部分：静止式有功电能表（1 级和2 级）GB/T 17626.12006 电磁兼容 试验和测量技术 抗扰度试验总论 GB/T 17626.2201 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.32019 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.42018 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.52019 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T 17626.62017 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T 17626.82006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 GB/T 20000.12014 标准化工作指南 第 1 部分：标准化和相关活动的通用术语 3 术语与定义 GB/T 17215.2112006 与 GB/T 2099.12008 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 智能插座 smart socket 具有电能计量、通信、电源通断控制等功能，用于连接电源与用电设备的插座。4 技术要求 4.1 基本要求 智能插座应满足 GB/T 10022008 与 GB/T 2099.12008 的要求，并能通过相关试验。同时作为一种特殊型式的交流电测量设备，智能插座能测量当前接入的用电设备的电压、电流、有功功率等运行参数，能计量正向有功总电能，其电能计量的规格、参比条件、电能计量准确度等级与工作电压范围等基本要求如表 1 所示。表 1 基本要求 项目 参数 参比电压（Un）a 220V 基本电流（Ib）b 10A、16A、32A 最大电流（Imax）最大电流值为基本电流的1.2倍 c 参比频率 50Hz 参比温度 23 电能计量准确度 有功1级、2级 工作电压范围 85275V（AC）a智能插座电能计量的参比电压规定为 220V，与 GB/T 2099.12008 第 6 章中规定的插座额定电压优选值 250V 不同。b 智能插座电能计量的基本电流等同于GB/T 2099.12008中的额定电流。c 智能插座电能计量的最大电流值应根据计算值四舍五入取整。4.2 准确度要求 4.2.1 电能计量准确度 电流改变引起的误差极限、启动、潜动、由其他影响量引起的误差极限和准确度试验条件符合 GB/T 17215.3212008 第 8 章中相关的要求。4.2.2 时钟准确度 在参比温度及工作电压范围内，内部时钟误差应小于等于1s/24h。内部时钟准确度的温度系数应优于 0.1 s/24 h；在工作温度范围内，满足日计时误差不超过2s/24h。4.3 输出装置要求 智能插座应配备用于电能计量准确度测试与时钟准确度测试的测试输出，测试输出符合 GB/T 17215.2112006 中 5.11 的规定。4.4 铭牌 智能插座的铭牌应具有下列可应用信息用于标示电能计量规格与参数：a）参比电压。b）基本电流和最大电流，例如一只智能插座电能计量的基本电流为 10A、最大电流为 12A，标示成：10(12)A。c）参比频率。d）电能计量仪表常数。e）电能计量准确度等级。f）制造年份。铭牌中标示的电能计量的规格与参数，应永久附着于智能插座外壳，是清晰的、耐久的，从智能插座外部是易读的，并与铭牌中符合 GB/T 2099.12008 第 8 章规定的内容区分标示。对于固定式智能插座，在正确安装后，铭牌中电能计量的规格与参数对使用者可以是不可见的。4.5 气候要求 气候要求符合 GB/T 17215.2112006 第 6 章的规定。4.6 电气要求 4.6.1 功耗要求 智能插座在未接入负载，继电器开关处于拉闸，且不通讯时，静态有功功耗不高于 1W。智能插座峰值有功功耗不应高于 2W。4.6.2 短时过电流影响 智能插座应能经受 10Ib（允许误差为 010）的电流，施加时间为 0.1s。当回到初始工作条件时，智能插座的存储的信息不应改变并正确工作，且在参比电压，电流为 Ib 和功率因数为 1 工况下，误差改变量不应超过表 2 的限值。表 2 短时过电流变差限值 电流值 功率因数 误差改变限值 Ib 1 1.5 4.7 绝缘要求 4.7.1 绝缘电阻 正常试验条件下，智能插座各电气回路对地和各电气回路之间的绝缘电阻不小于 5M；在交变湿热试验后绝缘电阻应不低于 2M。4.7.2 交流电压 在智能插座的电源回路对地、无电气联系的回路之间施加 2000V 的试验电压，试验时间 1min。试验中不得出现击穿、闪络现象，泄漏电流不应大于 5mA。4.7.3 冲击电压 用标准冲击波形的电压在智能插座的电源回路对地、通信接口对地，以及无电气联系的回路之间分别做正、负极性耐压试验各 10 次，两次试验之间最少间隔 3s，施加 4000V 试验电压，试验时应无破坏性放电（击穿跳火、闪络或绝缘击穿）现象。4.8 电磁兼容性要求 4.8.1 对电磁骚扰的抗扰度 智能插座的电磁骚扰抗扰度应符合 GB/T 17626.12006 中的规定，电磁骚扰源、参考标准、骚扰施加值、施加的端口应符合表 3 中的要求。表 3 电磁兼容性要求 4.8.2 抗扰度性能等级 抗扰度性能等级按照设备的运行条件和功能要求分为如下两级：A 级：在本标准给出的试验值内，性能正常；B 级：在本标准给出的试验值内，功能或性能暂时降低或丧失，但能自行恢复。4.9 功能要求 4.9.1 电能计量 具有正向有功总电能量计量功能。4.9.2 测量 具有测量当前接入用电设备的电压有效值、电流有效值、有功功率等运行参数的功能。测量误差（引用误差）不超过1。4.9.3 存储功能 存储功能应符合以下要求：a）智能插座至少能存储 62 天的正向有功总电能量数据，数据转存分界时间的默认值为每日的 24时。停电时刻错过日冻结时刻，上电校时成功后，补全日冻结数据，最多补冻最近 7 个日冻结数据。b）智能插座电源失电后，所存储的数据应保存至少 1 年。c）存储在智能插座中电能量等关键用电信息不能被篡改。4.9.4 时钟 采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路，具有日历、计时和闰年自动切换功能。智能插座具备秒脉冲输出接口，上电后应主动与外部时钟源设备通信，进行校时。4.9.5 通信功能 电磁骚扰源 参考标准 骚扰施加值 施加端口 评价等级 要求 工频磁场 GB/T 17626.82006 400A/m 整机 A 射频辐射电磁场 GB/T 17626.32016 10V/m 整机 A 静电放电 GB/T 17626.22018 4kV 接触放电 B 8kV 空气放电 B 电快速瞬变脉冲群 GB/T 17626.42018 2.0kV,5kHz 电源端口 B 射频场感应的传导骚扰 GB/T 17626.62017 10V 电源端口 B 浪涌（冲击）GB/T 17626.52019 2kV（共模）1kV（差模）电源端口 A 支持微功率无线、蓝牙/BLE、Wi-Fi、NB-IoT、LoRa、HPLC 等通信技术中的一种或几种与外部进行双向数据通信。4.9.6 显示功能 4.9.6.1 电能数据显示 具有显示屏的智能插座应能正确显示接入的用电设备的有功功率、正向有功总电能量等运行参数。不具备显示屏的智能插座，能使用通信软件，正确抄读有功功率、正向有功总电能量等。显示的正向有功功率数值单位是 W，显示位数不少于 6 位，小数位为 2 位；正向有功总电能量数值单位是 kWh，显示位数不少于 7 位，小数位 1 位。4.9.6.2 状态显示 能通过 LED 指示灯或显示屏，实时、准确的指示通、断电状态。5 试验方法 5.1 一般检查 目测检查智能插座，外观应完好无破损，其易触及的表面不应有明显的凹凸痕迹、划伤、裂缝和毛刺。铭牌内容应符合 4.1 与 4.4 的要求。5.2 准确度试验 5.2.1 电能计量准确度试验 智能插座电能计量准确度试验项目和方法按照GB/T 17215.3212008第8章相关内容执行,试验系统见附录 B 图 B.1。5.2.2 时钟误差试验 5.2.2.1 日计时误差 试验条件如下：环境温度：参比温度；相对湿度：4575；施加额定工作电压；时钟精度测量仪预热达热稳定状态。智能插座通电 20min 后，使用时钟测试仪在智能插座秒脉冲输出接口连续进行 3 次测量，每次测量时间为 1 分钟，之后计算平均值，结果应满足 4.2.2 要求。5.2.2.2 环境温度对日计时误差的影响 试验应在参比温度及以下条件进行：在参比温度下，测量智能插座时钟的计时准确度，应优于1s/24h；然后，将智能插座置于高低温试验箱中，将试验箱温度升至 60，智能插座在此温度下保持2h 后，测量智能插座的计时准确度，应优于2s/24h；按公式（1）进行计算智能插座时钟准确度的温度系数，应优于 0.1s/24h；1010=|eeqtt（1）式中：q 智能插座时钟准确度的温度系数，单位为 s/24 h；e1试验温度下的智能插座时钟日计时误差,单位为 s/24 h；e0参比温度下的智能插座时钟日计时误差,单位为 s/24 h；t1试验温度，单位为；t0参比温度，单位为。在-25重复以上试验，智能插座时钟的计时准确度应优于2s/24h；时钟准确度的温度系数应优于 0.1s/24h。5.3 输出装置试验 按照 GB/T 17215.2112008 中 5.11 的试验方法执行。5.4 气候环境影响试验 对智能插座的高温试验、低温试验、交变湿热试验、阳光辐射防护试验符合 GB/T 17215.2112006的规定。每项气候影响试验后，智能插座应无损坏，无信息改变，并能正常的工作。5.5 电气性能试验 5.5.1 功率消耗试验 智能插座在未接入用电设备、非通信状态和通信状态下，施加额定电源电压，测量智能插座整机功耗，试验结果应满足 4.6.1 的要求。5.5.2 短时过电流影响试验 试验线路应近似无感，插座处于工作状态，电源电压为额定电压，电流线路施加 4.6.2 规定的短时过电流。试验后，智能插座不应损坏。当智能插座的温度恢复至参比温度时，在 Ib 和功率因数为 l 条件下测量智能插座的百分数误差，与智能插座在试验前的误差进行比较，结果应满足 4.6.2 要求。5.5.3 电压工作范围试验 在参比温度下下，分别将电源电压调整至规定的工作范围上限和下限，智能插座应能正常工作，功能满足 4.9 的要求。5.6 绝缘试验 绝缘性能试验在非电气连接的各带电回路之间、各独立带电回路与地（金属外壳）之间进行。5.6.1 绝缘电阻试验 将 1000V 直流电压施加于智能插座，进行绝缘电阻测量。测量应在电压施加后 1min 进行。正常试验条件下，绝缘电阻应大于或等于 5M；交变湿热试验后，绝缘电阻应大于或等于 2M。5.6.2 交流电压试验 使用频率在 45Hz 和 55Hz 之间的近似正弦波交流试验电压，在 5s10s 内，将交流试验电压由零升到规定值，并保持 1min，随后试验电压以同样速度降到零。试验中，智能插座各部位不应出现闪络、破坏性放电或击穿。试验结束后，智能插座的准确度能满足 4.2 的要求，功能满足 4.9 的要求。5.6.3 冲击电压试验 试验应在下列条件下进行:脉冲波形:1.2/50s 脉冲；电压上升时间:30；电压下降时间:20；电源阻抗:50050；电源能量:0.5J0.05J；试验电压有效值:4kV；试验电压允差:+0-10。每次试验，以一种极性施加 10 次脉冲，然后以另一种极性重复 10 次。两脉冲间最小时间为 3s。试验中，智能插座不应出现闪络、破坏性放电或击穿。试验结束后，智能插座的准确度能满足 4.2的要求，功能满足 4.9 的要求。5.7 电磁兼容性试验 5.7.1 通用要求 以下试验规定了智能插座的电磁兼容性试验方法。试验结果应满足 4.8 中的要求。5.7.2 试验结果的评价 除非特别说明，试验结果的评价适用于所有类型的智能插座。智能插座在试验中的功能丧失或性能降低现象出现以下两类情况均认为合格：A 类：无须操作人员介入，智能插座应能持续工作而不间断。不允许出现产品相关技术文件及说明书规定的性能等级下降或功能丧失。B 类：无须操作人员介入，智能插座应能持续工作而不间断。试验期间性能降级是允许的；试验一旦结束，智能插座应自行恢复到正常状态，储存的数据不应丢失，不允许出现产品相关技术文件及说明书规定的性能等级下降或功能丧失。在所有这些试验中,智能插座所有需接地的部件应接地。5.7.3 静电放电抗扰度试验 按照 GB/T 17626.2 中规定，并在下述条件进行：接触放电，严酷等级：2，骚扰施加值：4kV，施加部位：操作人员正常使用时可能 触及的金属部分；空气放电，严酷等级:3，骚扰施加值：8kV；放电次数：正负极性各 10 次，间隔 1s；在正常工作条件下，在操作人员通常可接触到的外壳和操作点上；a）智能插座为非工作状态；电源线路不通电；在操作人员通常可接触到的外壳和操作点上施加；放电不接触对于无有效接地的金属部件。b）智能插座在工作状态：施加额定电源电压；插座内部继电器处于拉闸状态开路；在操作人员通常可接触到的外壳和操作点上施加；放电不接触对于无有效接地的金属部件。评价等级：B。5.7.4 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 智能插座施加参比电压、额定电流、功率因数 1.0，按照 GB/T17626.4 中规定，并在下述条件进行：严酷等级：3；骚扰施加值：2kV；施加部位：电源输入端口；在耦合器与智能插座之间的电缆长度：不大于 1m；试验波形：5/50ns；重复频率：5kHz/100kHz；持续时间：1min，避免同步可采用 6 个 10s 的脉冲群，间隔时间为 10s；施加电压次数：正、负极性各 3 次；评价等级：B。试验时，不应使智能插座的状况紊乱，且误差该变量应不大于 4.0。5.7.5 浪涌电压试验 智能插座施加参比电压，按照 GB/17626.5 中规定，并在下列条件下进行：严酷等级：2；施加部位：电源端口；分别在 0、90、180、270相位施加正负极性各 5 次；重复率：1min 一次；、浪涌发生器与智能插座之间的电缆长度：不大于 2m；差模试验值：1.0kV；评价等级：A。5.7.6 射频辐射电磁场抗扰度试验 智能插座施加参比电压、基本电流，功率因数 1.0，按照 GB/17626.3 中规定，并在下列条件下进行：严酷等级：3 骚扰施加值：10V/m；线路与电磁场中的电缆长度：1m；频率范围：80MHz2000MHz；频率增加的补偿：1；正弦波：1kHz，80幅度调制；施加部位：整机；评价等级：A。试验时，智能插座的误差该变量应不大于 2。5.7.7 射频感应的传导骚扰抗扰度试验 智能插座施加参比电压、基本电流，功率因数 1.0，按照 GB/17626.6 中规定，并在下列条件下进行：严酷等级：3；频率范围：150kHz80MHz；试验电压：10V（非调制）；正弦波：1kHz；幅度调制：80；施加部位：电源端口；评价等级：B。试验时，智能插座的交流电压、电流测量误差改变量应不大于 2。5.7.8 工频磁场抗扰度试验 智能插座施加参比电压、基本电流，功率因数 1.0，按照 GB/T 17626.8 中规定，并在下列条件下进行：严酷等级：4；磁场强度：400A/m；频率范围：50Hz；施加部位：整机；评价等级：A。试验时，智能插座的误差改变量应不大于 2。5.8 功能检查与试验 5.8.1 电能计量试验 保持电源输入参比电压与基本电流，在常温环境下，智能插座持续工作 24 小时，分别记录检定装置标准电能表的正向有功总电能 kWhM 和智能插座计量的正向有功总电能 kWhN，按式（2）求出正向有功总电能误差 EkWh。kWkW=100%kWNMMkWhEhhh（2）智能插座的正向有功总电能误差范围应在1的范围以内。5.8.2 测量误差试验 参比频率与参比电压下，依次施加 Imax、Ib、50Ib、10Ib、5Ib，功率因数分别为 1.0 和 0.5L时，读取智能插座电压有效值、电流有效值、有功功率，计算测量参数的相对误差，应满足 4.9.2 的要求。5.8.3 存储功能检查 智能插座通电后，通过目视、软件抄读等方式检查智能插座的用电量存储功能是否符合 4.9.3 的要求。5.8.4 校时检查 更改将智能插座外部设备的时钟，通过通信软件向智能插座发送校时命令，智能插座应正确校对系统时间，校对后符合 4.9.4 的要求。5.8.5 通信功能检查 检查智能插座的通信功能，应符合 4.9.5 的要求。5.8.6 显示功能检查 5.8.6.1 电能数据显示 具备显示屏的智能插座，其显示内容应完整无误。不具备显示屏的智能插座，能够使用通信软件抄读智能插座内的信息，信息内容应完整无误。5.8.6.2 状态显示 能实时、准确的指示电源通、断电状态。6 检验规则 6.1 出厂检验 智能插座的出厂检验由制造厂技术检验部门对生产的每个产品进行检验，检验合格后应加封印，并给出检验合格证。出厂检验项目见附录 A 表 A.1。6.2 型式检验 智能插座的型式检验按本标准附录 A 表 A.1 规定的全部项目进行检验。在下述情况下均应进行型式检验：新产品设计定型及批试生产定型鉴定；智能插座在结构、工艺或主要材料上改变有可能影响其符合本标准的规定；批量生产的智能插座，停产两年以上又重新投产；省级行业主管部门提出进行型式检验要求时。附 录 A（规范性）试验项目 智能插座试验项目见表 A.1。表 A.1 智能插座试验项目 序号 试验项目 本标准章条 出厂检验 型式检验 技术要求 试验条款 1 一般检查 4.1 5.1 2 输出装置试验 4.3 5.3 3 气候影响试验 高温试验 4.5 5.4 4 低温试验 4.5 5.4 5 交变湿热试验 4.5 5.4 6 阳光辐射防护试验 4.5 5.4 7 电气要求试验 功率消耗试验 4.6.1 5.5.1 8 短时过电流影响试验 4.6.2 5.5.2 9 电压工作范围试验 4.1 5.5.3 10 绝缘试验 绝缘电阻试验 4.7.1 5.6.1 11 绝缘强度试验 4.7.2 5.6.2 12 冲击电压试验 4.7.3 5.6.3 13 电磁兼容试验 静电放电抗扰度试验 4.8.1 5.7.3 14 快速瞬变脉冲群抗扰度试验 4.8.1 5.7.4 15 浪涌电压试验 4.8.1 5.7.5 16 射频辐射电磁场抗扰度试验 4.8.1 5.7.6 17 射频感应的传导骚扰抗扰度试验 4.8.1 5.7.7 18 工频磁场抗扰度试验 4.8.1 5.7.8 19 准确度要求试验 电流变化引起的百分误差 4.2.1 5.2.1 20 起动试验 4.2.1 5.2.1 21 潜动试验 4.2.1 5.2.1 22 日计时误差 4.2.2 5.2.2.1 23 环境温度对日计时误差的影响 4.2.2 5.2.2.2 24 影响量试验 4.2.1 5.2.1 25 功能试验与检查 电能计量试验 4.9.1 5.8.1 26 测量及监测试验 4.9.2 5.8.2 27 存储功能检查 4.9.3 5.8.3 28 校时检查 4.9.4 5.8.4 29 通信功能检查 4.9.5 5.8.5 30 显示功能检查 4.9.6 5.8.6 备注“”标示必须进行的试验项目；“”标示需要时才进行检验的项目；“”标示不需要进行检验的项目。附 录 B（规范性）试验系统 智能插座的试验系统如图 B.1 所示，由可编程电源、输出电源电压，可调负载、标准电能表、误差计算器，以及外部通信软件/设备等组成。智能插座的脉冲输出装置还可输出秒脉冲信号到时钟测试仪测量日计时误差。智能插座通讯接口电源输入电源输出通信软件/设备可编程电源可调负载标准电能表LNLNLN脉冲输出误差计算器标准电量脉冲 图 B.1 智能插座试验系统