JJG 244-2003(代替JJG 244-1981) 感应分压器检定规程.pdf
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1、中华人民共和国国家计量检定规程J J G 2 4 4-2 0 0 3感应分压器I n d u c t i v e V o l t a g e D i v i d e r2 0 0 3 一 0 9 一2 3发布2 0 0 4一0 3一2 3实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局发布J J G 2 4 4-2 0 0 3、.心。.令。仑旷.心.。.。.心.感应分压器检定规程V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f J J G 2 4 4-2 0 0 3代替 J J G 2 4 4-1 9 8 1认.oI n d u c t i v
2、e V o l t a g e D i v i d e r 本规程经国家质量监督检验检疫总局 2 0 0 3 年 0 9 月 2 3日 批准,并自2 0 0 4 年 0 3 月 2 3日 起施行。归 口 单 位:主要起 草 单位:全 国电磁计量技术委员会中国计量科学研究院本规程委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J G 2 4 4-2 0 0 3本规程主要起草人:何小兵 参加起草人:丁诚(中国计量科学研究院)(中国计量科学研究院)J J G 2 4 4-2 0 0 3目录1 范围 (1)2 概述 (1)2.1 感应分压器结构 (1)2.2 传递比率的定义 (1)2.3 传递比率误差 (3)3
3、 计量性能要求.(3)4 通用技术要求 (3)4.1 外观 (3)4.2 绝缘电阻 (4)4.3 耐压试验 (4)5 计量器具控制 :(4)5.1 检定条件 (4)5.2 检定项目 (5)5.3 检定方法 ,(5)5.4 检定结果处理 (1 0)5.5 检定周期 (1 0)附录A 感应分压器检定证书内页格式 (1 1)附录 B 感应分压器检定原始记录格式(两次平衡参考电势增量法)(1 3)附录C 感应分压器检定原始记录格式(对检法)(1 5)附录D 用对检法检定时高、低端引线压降的消除方法 (1 7)附录E 感应分压器传递比率误差公式推导 (1 9)J J G 2 4 4-2 0 0 3感应
4、分 压 器检 定规 程范围 本规程适用于自藕式和隔离式音频感应分压器、感应式音频衰减器以及感应式音频电压比率器的首次检定、后续检定和使用中检验。2 概 述2.1 感应分压器结构 单盘感应分压器从结构上是在一个公共磁环上由几个紧密藕合绕组串联起来提供电压比率的器件,它具有分压比接近匝比的特点。图 1 所示为一个自藕式感应分压器,当输人端、之间加上输人电压 U,时,在输出端、之间可给出被分出的电压U,。与此同时,输出端和分压输出端之间的电压 U,一U Z 与 认 的比可作为电桥比率使用。输入高端一输出高端一 分压输 出端上输 入 低 端阅-一 一。叫。输出低端 图 1 单盘感应分压器结构原理图 多
5、盘感应分压器是包括几个单盘感应分压器的电压迭加电路,各盘的电压按一定的比率衰减,因此可以获得连续可调的分压输出,其结构原理如图2 所示,图2(a)是串联连接方式,图2(b)是并联连接方式,图 2(c)是隔离式连接方式。2.2 传递比率的定义 感应分压器传递比率(亦称为感应分压器分压系数)定义为开路输出电压复数量与输人电压复数量的比值,如式(1)所示:感 应 分 压 器 传 递 比 率=丛 U,(1)I T G 2 4 4-2 0 0 3U1 a)串联连接的多盘感应分压器鱿十(b)并联连接的多盘感应分压器冬 于一一于一一 一于一一落(二兰:(厂二 J乙 二立仁二一已:土二 一二/二土(二 一侧、
6、一冉仁万飞上泞一几飞土一几几七(c)隔离式连接的多盘感应分压器图2 多盘感应分压器结构原理图式中:U Z 感应分压器开路输出电压复数量;U,感应分压器输人电压复数量。J J G 2 4 4-2 0 0 32.3 传递比率误差 感应分压 器传递 比率误差 定义为:。=一 上 旦.=些 (2)U,U,式中:U 感应分压器开路输出电压复数量的 标称值;D U 感应分压器开路输出电压复数量标称值的误差值。由 于 感 应 分压 器 传 递比 率误 差 是 一 个 包 含同 相 分量e,和 正 交分 量e。的 复 数 量,所以,传递比率误差应采用这个复数量的模 。来表示:I e I=丫 e 二+。几(3)
7、式中:e 感应分压器传递比 率误差的同相分量;e,-感应 分 压 器传 递比 率 误 差的 正 交 分 量。传递比率误差的同相分量一般用科学标记法表示,传递比率误差的正交分量表示相移的关系(即输出电压复数量相对于输人电压复数量的相移),故以弧度或微弧度表示,也可以用相应的科学标记法表示。传递比率误差的模亦用科学标记法表示(见表 1)0 表 1 感应 分压器准确度等级和传递 比率误差模的极 限准确度等级传递比率误差模的极限1x1 0 一 s2x1 0 一 85x1 0-81x1 0-72 x 1 0-5 x1 0 一 71 x 1 0-6士1x1 0 一 et2 x1 0 一 吕士5X1 0 一
8、 B士1x1 0 一 7t2 x1 0 一 了士5 x 1 0-士l x1 0-63计量性能 要求 感应分压器的准确度用传递比率误差模的极限来确定,其准确度等级及相应的传递比率误差模的极限列于表 1,为了便于验证,在提供的检定证书中应同时给出同相误差分量和正交误差分量。感应分压器的准确度与频率有关,允许感应分压器在不同的频率下给出不同的准确度等级。4 通用技术要求4.1 外观 感应分压器的结构应牢固可靠,仪器面板和外壳无明显的机械损伤,各项标志应齐全、清晰。所有开关应定位准确、操作灵活。在感应分压器的面板或外壳上应有铭牌,铭牌内容应有名称、型号、生产厂家、编号和出厂日期。J J G 2 4 4
9、-2 0 0 34.2 绝缘电阻 直流绝缘电阻应在 5 0 0(1 士1 0%)V或者线路绝缘电压(即标称线路电压:可加给仪器线路的对地最高电压,在此电压下,仪器不致于发生接触危险)t1 0%的电压(取两电压中较大的一个)下测量,在不作任何连接的任意两点间测得的绝缘电阻应不小于5 0 0 MS 2 04.3 耐压试验 将所有测量线路端钮连接在一起与仪器外壳间做耐压试验,应能承受表 2 规定电压值 l m i n 的耐压试验(正弦波、5 0 H z)a 表2 测量线路的标称线路电压(线路绝缘电压)和试验电压5 计量器具控制 计量器具控制包括:首次检定、后续检定和使用中检验。5.1 检定条件5.1
10、.1 检定用设备5.1.1.1 感应分压器检定装置由标准多盘感应分压器、参考分压器、辅助分压器、屏蔽保护分压器、微差补偿器、交流指零仪等设备组成。5.1.1.2 用标准多盘感应分压器对准确度较低的感应分压器进行相对法检定。标准多盘感应分压器的最大允许误差不大于被检感应分压器最大允许误差的 1/5 05.1.1.3 用参考分压器(辅助分压器)对准确度较高的感应分压器进行参考电势法检定。5.1.2 环境条件 环境温度:(2 0 士 1 0)0 C;相对湿度:(1 0 一 6 0)%a 输人电压:制造厂规定电压的士5%a 频率:制造厂规定频率的1 2%0 外 磁 场:地磁场强度。输入电压失真系数:1
11、%0 4d 7 G 2 4 4-2 0 0 35.2检 定项 目检定 项 目见表表 3检定项 目表检定 项 目首次检定后续检定使用 中检验外 观+示值+绝缘 电阻+十+电压试 验+一,关注:表中“十”表示检定,“一”表示不检定,“*”表示修理后须检定。5.3 检定方法5.3.1 外观检查 感应分压器外观检查应符合本规程第 4.1 条要求。5.3.2 示值检定5.3.2.1 参考电势法检定 参考电势法通常是对准确度较高的感应分压器(如与最高计量标准同等级)进行检定时采用的检定方法。(1)典型参考电势法 检定原理线路如图 3 所示。认=U o(1-6 1)U=N饥f一F xF sF c 图 3 参
12、考电势法原理线路图F x-被检定感应分压器;F 一屏蔽保护电位分压器;F,一参考分压器;U 一电源电压;U o-1/N段电压的标称值;U:一参考电势;N-感应分压器的总段数;。一微差补偿器(给出同相分量和正交分量);A i=NUY;其中Y二巴。+l e ;D 一指零仪用参考分压器的副边电压(即参考电势)与被检感应分压器的各段电压进行比较,J J G 2 4 4-2 0 0 3可得:、,声廿、JJ4工f了了惬、.y、名曰 -y艺i=1 民 二NY式中:s,参考电势的误差;s;被检分压器第 i 段的 段误差。则被检感应分压器的传递比率误差(亦称抽头误差)为:、,夕、1了67了.、了1、e,IN 二
13、 1:aN,、二 _1 1 7,(NN,一rv Y,)e,OUT=令 拿。二 1-cN 一N,Y,)-I 式(6)是折算到输人端的传递比率误差,式(7)是折算到输出端的传递比率误差。按 G B 9 0 9 1 一 8 8 规定,感应分压器的传递比率误差应折算到输人端。而在某些场合下需应用式(7)0 典型 参考电势法是基于在检定过程中参考电 势误差不变的假定(即s:为常数),但事实上是有变化的,特别是在工作频率较高时,这个变化将明显地降低检定准确度。(2)两次平衡参考电势增量法 检定原理线路如图4 所示。K,b NU=N以 图4 两次平衡参考电势增量法原理线路图 用两次平衡参考电势增量法对被检感
14、应分压器的每一段电压进行检定时需作两次平衡,图中K,K z 为状态同步开关,第一次平衡称为“零平衡”,把参考分压器原边短路,即把图中开关K Z 打到向 下的位置,同时开关 K,打到被检定段的低电位端,然 后调节微差补偿器使指零仪指零,并读取微差补 偿器上的示值 Y,o I Y,。中的下角标 i 表示被检定段(二1 一N);0 表示“零平衡”操作;第二次平衡称为“段平衡”,需把图中开关K Z 打到向上的位置(在回 路中加入参考电 势),同时开关 K,打到被检定段的 高电位端,调节微差补偿器使批零仪指零,再次读取微差补偿器上的示值 Y,L Y中的下角 6 J J G 2 4 4-2 0 0 3标
15、i 表示被检定段(i=1 一N)。对于 N段分压器,需做 N次“零平衡”和 N次“段平衡”。显然,两次平衡后得到的读数之差值,消除了参考电势误差变化的影响,提高了检定准确度。误差计算公式如下:、J、,J89f了“:=一 艺(Y一 Y;S=MY 一,。)一 又(Y 一 Y;式中:Y在做第 i 段“段平衡”时,微差补偿器的读数;Y i,o 在做第 i 段“零平 衡”时,微差补偿器的读数。把式(9)代人式(6)即得到被检感应分压器传递比率误差。(3)两次平衡参考电势对检法 检定原理线路如图 5 所示。刀目自一一 U s=U p 尖s)0-U=N 以K:_ Q 0F D F 图5 两次平衡参考电势对检
16、法原理线路图 两次平衡参考电势对检法与两次平衡参考电势增量法基本相似,从图 5 可以看出,由于增加了 一个辅助分压器 F p,被检感应分压器只需有一个滑动抽头即可。当检定多盘感应分压器时,这个方法具有明显的优点。同步开关K,一 K 2 也是用来给出“零平衡”和“段平衡”两种位置以取得参考电势增量的。当进行“零平衡”时,把参考分压器原边短路,即把图中 开关K 2 打到向下的位置,同时开关K,打到被检定段的低电 位端,辅助分压器F。输出端的滑动头和屏蔽保护电 位分压器F,输出 端的滑动头始终与同步开关K,一 K 2 打到向下的位置时保持一致,调节微差补偿器,使指零仪指零,并读取微差补偿器上的示值7
17、;,o L Y;,。中的下角标 i 表示被检定段(i 二1 一 N);0表示“零平衡”操作。当进行“段平衡”时,把图中开 关 K 2 打到向上的位置(在回 路中加人参考电 势),同时开关K,打到被检定段的高电 位端,而辅助分压器F。输出端的 滑动头和 屏蔽保护电位分压器F。输出 端的滑动头仍然保持在“零平衡”时的位置,再调节微差补偿器使指 7J J G 2 4 4-2 0 0 3零仪重新平衡,再次读取微差补偿器上的示值r;f y。中的 下角标i 表示被检定段(i=1 一 N)。对于 N段分压器,需做 N次“零平衡”和 N次“段平衡”。误差计算公式与式(8)和式(9)完全相同。(4)互检法 当有
18、两台准确度相对较低的多盘串级连接的感应分压器时,可用互检法进行相互检定,该方法与两次平衡参考电势对检法相似。将两台串级连接的多盘感应分压器 A和 B,按图6 所示线路连接,检定过程与两次平衡参考电势对检法基本相似。首先按图6(a)所示做 i 一 1 段的“零平衡”,然后将 B分压器的第二盘置 1 0(参考电压),按 图 6(b)所示做“段平衡”。将微差补偿器上“段平衡”时的读数值减去“零平衡”时的读数值便得到 A分压器第一盘第 i 段电压与参考电势的差值。图示电路需做 1 0 次“零平衡”和 1 0次“段平衡”,按照两次平衡参考电势对检法的 计算方法,就可以求出A 分压器第一盘各段电压的段误差
19、 8;A和传递比率误差。、。同理,以B 分压器第三盘总电 压作为参考电势,可以对A 分压器的第二盘进行检定;以 B分压器第四盘总电压作为参考电势,可以对 A分压器的第三盘进行检定;依此类推。若将 A分压器作为参考分压器,同样可以检定 B 分压器。o t0A分压器(串级)B分压器(串级)(a)互检法零平衡状态A分压器(串级)(b)互检法段平衡状态H分压器(串级)图6 互检法检定原理线路图5.3.2.2 对检法检定当被检感应分压器准确度较低时(即当标准感应分压器的最大允许误差小于或等于J J G 2 4 4-2 0 0 3被检感应分压器最大允许误差的 1/5时),应采用对检法检定。用对检法可以对感
20、应分压器进行整体检定,检定原理线路如图7 所示。U=N姚 图 7 对检法检定原理线路图设标准感应分压器的传递比 率误差为。5。,被检感应分压器的 传递比率误差为。对于检定第 i 抽头时,用微差补偿器补偿其差值使指零仪指零,并读取该差值,得:e =e,。一Y;若。可忽略,则有:e s i.IN=一Y式中:i 一被检分压器输出抽头序号。式(1 1)是折算到输入端的传递比率误差,若要折算到输出端,则有:N,了 Y i则可(1 0)(1 1)(1 2)被检定点的选择:如由 m个单盘十进感应分压器组成的一个 m盘感应分压器,则它的示值组合数有 1 0 个,如 m=8,则示值组合数目可达 1 护个,要逐个
21、检定是不可能的。按照实际情况分析,根据 目前感应分压器的指标和结构特点,一般来说,在选择被检定点时可分为两部分,第一部分是单盘检定,即对前三个盘分别进行单盘检定。第二部分是组合检定,即选择一些具有代表性的组合值,用以检查盘与盘之间的各种影响。引线压降的消除:用对检法检定感应分压器时,应考虑并消除高、低端引线压降的影响,附录 D介绍了几种消除引线压降的方法。5.3.2.3 单盘过渡法检定 以 N=7,8,9,1 0,1 1,1 2 的单盘感应分压器作为标准,把被检多盘感应分压器的示值设置到表 4 所列的相应数值上进行检定,其差值由微差补偿器读出,这样就实现了对多盘感应分压器的整体检定。5.3.4
22、 绝缘电阻测试J J G 2 4 4-2 0 0 3 应符合本规程第 4.2 条规定。测试应在施加电压后(1 一2)m i n 之间进行。5.3.5 耐压试验测试 应符合本规程第 4.3 条规定。试验电压应平稳上升到表 2 规定值,在此阶段中不应出现明显的瞬变现象。保持 1 m i n,然后平稳地降低到零。在耐压试验测试中不应出现击穿或飞弧现象。试验后仪器应能正常工作。表 4不 同 N值的单盘 感应分压器各抽头(n,)相应 的比率值(E,)几 之 N7891 01 11 210.1 4 2 8 5 7 1 40.1 2 5 0 0 0 0 00.1 1 1 1 1 1 1 10.1 0 0 0
23、 0 0 0 00.0 9 0 9 0 9 0 90.0 8 3 3 3 3 3 320.2 8 5 7 1 4 2 80.2 5 0 0 0 0 0 00.2 2 2 2 2 2 2 20.2 0 0 0 0 0 0 00.1 8 1 8 1 8 1 80.1 6 6 6 6 6 6 630.4 2 8 5 7 1 4 20.3 7 5 0 0 0 0 00.3 3 3 3 3 3 3 30.3 0 0 0 0 0 0 00.2 7 2 7 2 7 2 70.2 5 0 0 0 0 0 040.5 7 1 4 2 8 5 70.5 0 0 0 0 0 0 00.4 4 4 4 4-0 4 4
24、0.4 0 0 0 0 0 0 00.3 6 3 6 3 6 3 60.3 3 3 3 3 3 3 350.7 1 4 2 8 5 7 10.6 2 5 0 0 0 0 00.5 5 5 5 5 5 5 50.5 0 0 0 0 0 0 00.4 5 4 5 4 5 4 50.4 1 6 6 6 6 6 660.8 5 7 1 4 2 8 50.7 5 0 0 0 0 0 00.6 6 6 6 6 6 6 60.6 0 0 0 0 0 0 00.5 4 5 4 5 4 5 40.5 0 0 0 0 0 0 071.0 0 以)0 0 0 00.8 7 5 0 0 0 0 00.7 7 7 7
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