工频电流比例标准装置校准规范

1本规范适用于以电流比较仪为主标准器的工频电流比例标准装置的校准操作。电流比较仪是一种用零磁通原理指示安匝平衡的装置，它的电气结构如图1所示。图中W₁和W₂为一次和二次比例绕组，Wg为补偿绕组检流计D指零时补偿式电流比较仪是电流比较仪和电流互感器的一种组合结构，如图2所示。图中I为主铁芯，Ⅱ为屏蔽铁芯，比例绕组W₁和W₂以及屏蔽铁芯构成一台电流互感器，通过W₂可以向二次负荷供电。1.3比较仪零磁通调节装置电流比较仪本身不能产生被比较的二次电流，需要从外回路注入。为此应在比较仪二次回路施加一个调零电势，在调节比较仪平衡过程中，改变调零电势的大小和相位，使二次电流变化，最后使比较仪的主铁芯达到零磁通状态。常用的调零方式有图3的阻抗箱调零和图4的小电势调零。阻抗箱调零要使用可调式电流互感器，它的主铁芯I通常接近零磁通状态，辅助铁芯Ⅱ在部分二次比例绕组Wz₁和补偿绕组Wp上感应出电势，产生二次电流I₂和补偿电流Ip。调节Zp可改变Wz₁上的感应电势，从而使I₂发生变化。小电势调零的优点是可使用同电流比的普通电流互感器。调零电势一般从一次回路取出，以减少电源波动对平衡状态的影响。为节省篇幅，本规范的线路图只举出阻抗箱调零的例子。小电势调零的线路可根据图4换用。22.1工频电流比例标准装置的准确度等级以标准器电流比的准确度定义，分为0.0001,0.0002,0.0005,0.001,0.002等5个等级。各个等级的允许误差见表1。比值差(10~6)相位差(μrad)工频电流比例标准装置按电流范围设置多台标准器时，装置的准确度可以按工作电2.2标准装置中的电流互感器和比较仪各绕组之间应能耐受1kV工频耐压试验，绕组与金属外壳之间应能耐受2kV工频耐压试验，绝缘电阻不小于5MΩ。2.3标准装置中的电流比较仪的补偿绕组阻抗应足够小。补偿绕组压降(也含一次接地绕组压降。特别是当校准分数电流比情况)对测量结果的影响，应不大于比较仪允许误差的1/10。3.1实验室环境温度与湿度实验室环境温度10℃~30℃,相对湿度35%～75%。实验室应有专用的接地装置，接地电阻不大于5Ω。3频率为(50±0.5)Hz,波形失真不大于5%。电源中性点与接地装置之间电压不大于0.1V。工作电源应有足够的容量和稳定度，以保证测量能正常进行。3.4比较仪调零装置引起的误差应不大于标准器允许误差的1/10。3.5误差测量装置对测量结果的影响应不大于标准器允许误差的1/10。3.6环境电磁于扰对测量结果的影响应不大于标准器允许误差的1/6。干扰程度可以用改变试验电源极性方法估计，两次测量结果之差，应不大于标准器允许误差的1/3。3.7监视用电流表的准确度等级不低于1.5级。各台设备外观完好，铭牌标志完整，接线端子无缺陷。使用500V兆欧表，依次测量各绕组之间、绕组对地及机壳之间的绝缘电阻，应不小于5MQ。电流比校准的目的，是通过校准得到各台标准器的电流比误差和不确定度。为了减小随机误差，本规范规定用统计方法试验，试验次数不小于6次。试验中的粗差除了要剔除外，还应补充足够的有效测量数据。本规范对试验电流的百分数不作规定。实验室可根据装置技术条件拟定，除自校外，一般为额定电流的10%～30%。当电流比较仪的电流比n=1时，其误差可通过自校线路测量。原理线路如图5所示。平衡过程是调节误差测量装置输出的补偿电流，使D指零。以e。表示误差测量装当两台电流比较仪电流比相同时，可直接比较它们的误差。测量线路如图6所示。平衡过程是用调零装置调节D₁指零，调节误差测量装置输出补偿电流使D₂指零。若参比较仪T₀误差修正值的标准不确定度应不大于被检电流比较仪准确度等级允许误差的1/10。4图6电流比较仪互校线路 5ep=εx+(eo+β)/(n+1)-εo图7电流比较仪加法线路β的值可以用图8线路测量。用调零装置调节D₁指零，调节误差测量装置输出补6把两台电流比较仪级联接，组合后的电流比率是二台比较仪电流比率的乘积，即n₃=n₁·nz。乘法线路如图9所示，用调零装置调节D₁指零，调节D₂指零，调节误差测量装置输出补偿电流使D₃指零，用ε₁、εz、e₃表示三台比较仪的比率误差，则有图9电流比较仪比率乘法线路用图9线路也可以得到除法表达式，即n₁=n₃/n₂,当n₃小于n₂时，可用于测量小于1的电流比。被检比较仪的误差可根据乘法误差关系计算。用比较仪的自校、比较、加法、乘法、除法线路，可以实现电流比率从1/1到m/通过自校、比较、测β、加法线路扩展电流比率，需要使用两台同样结构的比较仪A和B。测量数据填入表2。表中5/5自校时，“A校B”栏的e₁为比较仪A用自校线路测得误差；e为它们在比较线路中测得误差，ε₂=ε₁+ε;“B校A”栏的e₂为比较仪B用自校线路测得误差；ε为它们在比较线路中测得误差，e₁=ε₂+e。“平均”栏的ε₁和ε₂是前面两栏e₁和e₂的平均数。7电流比f δ f8fδ=Ea+(ei-β)/2,ei取“5/5”栏E₁的值，e₁=ez-ec;“BB接成加法线路校验比较仪A的测量结果，eg为比较仪B的β线路误差，e.为它们在电流比10/5比较线路中测得误差。E₁=ε+(ei-β)/2,e₂i取“5/5”栏e₂的值，“B校A”栏ε₁=εa+(nez-β)/(n+1),eí、ei取电流比n栏E₁、E₂的值。其它4.4.2用乘法扩展电流比率用乘法扩展电流比率也应使用两台有相同电流比的被校比较仪，测量数据填入表表3的“A×B校C”栏中，em为乘法线路测量读数，e₃为比较仪C的误差计算是“A×B校C”栏的ε₃和“D校D”栏ε₄的平均数。4.4.3用除法扩展电流比率 8用乘法线路可以进行电流比率除法，导出比较仪分数电流比的误差。这时级联中的第一级比较仪是被校对象。测量数据填入表4。表4的“D×A校C”栏中ε₄=eg-εi-Em,“C×A校D”栏中ε₃=E4-e₁-Em,e₁为比较仪A的误差，e₃和e₄是比较仪C和D分数电流比的误差，e;和e是比较仪C和D已校电流比的误差em,为乘法线路测量读数，e.为互校线路测量读数。其它参数计算方法与表3相同。fδf8:f8::fδfδ