絕緣油介質(zhì)損耗因數(shù)及體積電阻率測試儀校準規(guī)范

1絕緣油介質(zhì)損耗因數(shù)及體積電阻率測試儀校準規(guī)范本規(guī)范適用于絕緣油介質(zhì)損耗因數(shù)及體積電阻率測試儀(以下簡稱油介損儀)的本規(guī)范不適用于高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀和高壓電容電橋的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJG690—2003高絕緣電阻測量儀(高阻計)JJG1005—2005電子式絕緣電阻表GB/T5654—2007液體絕緣材料相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量GB/T16927.2—2013高電壓試驗技術(shù)第2部分：測量系統(tǒng)GB/T21216—2007絕緣液體測量電導(dǎo)和電容確定介質(zhì)損耗因數(shù)的試驗方法DL/T421—2009電力用油體積電阻率測定法凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語和計量單位3.1介質(zhì)損耗因數(shù)dielectricdissipationfactor介質(zhì)損耗因數(shù)(tane)是損耗角的正切值。3.2絕緣油體積電阻率insulatingoilvolumeresistivity絕緣油體積電阻率是液體介質(zhì)在單位體積內(nèi)電阻的大小，單位：Ω·m。油介損儀是測量絕緣油介質(zhì)損耗因數(shù)和體積電阻率的儀器。包括油杯、溫控系統(tǒng)、測量電路(信號處理單元及信號測量單元)、交直流高壓電源、電容標準器、體積電阻介質(zhì)損耗因數(shù)和電容測量原理如圖1所示：標準回路由內(nèi)置高穩(wěn)定度電容標準器C,和標準回路采樣電阻R…組成；被試回路由被試油品(Cx、R)和被試回路采樣電阻R組成。C是油的等效電容，R,是油產(chǎn)生各種損耗的等效電阻。HV是交流高壓電源。介質(zhì)損耗因數(shù)測量方法采用正接法。2 體積電阻率測量原理如圖2所示：被測絕緣油體積電阻率接在高壓端和低壓端之間，信號測量單元對被測絕緣油體積電阻率的采樣信號進行處理，得到體積電阻率。DHV為直流高壓電源。體積電阻率和絕緣電阻的換算見式(1):式中：p——絕緣油體積電阻率，Ω·m;C?——油杯的空杯電容，pF;R——絕緣油絕緣電阻值，Ω。p|p|絕緣油信號測量單元專5計量特性5.1介質(zhì)損耗因數(shù)最大允許誤差a與被校油介損儀介質(zhì)損耗因數(shù)測量有關(guān)的系數(shù)；3D——油介損儀介質(zhì)損耗因數(shù)測量示值；D?——介質(zhì)損耗因數(shù)測量的零值誤差，一般不大于0.0002。5.2電容最大允許誤差：b——與被校油介損儀電容測量有關(guān)的系數(shù)；C——油介損儀電容測量示值；Cm——電容測量的零值誤差，pF。一般不大于2pF。5.3體積電阻率最大允許誤差：e——被校油介損儀(僅對體積電阻率)的準確度等級5.4溫度最大允許誤差：5.5高壓電源電壓最大允許誤差5.5.1交流電壓一般為±3%,電壓單位：kV。5.5.2直流電壓一般為±3%,電壓單位：kV。6校準條件6.1環(huán)境條件油介損儀校準環(huán)境條件應(yīng)滿足以下要求：a)環(huán)境溫度：20℃±5℃;b)環(huán)境相對濕度：不大于60%;c)周圍無影響測量的強電場和交變磁場；d)對交流220V供電的油介損儀電源要求：1)電壓：220V±11V;2)頻率：50Hz±0.1Hz;3)諧波總含量不大于3%。6.2測量標準及其他設(shè)備油介損儀校準的測量標準設(shè)備主要由介質(zhì)損耗因數(shù)標準器、標準電容、絕緣電阻檢定裝置、溫度測量儀表、高壓測量設(shè)備等組成。6.2.1介質(zhì)損耗因數(shù)標準器量程范圍：0～10%,其示值誤差一般不超過被校油介損儀示值允許誤差的1/4。6.2.2標準電容量程范圍：(0～200)pF,其示值誤差一般不超過被校油介損儀示值允許誤差的1/4。46.2.3絕緣電阻檢定裝置量程范圍：(0～200)GΩ,其準確度等級一般不超過被校油介損儀示值允許誤差的1/4。6.2.4溫度測量儀表量程范圍一般為(0～120)℃,其示值最大允許誤差：±0.2℃。6.2.5高壓測量設(shè)備量程范圍一般為(0～5)kV,其示值誤差一般不超過被校油介損儀示值允許誤差的1/5。7校準項目和校準方法7.1校準項目校準項目按表1的規(guī)定。校準項目計量特性條款號校準方法對應(yīng)條款號12電容34溫度5高壓電源7.2校準方法油介損儀校準前的外觀和通電檢查：油介損儀的面板、機殼或銘牌上應(yīng)有以下主要標志和符號：產(chǎn)品的名稱及型號、制造商名稱或商標、制造日期、出廠編號；所有的標志應(yīng)清晰明顯，無影響儀器性能的損壞；外殼上應(yīng)有明顯或可靠的接地端子，油杯的信號采集線和溫度采集線接線正確，所有開關(guān)及按鈕應(yīng)靈活可靠。通電檢查：電氣工作性能正常，顯示部分應(yīng)完整無缺，電極無損傷現(xiàn)象。7.2.1介質(zhì)損耗因數(shù)7.2.1.1校準選點在被校油介損儀全量程范圍內(nèi)均勻選取10個介質(zhì)損耗因數(shù)點進行校準。7.2.1.2校準過程將被校油介損儀和介質(zhì)損耗因數(shù)標準器放在有絕緣墊的平面上，儀器外殼安全按照圖3或被校油介損儀說明書的接線方式，將被校油介損儀的高壓端(或放置油杯的被校油介損儀高壓電極板)接介質(zhì)損耗因數(shù)標準器高壓端，被校油介損儀信號端芯線(或低壓端)接介質(zhì)損耗因數(shù)標準器低壓端，被校油介損儀屏蔽端接介質(zhì)損耗因數(shù)標5油介油介損儀介質(zhì)損耗因數(shù)標準器油介損儀標準電容按照7.2.1.1選點，不加熱、不加油條件下進行測量，得到校準值。示值誤差按公式中：△D——介質(zhì)損耗因數(shù)示值誤差；Dx——油介損儀介質(zhì)損耗因數(shù)示值；D?——介質(zhì)損耗因數(shù)標準值。7.2.2.1校準選點在被校油介損儀電容量程范圍內(nèi)選取1個電容點進行校準。7.2.2.2校準過程將被校油介損儀和標準電容放在有絕緣墊的平面上，儀器外殼安全接地。按照圖4或被校油介損儀說明書的接線方式，將被校油介損儀的高壓端(或放置油杯的被校油介損儀高壓電極板)接標準電容高壓端，被校油介損儀信號端芯線(或低壓端)接標準電容低壓端，被校準油介損儀屏蔽端接標準電容屏蔽端。o按照7.2.2.1選點，不加熱、不加油條件下進行測量，得到校準值。示值誤差按公6油介損儀絕緣電阻檢定裝置油介損儀絕緣電阻檢定裝置Cx——油介損儀電容示值，pF;7.2.3體積電阻率7.2.3.1校準選點在被校油介損儀體積電阻率量程范圍內(nèi)均勻選取10個校準點進行校準。7.2.3.2校準過程將被校油介損儀和絕緣電阻檢定裝置放在有絕緣墊的平面上，儀器外殼安全接地。按照圖5或被校油介損儀說明書的接線方式，將被校油介損儀的高壓端(或放置油杯的被校油介損儀高壓電極板)接絕緣電阻檢定裝置高壓端，被校油介損儀信號端芯線(或低壓端)接絕緣電阻檢定裝置低壓端，被校油介損儀屏蔽端接絕緣電阻檢定裝置屏低壓端○屏蔽端葉ooo圖5體積電阻率校準接線圖按照7.2.3.1選點，不加熱、不加油條件下進行測量，得到校準值。體積電阻率示值誤差按公式(7)計算：在60℃~120℃范圍內(nèi)選取不少于2個溫度點進行校準，其中1個溫度點為設(shè)定被校溫度，按照被校油介損儀的操作說明操作儀器，升溫加熱到待測量溫度點，油溫穩(wěn)定后，用溫度測量儀表測量油杯里油的溫度。溫度示值誤差按公式(8)7△t——溫度示值誤差，℃;tx——油介損儀溫度示值，℃;ta——溫度測量儀表示值，℃。7.2.5高壓電源7.2.5.1校準選點在交流高壓和直流高壓量限范圍內(nèi)各選取1個電壓點進行校準。7.2.5.2校準過程交流高壓和直流高壓測量分別按照圖6接線，進行校準。油介損儀的高壓電源o高壓測量設(shè)備8校準結(jié)果表達8.1校準證書校準結(jié)果應(yīng)在校準證書(報告)上反映，校準證書(報告)應(yīng)至少包括以下信息：a)標題，如“校準證書”;b)實驗室名稱和地址；c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同)d)證書或報告的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標識；e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標識g)進行校準的日期，如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接收日期；h)如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明i)對校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標識，包括名稱及代號；j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；k)校準環(huán)境的描述；1)校準結(jié)果及其測量不確定度的說明；8m)對校準規(guī)范的偏離的說明；n)校準證書和校準報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標識；o)校準結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；p)未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。校準原始記錄格式見附錄B,校準證書(報告)內(nèi)頁格式見附錄C.8.2測量不確定度的評定與表示要求測量不確定度的評定與表示參見附錄A。9復(fù)校時間間隔建議復(fù)校時間間隔為1年。9校準不確定度評定示例A.1介質(zhì)損耗因數(shù)的不確定度評定A.1.1測量方法被校油介損儀對經(jīng)標定的介質(zhì)損耗因數(shù)標準器進行測量，在相同參比條件下，以油介損儀的測量值與標準值按式(5)計算示值誤差。以使用(0.5%×讀數(shù)+0.005%)級的介質(zhì)損耗因數(shù)標準器校準(2%×讀數(shù)+0.02%)級的油介損儀介損值(介損值為5%)為例進行評定。A.1.2測量模型△D——介質(zhì)損耗因數(shù)示值誤差；Dx——油介損儀介質(zhì)損耗因數(shù)示值；Dx——介質(zhì)損耗因數(shù)標準值。A.1.3不確定度傳播公式4A.1.4標準不確定度分量的評定A.1.4.1介損示值的A類標準不確定度分量A類不確定度分量主要由測量重復(fù)性引入。表A.1中列出了介損值為5%測量點的10次測量結(jié)果。23456789實驗標準偏差s按照貝塞爾公式計算出s:由于在實際工作中取單次測量結(jié)果作為最終結(jié)果，故A類不確定度u?為A.1.4.2介損示值的B類標準不確定度分量該不確定度分量主要來源于標準器介損值的準確度和被校準儀器分辨力。所使用的高壓介質(zhì)損耗因數(shù)標準器經(jīng)上級部門校準，根據(jù)其校準證書上的指標，該標準器的最大允許誤差為±0.3%,按均勻分布估計，故u?=0.0017×0.05=0.85×10被校油介損儀的分辨力為0.0001,不確定度分量按均勻分布估計，則A.1.5合成標準不確定度介損示值校準測量不確定度的來源及數(shù)值匯總于表A.2中。表A.2介損示值校準測量不確定度來源及數(shù)值匯總23被校儀器的分辨力由于表A.2中各標準不確定度分量相互獨立、互不相關(guān)，故合成標準不確定度為：ue=√uì+u2+u}=0.9×10-A.1.6擴展不確定度取包含因子k=2,則校準的擴展不確定度：U=ku.=2×0.9×10-4=1.8×A.2體積電阻率的不確定度評定A.2.1測量方法被校油介損儀對經(jīng)標定的絕緣電阻檢定裝置進行測量，在相同參比條件下，以油介損儀的測量值與標準值按式(7)計算示值誤差。以使用2級絕緣電阻檢定裝置校準油介損儀的體積電阻率(6.78×1011Ω·m)為例進行評定。A.2.2測量模型px——油介損儀體積電阻率示值，Ω·m:pn——標準體積電阻率值，Ω·m,A.2.3不確定度傳播公式靈敏系數(shù)A.2.4標準不確定度分量的評定A.2.4.1體積電阻率示值的A類標準不確定度分量A類不確定度分量主要由測量重復(fù)性引入。表A.3中列出了體積電阻率為6.78×101Ω·m的測量點的10次測量結(jié)果。123456789實驗標準偏差s按照貝塞爾公式計算出s:由于在實際工作中取單次測量結(jié)果作為最終結(jié)果，故A類不確定度u?為：A.2.4.2體積電阻率示值的B類標準不確定度分量該不確定度分量主要來源于標準器值的準確度和被校準儀器分辨力。所使用的絕緣電阻檢定裝置經(jīng)上級標準校準，根據(jù)其校準證書上的指標，該標準器的最大允許誤差為±2%,按均勻分布估計，故u?=0.011×6.78×1011=0.075×101被校儀器的分辨力為0.01×101Ω·m,不確定度分量按均勻分布估計，則A.2.5合成標準不確定度體積電阻率示值校準測量不確定度的來源及數(shù)值匯總于表A.4中。123被校儀器的分辨力由于表A.4中各項標準不確定度分量不相關(guān)，所以合成標準不確定度為ue=√u2+u2+u2=0.085×10A.2.6擴展不確定度取包含因子k=2,則校準的擴展不確定度：絕緣油介質(zhì)損耗因數(shù)及體積電阻率測試儀校準原