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中華人民共和國國家計量技術規范

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輸變電設備在線監測裝置校準規范

金屬氧化物避雷器在線監測裝置

Calibrationspecificationforon-linemonitoringdevices

ofmetal-oxidesurgearrester

（征求意見稿）

××××××××發布××××××××實施

國家市場監督管理總局發布

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輸變電設備在線監測裝置校準規范

金屬氧化物避雷器在線監測裝置

1.范圍

本規范適用于金屬氧化物避雷器在線監測裝置（以下簡稱“監測裝置”）的校準。

本標準不適用于避雷器放電計數器的校準。

2.引用文件

本規范引用了下列文件：

GB/T2900.12─2008電工術語避雷器、低壓電涌保護器及元件

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于該規范；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規范。

3.術語和計量單位

3.1金屬氧化物避雷器metal-oxidesurgearrester

由非線性金屬氧化物電阻片串聯和（或）并聯組成的用于保護電氣設備免受高瞬態過

電壓危害并限制續流時間也常限制續流幅值的一種電器。

［GB/T2900.12-2008，一般術語2.3，有修改］

3.2在線監測裝置on-linemonitoringdevice

通常安裝在被監測設備上或附近，用以自動采集、處理和發送被監測設備狀態信息的

監測裝置（含傳感器）。

3.3（監測裝置的）參考電壓referencevoltage（ofthemonitoringdevice）

測量阻性電流時作為相位參考的電壓，該電壓通過電壓互感器二次側獲取，通常為工

頻100V/或100V。

3.4全電流totalcurrent

在正常運行電壓下，流過金屬氧化物電阻片的全部電流。全電流由阻性電流和容性電

流組成。

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［GB/T2900.12-2008，無間隙金屬氧化物避雷器3.13，有修改］

3.5阻性電流resistivecomponentofcurrent

全電流的阻性分量。

［GB/T2900.12-2008，無間隙金屬氧化物避雷器3.14，有修改］

4.概述

監測裝置通過測量金屬氧化物避雷器的全電流I、阻性電流Ir及參考電壓U等參數，

實時監測金屬氧化物避雷器的絕緣狀態。監測裝置由參考電壓采集單元、全電流采集單元、

信號處理與分析單元、通訊顯示單元組成。其工作原理如圖1所示。

母線

金屬氧化物

電壓互避雷器

感器全電流

參考電壓采全電流采集單元

集單元輸入

電流傳感器

信號處理與分析單元

測量

接地

通訊顯示單元

圖1金屬氧化物避雷器在線監測裝置工作原理圖

5.計量特性

5.1參考電壓

參考電壓測量范圍：（10~120）V；

參考電壓示值最大允許誤差：±（1%×讀數）。

5.2全電流

全電流測量范圍：（0.1~50）mA；

全電流示值最大允許誤差：±（1%×讀數+0.1mA）。

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5.3阻性電流

阻性電流測量范圍：（0.1~50）mA；

阻性電流示值最大允許誤差：±（5%×讀數+0.1mA）。

5.4相位角

相位角測量范圍：0°~360°；

相位角示值最大允許誤差：±0.1°。

注：以上指標不用于合格性判別,僅供參考。

6.校準條件

6.1環境條件

校準時環境條件應滿足以下要求：

——電源電壓：（220±11）V；

——電源頻率：（50±0.5）Hz；

——環境溫度：（20±5）℃；

——相對濕度：30%～80%；

——電壓諧波總畸變率：Uthd≤2%。

6.2測量標準及輔助設備

6.2.1絕緣電阻測試儀

準確度等級不低于5級，額定電壓不低于1kV。

6.2.2耐電壓測試儀

準確度等級不低于5級，額定電壓不低于2kV。

6.2.3標準裝置

應使用具有工頻電壓、電流、相位角調節等功能的標準裝置（標準功率源/標準功率表）

實施校準工作。實驗室環境條件下，標準裝置的計量性能應滿足表1的要求。

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表1標準裝置的主要技術指標

序號參數名稱主要技術指標

1工頻電壓測量范圍（10~120）V，示值最大允許誤差不超過±（0.2%×讀數）

2工頻電流測量范圍（0.1~50）mA，示值最大允許誤差不超過±（0.2%×讀數+20μA）

3工頻相位角測量范圍0°~360°，示值最大允許誤差不超過±0.02°

7.校準項目和校準方法

7.1校準項目

校準項目包括參考電壓、全電流、阻性電流及相位角。

7.2校準方法

7.2.1校準前準備

7.2.1.1外觀及通電檢查

采用目測法進行外觀及通電檢查，檢查內容包括：

——監測裝置本體和功能單元外觀情況，包括接地端鈕和接地標識；

——監測裝置面板或銘牌是否明確標明名稱、型號、測量范圍、最大允許誤差、制造

廠名稱、出廠日期、出廠編號等信息；

——監測裝置通電后，顯示屏、指示燈應正常，各單元應正常工作。

7.2.1.2絕緣電阻

使用絕緣電阻表測量被校監測裝置電源輸入端與機殼之間的絕緣電阻，試驗電壓500V，

絕緣電阻測量值應不小于20MΩ。

7.2.1.3介電強度

使用耐電壓測試儀在被校監測裝置的電源輸入端與外殼之間，施加電壓2kV，歷時1min，

應無飛弧和擊穿現象。

7.2.2參考電壓

監測裝置校準接線按圖2進行。

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電壓輸出端參考電壓采集

電流輸出端全電流采集

標準裝置

（標準功率源）被校監測裝置

a）標準源法

電壓輸出端參考電壓采集

電流輸出端全電流采集

功率源被校監測裝置

電流輸入端電壓輸入端

標準功率表

b）標準表法

圖2金屬氧化物避雷器在線監測裝置校準接線圖

參考電壓的校準點為10V、57.7V、100V、120V，其它校準點可根據實際需要進行增

補。將標準裝置輸出的參考電壓設置為各個校準點對應的電壓值，施加標準信號，啟動被

校監測裝置進行測量并記錄參考電壓示值，示值誤差按公式（1）計算：

ΔU=Ux—Us（1）

式中：

ΔU——被校監測裝置的示值絕對誤差，V；

Ux——被校監測裝置的示值，V；

Us——標準裝置的示值，V。

7.2.3全電流

按圖2所示接線。校準點在被校監測裝置的全電流測量范圍內均勻選取，且宜覆蓋被

校監測裝置的全電流測量范圍的上限值、下限值及1mA、2mA、5mA點。其它校準點可根

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據實際需要進行增補。將標準裝置輸出的全電流設置為各個校準點對應的輸出電流值，施

加標準信號，啟動被校監測裝置進行測量并記錄全電流示值，示值誤差按公式（2）計算：

ΔI=Ix—Is（2）

式中：

ΔI——被校監測裝置的示值絕對誤差，mA；

Ix——被校監測裝置的示值，mA；

Is——標準裝置的示值，mA。

7.2.4阻性電流

按圖2所示接線。校準點在被校監測裝置的阻性電流測量范圍內均勻選取，且宜覆蓋

被校監測裝置的阻性電流測量范圍的上限值、下限值及0.1mA、0.2mA、0.5mA、1mA點。

其它校準點可根據實際需要進行增補。將標準裝置輸出的阻性電流設置為各個校準點對應

的輸出電流值，標準裝置輸出的參考電壓設置為57.7V或100V，標準裝置輸出的全電流設

置為被校監測裝置阻性電流校準點的5倍或被校監測裝置全電流測量上限值，施加標準信

號，記錄被校監測裝置阻性電流示值，示值誤差按公式（3）計算。

ΔIrx=Irx—Irs（3）

式中：

ΔIrx——被校監測裝置的示值絕對誤差，mA；

Irx——被校監測裝置的示值，mA；

Irs——標準裝置的示值，mA。

7.2.5相位角

按圖2所示接線。校準點在被校監測裝置的相位角測量范圍內均勻選取，且宜覆蓋被

校監測裝置的相位角測量范圍的上限值、下限值及75°、80°、85°點。其它校準點可根據

實際需要進行增補。將標準裝置輸出的相位角設置為各個校準點對應的輸出相位角值，標

準裝置輸出的參考電壓設置為57.7V或100V，標準裝置輸出的全電流設置為5mA或被校監

測裝置全電流測量上限值，施加標準信號，記錄被校監測裝置電流相位角示值，示值誤差

按公式（4）計算。

Δφ=φx—φs（3）

式中：

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Δφ——被校監測裝置的示值絕對誤差，°；

φx——被校監測裝置的示值，°；

φs——標準裝置的示值，°。

8.校準結果表達

8.1數據處理

校準數據結果末位應與測量結果擴展不確定度的末位對齊。

8.2校準證書

校準結果應在校準證書（報告）上反映，校準證書（報告）應至少包括以下信息：

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，如果與校準結果的有效性有關時，應說明被校對象的接收日期；

h）如果與校準結果的有效性和應用有關時，應對被校樣品的抽樣程序進行說明；

i）校準所依據技術規范的標識，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）校準環境的描述；

l）校準結果及其測量不確定度的說明；

m）對校準規范的偏離的說明；

n）校準證書和校準報告簽發人的簽名、職務或等效標識；

o）校準結果僅對被校對象有效的聲明；

p）未經實驗室書面批準，不得部分復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）內頁格式見附錄C，測量不確定度評

定示例見附錄D。

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9.復校時間間隔

建議監測裝置投運后的復校時間間隔，結合監測裝置的工作狀態和被監測主設備檢修

計劃綜合確定。安裝后及運行中的監測裝置校準方法可參照附錄A進行。

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附錄A安裝后及運行中的監測裝置校準方法

安裝后及運行中的監測裝置校準時，應對試驗現場的環境溫度、相對濕度以及工頻電

場和工頻磁場值進行記錄。校準時標準裝置環境條件要求與實驗室校準條件一致，輔助設

備及試品環境條件為溫度（-25~70）℃、相對濕度5%～100%。

監測裝置帶電運行工況下，可采用電流清零法和阻性電流增量疊加比較法進行校準。

電流清零法校準接線如圖A.1所示。標準裝置的電壓取樣單元與被校監測裝置的參考電

壓采集單元接在同一個電壓互感器二次側。被校監測裝置的穿心線通過標準裝置的電流清

零傳感器接入電流清零回路。調節標準裝置清零電流輸出，觀察被校監測裝置的示值。當

被校接近0（或小于1mA）時，按圖A.1接入標準裝置，并按7.2.2和7.2.4進行全電流和阻性

電流的校準。

母線

金屬氧化物

電壓互避雷器

感器

參考電

壓采集全電流

采集

被校監測裝置

全電流輸出

參考電

壓輸入清零電流輸出

電流清零

標準裝置電流輸入

傳感器

圖A.1電流清零法校準接線圖

阻性電流增量疊加比較法校準接線如圖A.2所示。標準裝置的電壓取樣單元與被校監測

裝置的參考電壓采集部分接在同一個電壓互感器二次側。調節標準裝置輸出電流與標準裝

置參考電壓的相角，使得標準裝置輸出電流為阻性電流（或為容性電流）；改變標準裝置

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輸出電流的大小，使得施加進入被校監測裝置傳感器的全電流和阻性電流達到預定的校準

點，并按7.2.2和7.2.4進行全電流和阻性電流的校準。

母線

金屬氧化物

電壓互避雷器

感器

參考電

全電流

壓采集

采集

被校監測裝置

參考電電流輸出

壓輸入

標準裝置電流輸入

圖A.2阻性電流增量疊加比較法校準接線圖

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附錄B校準原始記錄格式

金屬氧化物避雷器在線監測裝置校準原始記錄

第×頁，共×頁

（第×××號）

委托單位：

被校監測裝置名稱：

制造單位：

型號規格：

被校監測裝置編號：

校準時間：

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校準依據：

校準使用的計量標準器

標準器具名稱

型號

出廠編號

測量范圍

準確度等級

證書號及有效期

上級溯源機構名稱

校準環境條件

環境溫度℃相對濕度%

校準項目

一、參考電壓

標準值（V）被校監測裝置示值（V）不確定度（k=2）

二、全電流

標準值（mA）被校監測裝置示值（mA）不確定度（k=2）

第×頁，共×頁

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校準項目

三、阻性電流

被校監測裝置示

全電流（mA）參考電壓（V）標準值（mA）不確定度（k=2）

值（mA）

四、相位角

被校監測裝置示

全電流（mA）參考電壓（V）標準值（°）不確定度（k=2）

值（°）

校準員：核驗員：

第×頁，共×頁

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附錄C校準證書內頁格式

證書編號XXXXXX-XXXX

<校準機構授權說明>

不確定度的評估和表述均符合JJF1059.1的要求。

校準環境條件及地點：

溫度℃地點

相對濕度%其它

校準所依據的技術文件（代號、名稱）：

校準所使用的主要測量標準：

不確定度/證書有效期至

名稱測量范圍證書編號

準確度等級(YYYY-MM-DD)

第X頁共X頁

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證書編號XXXXXX-XXXX

校準結果

一、參考電壓

標準值（V）被校監測裝置示值（V）不確定度（k=2）

二、全電流

標準值（mA）被校監測裝置示值（mA）不確定度（k=2）

三、阻性電流

被校監測裝置

全電流（mA）參考電壓（V）標準值（mA）不確定度（k=2）

示值（mA）

四、相位角

被校監測裝置

全電流（mA）參考電壓（V）標準值（°）不確定度（k=2）

示值（°）

第X頁共X頁

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附錄D測量不確定度評定示例

D.1引言

本部分以全電流為例進行測量不確定度的評定，其他參量的測量不確定度評定可參照

進行。

D.2測量模型

全電流的校準采用絕對誤差表達式作為參考模型，如公式（D.1）。

ΔI=Ix—Is（D.1）

式中：

ΔI——被校監測裝置的示值誤差，mA；

Ix——被校監測裝置的示值，mA；

Is——標準裝置的示值，mA。

不確定度傳播可用公式（D.2）表示。

uc（ΔI）=（D.2）

式中：

uc（ΔI）——被校監測裝置示值誤差的合成標準不確定度；

u（Ix）——被校監測裝置引入的標準不確定度；

u（Is）——標準裝置引入的標準不確定度。

D.3校準結果測量不確定度評定

D.3.1測量不確定度的主要來源

校準監測裝置時，其校準不確定度來源主要包括以下幾項：

a)被校監測裝置測量結果重復性引入的不確定度分量u1；

b)被校監測裝置分辨力引入的不確定度分量u2；

c)由標準裝置示值誤差引入的標準不確定度分量u3。

由于在A類方法評估中已經包含了標準裝置的穩定性、試驗環境溫度變化等因素，因此

在B類方法評估中不再單獨列舉由上述因素引入的分量。

D.3.2重復性引入的不確定度分量u1

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重復性引入的測量不確定度分量用測量結果的標準偏差表示，采用A類方法評定。選

取參考電壓100V、全電流10mA作為校準點，進行重復性測量，結果如表D.1。

表D.1實驗室重復性測量結果

序號全電流示值（mA）

110.03

210.05

310.04

410.03

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