JJF 1658-2017电压失压计时器校准规范-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 6 5 82 0 1 7电压失压计时器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rL o s s-o f-v o l t a g eT i m e r s 2 0 1 7-1 1-2 0发布2 0 1 8-0 2-2 0实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布电压失压计时器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rL o s s-o f-v o l t a g eT i m e r sJ J F1 6 5 82 0 1 7 归 口 单 位:全国时间频率计量技术委员会 主要起草单位:郑州市质量技术监督检验测试中心贵州省计量测试院 参加起草单位:河南省电力公司郑州供电公司湖北宏力电子有限公司 本规范委托全国时间频率计量技术委员会负责解释J J F1 6 5 82 0 1 7本规范主要起草人:柯存荣(郑州市质量技术监督检验测试中心)刘晓东(贵州省计量测试院)参加起草人:张向宏(郑州市质量技术监督检验测试中心)苏柏源(河南省电力公司郑州供电公司)冯青松(湖北宏力电子有限公司)J J F1 6 5 82 0 1 7目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 起动电压(1)3.2 返回电压(1)3.3 起动电流(1)3.4 参比电压(1)4 概述(1)5 计量特性(2)5.1 时钟日差(2)5.2 起动电压(2)5.3 返回电压(2)5.4 起动电流(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 测量标准及其他设备(3)7 校准项目和校准方法(3)7.1 外观及功能检查(3)7.2 时钟日差校准(3)7.3 起动电压及返回电压测量(5)7.4 起动电流测量(5)7.5 评定时钟日差、起动电压、起动电流的校准不确定度(5)8 校准结果表达(5)9 复校时间间隔(6)附录A 校准记录格式(7)附录B 校准证书内页格式(8)附录C 校准不确定度评定示例(9)J J F1 6 5 82 0 1 7引 言本规范依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义及J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示编制。本规范为首次发布。J J F1 6 5 82 0 1 7电压失压计时器校准规范1 范围本规范适用于电压失压计时器(失压计时器、失压断流计时器、失压断流短路计时器)的校准。2 引用文件J J F1 1 8 0 时间频率计量名词术语及定义G B/T1 7 2 1 5.3 0 12 0 0 7 多功能电能表 特殊要求D L/T5 6 61 9 9 5 电压失压计时器技术条件凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位3.1 起动电压 t r i g g e rv o l t a g e使计时单元可靠动作,并开始计时的最大输入电压值,单位:V。3.2 返回电压 r e t u r nv o l t a g e使计时单元由计时转为停止计时的最小输入电压值,单位:V。3.3 起动电流 t r i g g e rc u r r e n t在电压回路无电压的条件下,使计时单元可靠动作,并开始计时的最小输入电流值,单位:mA。3.4 参比电压 r e f e r e n c ev o l t a g e确定仪表有关特性的电压值,单位:V。按不同规格分类,参比电压值一般分为:31 0 0V、33 8 0V、35 7.7/1 0 0V、32 2 0/3 8 0V。4 概述电压失压计时器(以下简称计时器)是积算并显示电能表电压回路失压时间的专用仪器。普遍用于监视三相三线(三相四线)有功(无功)电能表的运行状态。当运行中的电能表在有负荷电流的条件下,出现电压互感器失压、欠压及电流互感器二次回路开路、人为短路等故障时,计时器能及时反映故障情况,给出报警信号,同时分相记录失压、断流、短路时间。根据功能的不同,一般有失压计时器、失压断流计时器、失压断流短路计时器等种类。以三相三线为例,计时器内部工作原理如图1所示,计时器外部接线如图2所示。1J J F1 6 5 82 0 1 7图1 计时器工作原理框图图2 计时器外部接线示意图5 计量特性5.1 时钟日差:优于2s(计时器时基频率偏差优于21 0-5)。5.2 起动电压:7 8%Un2V(Un为参比电压)。5.3 返回电压:8 5%Un2V。5.4 起动电流:0.5%Ib(Ib为额定电流)。以上指标为计时器的典型指标,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件环境温度:(2 05);相对湿度:8 0%。2J J F1 6 5 82 0 1 7电源电压:32 2 0/3 8 0(15%)V;频率:(5 01)H z。无影响正常工作的机械振动和电磁干扰。6.2 测量标准及其他设备6.2.1 标准时钟:日差的最大允许误差优于被校计时器时钟日差的13。6.2.2 数字频率计:最大允许误差优于被校计时器时基频率偏差的13。6.2.3 精密三相电源电压:3(5 7.7/1 0 02 2 0/3 8 0)V;最大允许误差:0.5%;分辨力:0.1V。电流:3(15)A;最大允许误差:0.5%;分辨力:0.0 0 1A。7 校准项目和校准方法7.1 外观及功能检查7.1.1 计时器外观无缺陷,不应有影响正常工作的机械损伤;按键、功能开关操作方便、灵活可靠;显示清晰完整;标记准确并符合相关要求。7.1.2 按图3接线,精密三相电源电压、电流输出端与计时器对应标记端联接。7.1.3 在有负荷电流的条件下,计时器电压回路一相、两相或三相发生失压时,计时器均应可靠记录失压时间,直到电压恢复为止。但在该相无负载电流而失压时,则不应记录失压时间。7.1.4 在有负荷电流的条件下,电压回路加三相参比电压,然后人为断开电流回路任一相电流,计时器均应可靠记录断流时间,直到重新接通该相电流为止。7.1.5 在有负荷电流的条件下,电压回路加三相参比电压,然后在计时器电流输入端对任一相电流实施人为短路,计时器均应可靠记录短路时间,直到人为短路移除为止。图3 功能检查接线示意图7.2 时钟日差校准7.2.1 对于无时钟检测接口的计时器,按图4接线。用标准时钟测量间隔三日的时刻偏差,然后平均到每日作为时钟日差。3J J F1 6 5 82 0 1 7图4 用标准时钟校准时钟日差示意图1)计时器电压回路加三相参比电压、电流回路通以额定电流,然后断开任一相使其记录失压时刻T时读取(锁定)标准时钟当前时刻T0,时差由式(1)计算。T=T-T0(1)2)记下该时刻计时器时钟与标准时钟的时刻差T1,3日后同一时刻再记下两钟的时刻差T2,时钟日差M按式(2)计算。M=13(T2-T1)(2)7.2.2 对于有时钟检测接口的计时器,按图5接线。用数字频率计测量其秒脉冲或时基频率,计算出时钟日差。图5 用数字频率计校准时钟日差示意图1)计时器电压回路加三相参比电压。2)设置数字频率计选择合适的闸门时间或测量显示位数,连续测量5次后取平均值,并通过式(3)计算时钟日差。m=f-f0f08 64 0 0(3)式中:m 平均时钟日差,s;f0 计时器时钟标称频率值,H z;f 实测频率平均值,H z;f=155i=1fi。4J J F1 6 5 82 0 1 7注:对无源输出秒脉冲的计时器,应在其输出端施加工作电源进行测量,或选用含有源测试端的其他设备测量秒脉冲频率。7.3 起动电压及返回电压测量7.3.1 按图3接线,电流回路通以1 0%额定电流、电压回路加三相参比电压作为工作基本状态。7.3.2 在基本状态下,分别调节精密三相电源各相输出电压,从高到低逐步降低至计时器发出失压计时信号,此时精密三相电源显示的该相电压值即为起动电压。7.3.3 在计时器失压计时状态,调节精密三相电源该相电压,从低到高逐步升高至计时器停止计时,此时精密三相电源显示的该相电压值即为返回电压。7.3.4 起动电压取三相中最小值为测量结果,返回电压取三相中最大值为测量结果。7.4 起动电流测量7.4.1 按图3接线,计时器加三相参比电压,电流回路无电流。7.4.2 分别断开精密三相电源中的一相电压,并缓慢地增加该相输入电流,至计时器发出计时信号,此时精密三相电源显示的电流值即为起动电流。7.4.3 起动电流取三相中最大值为测量结果。7.5 评定时钟日差、起动电压、起动电流的校准不确定度不确定度评定示例见附录C。8 校准结果表达校准后的计时器出具校准证书,校准证书应至少应包含以下信息:a)标题:“校准证书”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)客户的名称和地址;f)被校准计时器的描述和明确标识;g)校准日期;h)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;i)校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;j)校准环境的描述;k)校准结果及其测量不确定度的说明;l)对校准规范的偏离的说明;m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;n)校准结果仅对被校对象有效的声明;o)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。校准证书内页格式见附录B。5J J F1 6 5 82 0 1 79 复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。由于复校时间间隔的长短是由计时器的使用情况、使用者、计时器本身质量等诸因素所决定的,因此使用单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。6J J F1 6 5 82 0 1 7附录A校准记录格式记录编号:送校单位地址被校仪器名称型号参比电压额定电流制造厂出厂编号校准使用的标准器有效期至校准环境条件温度:相对湿度:%地点:其他:校准依据 1.外观检查:。2.功能检查:。3.时钟日差:s。1)用标准时钟校准D 1D 4计时器时刻标准时钟时刻时刻差/s 2)用数字频率计校准标称频率:H z,实测频率:H z,H z,H z,H z,H z。4.起动电压:A相:V,B相:V,C相:V。5.返回电压:A相:V,B相:V,C相:V。6.起动电流:A相:mA,B相:mA,C相:mA。校准员:核验员:校准日期:建议校准间隔:7J J F1 6 5 82 0 1 7附录B校准证书内页格式证书编号:校准使用的标准器有效期至校准环境条件温度:相对湿度:%地点:其他:校准依据序号校准项目测量结果测量结果不确定度1时钟日差/s2起动电压/V3返回电压/V4起动电流/mA8J J F1 6 5 82 0 1 7附录C校准不确定度评定示例C.1 时钟日差C.1.1 概述根据本规范7.2.1,对于无时钟检测接口的计时器,用标准时钟测量间隔三日的时刻偏差,然后平均到每日作为时钟日差。选择某一型号被校计时器,标称时钟日差2s,分辨力1s;用某一型号标准时钟作为标准器,时刻保持误差0.0 1s。C.1.2 测量模型根据时钟日差测量公式M=13(T2-T1)T=T-T0即M=13(T2-T0 2)-(T1-T0 1)(C.1)式中:T1、T2 被校计时器起始、结束时刻;T0 1、T0 2 标准时钟起始、结束时刻。C.1.3 不确定度来源、传播公式与灵敏系数输入量的不确定度来源主要是:被校计时器分辨力引起的标准不确定度u(T1)、u(T2),读取(锁定)标准时钟动作延时引起的标准不确定度u(T0 1)、u(T0 2)。标准时钟为G P S时钟,时刻保持误差0.0 1s可忽略不计,输入量间无值得考虑的相关性。则不确定度传播公式可表示为u2c=4i=1MTi2u2(Ti),灵敏系数ci=MTi,即:c1=MT1=-13,c2=MT2=13,c3=MT0 1=13,c4=MT0 2=-13。C.1.4 输入量的标准不确定度评定C.1.4.1 被校计时器分辨力引起的标准不确定度分量u(T1)、u(T2)被校计时器分辨力1s为主要误差,设在其范围内概率均匀分布,则u(T1)=u(T2)=1s2 3=0.2 9sC.1.4.2 标准时钟动作延时误差引入的标准不确定度分量u(T0 1)、u(T0 2)标准时钟主要误差为读取(锁定)当前时刻时的人体反应延时误差,一般为0.2s,9J J F1 6 5 82 0 1 7设在其范围内概率均匀分布,则u(T0 1)=u(T0 2)=0.2s2 3=0.0 5 8s 标准不确定度如表C.1。表C.1 标准不确定度一览表标准不确定度来源符号数值ci=MTi|ci|u(Ti)被校计时器分辨力误差被校计时器分辨力误差标准时钟动作延时误差标准时钟动作延时误差u(T1)u(T2)u(T0 1)u(T0 2)0.2 9s0.2 9s0.0 5 8s0.0 5 8s-131313-130.0 9 7s0.0 9 7s0.0 1 9s0.0 1 9suc(M)=0.1 4sC.1.5 合成标准不确定度u2c(M)=c21u2(T1)+c22u2(T2)+c23u2(T0 1)+c24u2(T0 2)=19(20.2 92+20.0 5 82)=0.0 1 94 3 46 5(s)2uc(M)=0.1 4sC.1.6 扩展不确定度取k=2,U=2uc(M)0.3s通过以上分析,使用标准时钟校准一台标称时钟日差为2s的计时器,其测量的扩展不确定度为0.3s。C.2 起动电压C.2.1 概述根据本规范7.3.2,电流回路通以1 0%额定电流、电压回路加三相参比电压作为基本状态。在基本状态下,逐步降低电压至计时器发出失压计时信号,此时标准器显示的电压值即为起动电压。选择某一型号被校计时器,标称起动电压:7 8V2V;用某一型号失压计时器校验仪作为标准器,电压显示最大允许误差0.5%。C.2.2 测量模型测量过程可简单表达为式(C.2):Ux=U0(C.2)01J J F1 6 5 82 0 1 7式中:Ux 起动电压测量值;U0 标准器显示值。C.2.3 不确定度来源输入量的不确定度来源主要是:测量重复性引起的标准不确定度u(Ux),标准器显示误差引起的标准不确定度u(U0)。C.2.4 输入量的标准不确定度评定C.2.4.1 测量重复性引入的标准不确定度分量u(Ux)测量重复性引入的标准不确定度分量u(Ux),可以通过连续测量得到测量列,采用A类方法评定。被校计时器按C.2.1操作,重复测量1 0次,得到测量列如表C.2。表C.2 起动电压测量列单位:V序号1234567891 0起动电压7 9.27 9.27 9.17 9.17 9.17 9.27 9.37 9.17 9.27 9.1平均值7 9.1 6 故u(Ux)=sU x=nj=1(Ui-Ux)2n-1=0.0 7VC.2.4.2 标准器显示误差引入的标准不确定度分量u(U0)根据溯源证书给出的标准器显示最大允许误差0.5%,按本实例被校计时器起动电压7 8V对应量程计算,其最大允许误差绝对值为0.5V,设在其范围内概率均匀分布,则u(U0)=0.5 V/3=0.2 9VC.2.5 合成标准不确定度u2c(U)=c21u2(Ux)+c22u2(U0)=0.0 72+0.2 92=0.0 8 9(V)2uc(U)=0.3 0VC.2.6 扩展不确定度取k=2,U=2uc(U)=0.6V通过以上分析,使用最大允许误差0.5%的失压计时器校验仪校准标称起动电压为7 8V2V的计时器,其测量的扩展不确定度为0.6V。C.3 起动电流C.3.1 概述根据本规范7.4.2,计时器加三相参比电压,然后断开A相电压,缓慢地增加输入11J J F1 6 5 82 0 1 7电流至计时器发出计时信号,此时标准器显示的电流值即为起动电流。选择某一型号被校计时器,标称起动电流:2 5mA;用某一型号三相电能表检定装置作为标准器(装置专门设置了四个小电流档位:1mA、5mA、1 0mA、5 0mA),电流显示最大允许误差0.5%。C.3.2 测量模型测量过程可简单表达为式(C.3):Ix=I0(C.3)式中:Ix 起动电流测量值;I0 标准器显示值。C.3.3 不确定度来源输入量的不确定度来源主要是:测量重复性引起的标准不确定度u(Ix),标准器显示误差引起的标准不确定度u(I0)。C.3.4 输入量的标准不确定度评定C.3.4.1 测量重复性引入的标准不确定度分量u(Ix)测量重复性引入的标准不确定度分量u(Ix),可以通过连续测量得到测量列,采用A类方法评定。被校计时器按C.3.1操作,重复测量1 0次,得到测量列如表C.3。表C.3 起动电流测量列单位:mA序号1234567891 0起动电流2 42 42 42 42 42 42 42 42 42 3平均值2 3.9 故u(Ux)=sIx=nj=1(Ii-Ix)2n-1=0.3 2mAC.3.4.2 标准器显示误差引入的标准不确定度分量u(I0)根据溯源证书给出的标准器显示最大允许误差0.5%,按本实例被校计时器起动电流2 5mA对应量程计算,其最大允许误差绝对值为0.2 5mA,设在其范围内概率均匀分布,则u(I0)=0.2 5mA/3=0.1 5mAC.3.5 合成标准不确定度u2c(I)=c21u2(Ix)+c22u2(I0)=0.3 22+0.1 52=0.1 2 49(mA)2uc(I)=0.3 6mA21J J F1 6 5 82 0 1 7C.3.6 扩展不确定度取k=2,U=2uc(I)1mA通过以上分析,使用最大允许误差0.5%的三相电能表检定装置校准标称起动电流为2 5mA的计时器,其测量的扩展不确定度为1mA。J J F1 6 5 82 0 1 7