JJG 1180-2021 大型接地网工频接地阻抗测试仪-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G1 1 8 02 0 2 1大型接地网工频接地阻抗测试仪P o w e rF r e q u e n c yG r o u n d I m p e d a n c eT e s t e r s f o rL a r g eG r o u n d i n gG r i d 2 0 2 1-1 0-1 8发布2 0 2 2-0 4-1 8实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布大型接地网工频接地阻抗测试仪检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fP o w e rF r e q u e n c yG r o u n dI m p e d a n c eT e s t e r s f o rL a r g eG r o u n d i n gG r i dJ J G1 1 8 02 0 2 1 归 口 单 位:全国电磁计量技术委员会 主要起草单位:国家高电压计量站山东省计量科学研究院国网湖南省电力公司电力科学研究院 参加起草单位:广东电网公司电力科学研究院武汉市康达电气有限公司 本规程委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J G1 1 8 02 0 2 1本规程主要起草人:王海燕(国家高电压计量站)马雪峰(山东省计量科学研究院)齐 飞(国网湖南省电力公司电力科学研究院)王斯琪(国家高电压计量站)参加起草人:李谦(广东电网公司电力科学研究院)汪心妍(山东省计量科学研究院)胡晓晖(武汉市康达电气有限公司)J J G1 1 8 02 0 2 1目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)4 概述(1)5 计量性能要求(2)5.1 主要计量参数(2)5.2 最大允许误差与准确度等级(2)5.3 辅助电极接地电阻影响(3)5.4 工频地干扰电压抑制比(3)6 通用技术要求(3)6.1 外观(3)6.2 绝缘电阻(4)6.3 介电强度(4)7 计量器具控制(4)7.1 检定条件(4)7.2 检定项目和检定方法(4)7.3 检定结果的处理(7)7.4 检定周期(7)附录A 检定原始记录格式(8)附录B 检定证书/检定结果通知书内页格式(第2页)(1 1)附录C 检定证书/检定结果通知书检定结果页格式(第3页)(1 2)附录D 关于工程地干扰电压抑制比的说明、计算和试验方法(1 4)J J G1 1 8 02 0 2 1引 言J J F1 0 0 22 0 1 0 国家计量检定规程编写规则、J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规程编制工作的基础性规范。本规程为首次发布。J J G1 1 8 02 0 2 1大型接地网工频接地阻抗测试仪检定规程1 范围本规程适用于工作频率为4 5H z 5 5H z,工作电流不小于1A的大型接地网接地阻抗测试仪或装置(以下简称测试仪)的首次检定、后续检定和使用中检查。本规程不适于电池供电、手摇发电机及模拟指示的接地电阻表。2 引用文件本规程引用了下列文件:G B/T1 3 9 7 82 0 0 8 数字多用表G B5 0 1 6 92 0 1 6 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3 术语和计量单位3.1 接地阻抗 g r o u n d i m p e d a n c e在给定频率下,接地系统、装置或设备的给定点与参考点之间的阻抗。G B5 0 1 6 92 0 1 6,定义2.0.73.2 接地电阻 g r o u n d r e s i s t a n c e接地阻抗的实部,工频时为工频接地电阻。G B5 0 1 6 92 0 1 6,定义2.0.83.3 大型接地网(装置)l a r g eg r o u n d i n gg r i d(c o n n e c t i o n)1 1 0k V及以上电压等级变电站、高压试验室的接地装置,或装机容量在2 0 0MW以上的发电厂的接地装置,或者等效面积在50 0 0m2以上的接地网(装置)。3.4 额定电流 r a t e dc u r r e n t测量装置达到额定工作状态时的电流值。3.5 辅助电极接地电阻 a u x i l i a r ye l e c t r o d eg r o u n dr e s i s t a n c e测量接地阻抗时,辅助电极与大地之间的电阻RC和RP,其中RC为辅助电流极与大地之间的电阻,RP为辅助电压极与大地之间的电阻。3.6 工频地干扰电压 i n t e r f e r e n c ee a r t hv o l t a g ea tp o w e r f r e q u e n c y未施加试验电流时,测试仪的辅助电压极与被测接地装置之间的工频电压。3.7 工频地干扰电压抑制比 i n t e r f e r e n c ee a r t hv o l t a g er e j e c t i o nr a t i o反映测试仪对工频地干扰电压的抑制能力的参数,其大小用工频地干扰电压抑制比KE来量化表征。4 概述大型接地网工频接地阻抗测试仪(装置)广泛应用于测量大型接地网(装置)的工1J J G1 1 8 02 0 2 1频接地阻抗,测试仪通常由试验电流输出部分、电压测量部分、控制运算及显示部分等组成,可以是多个具备独立功能单元的部件组合而成的分体式测试装置,也可是各功能部件集成的一体化测试仪。测试仪输出电流通常为交流电流,频率范围在4 5 H z5 5H z之间,电流范围在1A5 0A之间。其测量原理框图如图1所示。图1 测试仪工作原理框图RC电流极辅助接地电阻;RP电压极辅助接地电阻;ZG接地装置接地阻抗。5 计量性能要求5.1 主要计量参数测试仪主要测量参数包括接地阻抗模值|ZG|和接地电阻分量RE。各测量参数量程范围及对分辨力的要求见表1。表1 各测量参数量程范围及分辨力要求参数名称基本量程范围及分辨力非基本量程范围及分辨力接地阻抗模值|ZG|基本量程应包括:5 0m1;示值分辨力应达到1m非基本量程范围:12 0 0;示值分辨力应达到0.1接地电阻RE基本量程应包括:5 0m1;示值分辨力应达到1m非基本量程范围:12 0 0;示值分辨力应达到0.15.2 最大允许误差与准确度等级5.2.1 最大允许误差5.2.1.1 测试仪接地电阻或接地阻抗模值示值最大允许误差(绝对形式)应按式(1)2J J G1 1 8 02 0 2 1计算。=(a%YX+b%Ym)(1)式中:(接地电阻或接地阻抗模值)以绝对形式表示的最大允许误差,m或;YX 测试仪(接地电阻或接地阻抗模值)的示值,m或;Ym 测试仪(接地电阻或接地阻抗模值)量程满度值,m或;a 与测试仪示值相关的系数;b 与测试仪量程有关的系数。5.2.1.2 测试仪接地电阻或接地阻抗模值示值最大允许误差(相对形式)应按式(2)计算。=a%+b%YmYX(2)式中:(接地电阻或接地阻抗模值)以相对形式表示的最大允许误差。5.2.2 准确度等级测试仪准确度等级分为1、2、5级,其中系数a和系数b应同时符合a4b且a+b之和不大于测试仪准确度等级指数的要求。5.3 辅助电极接地电阻影响测试仪辅助接地电阻RC由5 0改变至表2的规定值时,示值误差的允许改变量不应超过表2中规定值。表2 辅助电极接地电阻影响的要求辅助接地电阻/1 0 02 0 0允许改变量1%2%5.4 工频地干扰电压抑制比测试仪应具备一定工频地干扰电压抑制能力,测试仪工频地干扰电压抑制比KE应不低于2 0d B。具体KE值由制造厂给出。推荐的KE值见附录D。测试仪实际工频地干扰电压抑制化应不低于制造厂给出值,且工频地干扰电压引起的误差改变量应符合表3的规定。表3 工频地干扰电压引起的误差改变量允许值等效工频地干扰电压工频地干扰电压引起的误差改变量允许值参考附录D表D.1,不宜超过2 0V4%6 通用技术要求6.1 外观测试仪的铭牌或外壳上应具有以下主要标志:产品名称、型号、出厂编号、制造厂名称、准确度等级,接线端钮上应标有明显的P2、C2(被测接地电阻电极)、P1(电位电极)、C1(辅助电极)、保护接地等符号,各部件应完整,无松动,无裂缝,无明显3J J G1 1 8 02 0 2 1残缺或污损。6.2 绝缘电阻测试仪的测量端与外壳接地端、电源输入端与外壳接地端之间的绝缘电阻应不小于2 0M。6.3 介电强度采用交流2 2 0V(或3 8 0V)供电的测试仪,测量端与外壳接地端、电源输入端与外壳接地端之间,应能承受工频正弦交流电压有效值1.5k V(或2k V),历时1m i n的耐压试验,无击穿或飞弧现象。7 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查。7.1 检定条件7.1.1 环境条件检定环境应符合以下要求:环境温度:(2 05);相对湿度:4 0%7 5%;工作电源:A C 2 2 0V(11 0%)或3 8 0V(11 0%);应无影响测试仪正常工作的强电及强磁场。7.1.2 检定用标准器和辅助设备主标准器要求如下:工作电流范围为1A5 0A;阻抗模值|ZG|、电阻分量RE范围应能覆盖被检测试仪全部量程范围;检定环境条件下,由主标准器引入的扩展不确定度应不大于被检测试仪最大允许误差绝对值的1/5。辅助设备要求如下:绝缘电阻测试仪:额定电压不低于5 0 0V,准确度等级不低于5级;耐电压测试仪:额定电压不低于2k V,准确度等级不低于5级;辅助接地电阻器:额定电流不低于被检测试仪最大工作电流,电阻值偏差应不超过5%。7.2 检定项目和检定方法7.2.1 检定项目测试仪的检定项目见表4。表4 检定项目一览表检定项目首次检定后续检定使用中检查外观及通电检查+绝缘电阻+介电强度+4J J G1 1 8 02 0 2 1表4(续)检定项目首次检定后续检定使用中检查示值误差+辅助电极接地电阻影响+-工频地干扰电压抑制比+-注:符号“+”为必须进行的检定项目,符号“-”为不作要求的检定项目。7.2.2 检定方法7.2.2.1 外观及通电检查采用目测法依次进行外观及通电检查,应符合6.1的要求。7.2.2.2 绝缘电阻使用额定电压5 0 0V的绝缘电阻表测量测试仪测量端与外壳接地端、电源输入端与外壳接地端之间的绝缘电阻,试验结果应符合6.2的要求。7.2.2.3 介电强度使用耐电压测试仪在测试仪测量端与外壳接地端、电源输入端与外壳接地端之间,施加工频有效值1.5k V(或2k V)的正弦交流电压历时1m i n,试验结果应符合6.3的要求。7.2.2.4 示值误差测试仪的示值误差主要包括接地电阻分量RE和接地阻抗模值|ZG|两部分;基本量程的检定点应包括基本量程的上下限及中间点。其他量程的检定点应包括量程的上下限。a)接地电阻分量RE接地电阻分量RE示值误差检定接线如图2所示,将标准器设定为检定点对应的值RS,电流极辅助接地电阻RC设定为5 0,电压极辅助接地电阻RP设定为1 0 0,被检测试仪工作电流设定为其额定电流,启动被检测试仪进行测量。记录被检测试仪示值RX,按式(3)或式(4)计算示值误差,结果应符合5.2的要求。图2 示值误差检定接线图ZG工频阻抗标准器;RP、RC辅助电极等效接地电阻R=RX-RS(3)5J J G1 1 8 02 0 2 1R=RX-RSRS1 0 0%(4)式中:RX 被检测试仪显示值,m或;RS 标准器示值,m或;R 示值误差绝对形式,m或;R 示值误差相对形式。b)接地阻抗模值|ZG|接地阻抗模值|ZG|示值误差检定接线如图2所示。将标准器设定为检定点对应的值|ZS|,电流极辅助接地电阻RC设定为5 0,电压极辅助接地电阻RP设定为1 0 0,被检测试仪工作电流设定为其额定电流,分别选取不同的阻抗值(推荐的阻抗模值和相角见附录A),记录被检测试仪的阻抗模示值|ZX|,被检测试仪的示值误差按式(5)或式(6)计算,示值误差应符合5.2要求。ZX=ZX-ZS(5)|ZX|=|ZX|-|ZS|ZS|1 0 0%(6)式中:ZX 被检测试仪的阻抗模示值,m或;ZS 阻抗标准器示值,m或;|ZX|阻抗模示值误差绝对形式,m或;|ZX|阻抗模示值误差相对形式。7.2.2.5 辅助电极接地电阻影响试验辅助接地电阻影响试验接线如图3所示,将RE设定为0.5,电压极辅助接地电阻RP设定为1 0 0时,将电流极辅助接地电阻RC分别置于1 0 0,2 0 0,启动被检测试仪依次测量,测量结果与辅助接地电阻值为5 0时的测量值之差应符合5.3的要求。图3 辅助电极接地电阻影响试验接线图7.2.2.6 工频地干扰电压抑制比试验工频地干扰电压抑制比试验接线如图4所示,RC设定为5 0,RP设定为1 0 0。依次将标准器设置为0.5、0.2、0.1,在被检测试仪额定电流下进行测量,记录6J J G1 1 8 02 0 2 1示值RX。通过5 0H z交流隔离可调恒压源在C2、P2之间施加模拟地干扰电压Vd;逐渐增大Vd的值,直至测试仪示值RX的改变量达到表3规定值或Vd达到2 0V,记录对应的模拟地干扰电压值VX、示值改变量R X和测试仪实际输出电流IX。按式(7)计算测试仪的各点地干扰电压抑制比KE值。被检测试仪实际工频地干扰电压抑制比KE及误差改变量应符合5.4的要求。KE=2 0 l gVXRXIX (7)式中:IX 被检测试仪的实际输出电流,A;RX 示值改变量,;VX 示值改变量对应的模拟地干扰电压值,V;KE 工频地干扰电压抑制比。图4 工频地干扰电压抑制比试验接线图V交流电压表;A交流电流表;P1、P2电压(电位)极端子;C1、C2电流极端子;RE标准电阻器;RP、RC辅助电极等效接地电阻7.3 检定结果的处理7.3.1 检定数据按四舍五入及偶数法修约,由修约引入的不确定度应不超过被检测试仪允许误差的1/1 0。判定被检测试仪检定结果是否合格应以修约后的数据为准。7.3.2 表4规定的检定项目全部合格的测试仪,出具检定证书;检定不合格的出具检定结果通知书,并注明不合格项目。7.3.3 检定原始记录格式见附录A,检定证书和检定结果通知书内页格式见附录B和附录C。7.4 检定周期测试仪检定周期为1年。7J J G1 1 8 02 0 2 1附录A检定原始记录格式大型接地网工频接地阻抗测试仪检定原始记录基本信息送检单位器具名称型号规格制造单位出厂编号准确度等级证书编号 检定的依据:J J G1 1 8 02 0 2 1 大型接地网工频接地阻抗测试仪检定使用的计量标准器具名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至检定环境条件环境条件温度 相对湿度%检定项目一、外观及通电检查合格 不合格二、绝缘电阻合格 不合格三、介电强度合格 不合格四、示值误差合格 不合格五、辅助电极接地电阻影响合格 不合格六、工频地干扰电压抑制比合格 不合格检定结论及说明第页,共页8J J G1 1 8 02 0 2 1示值误差接地电阻量程/标准值/被检表示值/示值误差10.10.20.51其他接地阻抗模值量程/标准值/被检表示值/示值误差10.13 0 0.16 0 0.23 0 0.26 0 0.53 0 0.56 0 1.03 0 1.06 0 其他辅助电极接地电阻影响辅助电极地电阻/5 01 0 02 0 0接地电阻标准值/0.5被检表示值/工频地干扰电压抑制比模拟地干扰电压VX/V试验电流IX/A电阻标准值RS/无干扰电阻示值RX 1/有干扰电阻示值RX 2/电阻示例值改变量RX/m工频地干扰电压抑制比KE/d B50.1 0 00.1 0 00.1 0 00.2 0 00.5 0 0第页,共页9J J G1 1 8 02 0 2 1模拟地干扰电压VX/V试验电流IX/A电阻标准值RS/无干扰电阻示值RX 1/有干扰电阻示值RX 2/电阻示例值改变量RX/m工频地干扰电压抑制比KE/d B1 00.1 0 00.1 0 00.1 0 00.2 0 00.5 0 02 00.1 0 00.1 0 00.2 0 00.5 0 0检定员:核验员:检定日期:年 月 日第页,共页01J J G1 1 8 02 0 2 1附录B检定证书/检定结果通知书内页格式(第2页)证书编号 -检定机构授权说明:检定环境条件及地点:温度地点相对湿度%其他检定使用的计量(基)标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至检定使用的标准器名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书编号有效期至第页,共页11J J G1 1 8 02 0 2 1附录C检定证书/检定结果通知书检定结果页格式(第3页)C.1 检定证书第3页证书编号 -检定结果一、外观及通电检查:二、绝缘电阻:三、介电强度:四、示值误差:接地电阻量程/标准值/被检表示值/示值误差10.10.20.51其他接地阻抗模值量程/标准值/被检表示值/示值误差10.13 0 0.16 0 0.23 0 0.26 0 0.53 0 0.56 0 1.03 0 1.06 0 其他五、辅助电极接地电阻影响:六、工频地干扰电压抑制比:检定结论:以下空白第页,共页21J J G1 1 8 02 0 2 1C.2 检定结果通知书第3页证书编号 -检定结果一、外观及通电检查:二、绝缘电阻:三、介电强度:四、示值误差:接地电阻量程/标准值/被检表示值/示值误差10.10.20.51其他接地阻抗模值量程/标准值/被检表示值/示值误差10.13 0 0.16 0 0.23 0 0.26 0 0.53 0 0.56 0 1.03 0 1.06 0 其他五、辅助电极接地电阻影响:六、工频地干扰电压抑制比:检定结果不合格项:检定结果不合格项说明:第页,共页31J J G1 1 8 02 0 2 1附录D关于工程地干扰电压抑制比的说明、计算和试验方法D.1 工频干扰影响和抑制能力在接地网工频接地电阻(阻抗)的测试中,工频地干扰电压是影响接地网工频接地阻抗测试结果的重要因素。因此,为提高测量结果的准确性和可信性,测试仪器(设备)应具备抑制工频地干扰电压的能力。干扰抑制能力k为干扰信号Y与其引起的测量值改变量之比:k=Y(D.1)则干扰抑制能力的分贝数K为:K=2 0l gY(D.2)在参数的工程试验中,干扰引起的改变量不超过真实值的5%1 0%是可以接受的,则有:=X=YkX5%1 0%(D.3)D.2 接地电阻测量对工频地干扰电压抑制比的要求测量工频接地电阻时,如果大地中存在地干扰电流Id,将与试验电流Im产生叠加,流过被测电阻Rs。测试仪在电压极测量到的实际电压为:Vm=RsIm(D.4)测试仪在电压极测量到的干扰电压为:Vd=RsId(D.5)测试仪对干扰电压抑制能力为k,那么被衰减后的干扰电压为:V=Vdk(D.6)在地干扰电流的影响下,测试仪测量的接地电阻RX为:RX=Vm+VIm=Rs+R(D.7)其中由工频地干扰电压引起的电阻改变量为:R=VIm(D.8)相对改变量为:=RRs(D.9)通过施加模拟干扰电压Vd、测试仪的实际输出电流Im和干扰引起的电阻改变量R,按公式(D.1 0)计算得到测试仪工频地干扰电压抑制比KE:41J J G1 1 8 02 0 2 1KE=2 0 l gVdRIm(D.1 0)实验室环境下工频地干扰电压抑制比试验中电阻允许改变范围及测试仪推荐的干扰抑制比KE取值见表D.1。表D.1 推荐的电阻改变量及工频地干扰电压抑制比KE取值干扰电压Vd/V试验电流Im/A电阻值Rs/电阻改变量R/m干扰抑制比KE/d B510.1 0 00.2 0 00.5 0 017 42.56 656 01 05 42 54 61 020.1 0 00.2 0 00.5 0 017 42.56 656 01 05 42 54 62 050.1 0 00.2 0 00.5 0 026 646 085 42 04 651J J G1 1 8 02 0 2 1