JJF 2000-2022 环路阻抗预期短路电流测试仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范环路阻抗/预期短路电流测试仪参加起草单位：福禄克测试仪器(上海)有限公司王敬喜(深圳市计量质量检测研究院)黄超(深圳市计量质量检测研究院)周娇(深圳市计量质量检测研究院)杨胜利[福禄克测试仪器(上海)有限公司]梁国鼎(辽宁省计量科学研究院)汤元会(陕西省计量科学研究院)马青亮(广州计量检测技术研究院)I1范围 2引用文件 4概述 5计量特性 5.1环路阻抗示值误差 5.2预期短路电流示值误差 5.3交流电压示值误差 5.4频率示值误差 6校准条件 6.1环境条件 6.2测量标准及其他设备 7校准项目和校准方法 7.1校准项目 7.2校准方法 8校准结果表达 8.1校准证书 8.2数据处理 9复校时间间隔 附录A环路阻抗、预期短路电流校准不确定度评定示例 附录B校准原始记录格式 附录C校准证书内页格式 Ⅱ规则》和JF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作1GB/T18216.3—2021交流1000V和直流1500V及以下低压配电系统电气安全防护措施的试验、测量或监控设备第3部分：环路阻抗件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3.2预期短路电流prospectiveshort-c环路阻抗/预期短路电流测试仪(以下简称为“测试仪”)是用于测量被测回路的2N5计量特性5.1环路阻抗示值误差5.2预期短路电流示值误差预期短路电流测量值最大允许误差：取决于交流电压和环5.3交流电压示值误差5.4频率示值误差6.1环境条件b)相对湿度：≤75%。c)供电电源及其频率：由配电系统供电的测试仪，供电电源为(220±22)V;供电电源频率为(50±0.5)Hz。d)供电电池电压：由电池组或蓄电池供电的测试仪，制造厂规定和标称使用的电e)周围无影响正常工作的电磁干扰。6.2测量标准及其他设备环路阻抗/预期短路电流测试仪校准装置(以下简称为“校准装置”)对应参数的测量范围应覆盖测试仪相应参数的测量范围，并具有足够高的分辨力、准确度和稳定3序号项目名称计量特性的条款编号校准方法的条款编号12预期短路电流示值误差3交流电压示值误差4频率示值误差每个量程均匀选取3至5个校准点，并应包括量程的10%、50%、100%(或附近)点。4c)分别设置测试仪和校准装置为L-PE回路环路阻抗测量功能，消除或补偿校准装置残余环路阻抗影响后设置其环路阻抗为需要的校准点并使校准装置输出。检查测试仪的接线状态指示灯指示是否正确，如果指示正确可执行下一步操作；如果指示不正确，则应切断校准装置输出并重新检查接线直至接线状态指示灯指示正确。d)按下测试仪测试按键，待测试稳定后读取测试仪的环路阻抗示值Zx和校准装置的环路阻抗示值ZN。e)测试仪环路阻抗示值误差按公式(1)或(2)计算：式中：测试仪环路阻抗示值误差，Ω;Zn——校准装置环路阻抗示值，Ω;Yz———测试仪环路阻抗示值相对误差。L-N回路和L-L回路的环路阻抗可按上述方法分别校准。7.2.3预期短路电流示值误差7.2.3.1校准点选取每个量程均匀选取3至5个校准点，并应包括量程的10%、50%、100%(或附L-PE回路(大电流测量模式和防触发测量模式)、L-N回路和L-L回路的预期短路电流测量功能应分别逐一校准。7.2.3.2校准步骤a)使用测试仪的原装测试线按图2连接测试仪和校准装置。b)对于有测试线清零功能或补偿功能的测试仪，按要求清零或补偿。c)设置测试仪为L-PE回路预期短路电流测量功能，设置校准装置为L-PE回路环路阻抗测量功能并消除或补偿校准装置残余环路阻抗的影响后，依据欧姆定律设置环路阻抗值使预期短路电流为需要的校准点并使校准装置输出。检查测试仪的接线状态指示灯指示是否正确，如果指示正确可执行下一步操作；如果指示不正确，则应切断校准装置输出并重新检查接线直至接线状态指示灯指示正确。5d)按下测试仪测试按键，待测试稳定后读取测试仪的预期短路电流Ix和校准装置的环路阻抗ZN和电压参考值URef。e)测试仪预期短路电流的示值误差按公式(3)或(4)计算：式中：△I———测试仪预期短路电流示值误差，A;Ix———测试仪预期短路电流示值，A;URef——校准装置计算预期短路电流使用的电压参考值，V;ZN———校准装置环路阻抗示值，Ω;Y₁-——测试仪的预期短路电流示值相对误差。L-N回路和L-L回路的预期短路电流可按上述方法分别校准。7.2.4交流电压示值误差7.2.4.1校准点选取在50Hz频率下选取电压标称值(220V/380V)的85%、100%、110%作为校准点。L-PE回路、L-N回路和L-L回路的交流电压测量功能应分别逐一校准。7.2.4.2校准步骤a)按图2连接测试仪和校准装置；b)设置测试仪为L-PE回路(或L-N回路，L-L回路)交流电压测量功能，并设置校准装置的交流电压及其频率输出为需要的校准点；c)待测试稳定后读取测试仪的交流电压示值Ux和校准装置的交流电压示值UN;d)测试仪交流电压的示值误差按公式(5)或(6)计算：式中：Ux———测试仪交流电压示值，V;6UN———校准装置交流电压示值，V;7.2.5频率示值误差7.2.5.1校准点选取在电压标称值(220V/380V)下选取50Hz作为校准点。L-PE回路、L-N回路和L-L回路的频率测量功能应分别逐一校准。7.2.5.2校准步骤a)按图2连接测试仪和校准装置；b)设置测试仪为L-PE回路(或L-N回路，L-L回路)交流电压测量功能，并设置校准装置的交流电压及其频率输出为需要的校准点；c)待测试稳定后读取测试仪的频率示值fx和校准装置的频率示值fn;d)测试仪频率的示值误差按公式(7)或(8)计算：式中：△f———测试仪频率示值误差，Hz;fn———校准装置频率示值，Hz;Yr——测试仪频率示值相对误差。8校准结果表达8.1校准证书校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识；e)客户的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性或应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；j)校准环境的描述；k)校准结果及其测量不确定度的说明；1)对校准规范的偏离的说明；m)校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识；78附录A环路阻抗、预期短路电流校准不确定度评定示例A.2环路阻抗示值误差校准结果不确定度评定A.2.1测量模型u₁(△Z)=|czil·u(Zx)——被校环路阻抗/预期短路电流测试仪引入的不确定度分A.2.2不确定度来源A.2.2.1u₁(△Z)的来源b)被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗分辨力引入标准不确定度u₂A.2.2.2u₂(△Z)的来源校准装置环路阻抗示值误差引入标准不确定度u(Zn)。9A.2.3不确定度分量的评定A.2.3.1被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗引入的不确定度分量u₁(△Z)a)被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗测量重复性引入的标准不确定度测量结果的重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行A类评定。多次重复测量结果如表A.1所示，用贝塞尔公式(A.3)计算实验标准差：式中：Zx——被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗多次测量值的平均值，Ω;Zx;———被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗测量值第i次测量值，Ω;23456789环路阻抗示值/Ω根据表A.1中的数据，可由公式(A.3)计算出多次重复测量的实验标准差：校准时取单次测量结果，故测量重复性引入的标准不确定度为：u₁(Zx)=s(Zx)=0.0074Ωb)被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗示值分辨力引入的标准不确定度根据说明书可知，被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗示值分辨力为0.01Ω,进行B类评定，那么其区间半宽度为a=0.005Ω,估计为均匀分布，包含因子k=√3,则被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗示值分辨力引入的标准不确定度为：为避免重复计算，重复性引入的标准不确定度和分辨力引入的标准不确定度，只取其中较大值作为被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗引入的不确定度分量。u1(Zx)>u2(Zx),故被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗引入的标准不确定度为：u(Zx)=u₁(Zx)=0.0074Ω所以被校环路阻抗/预期短路电流测试仪环路阻抗引入的不确定度分量为：u₁(△Z)=|czi|·u(Zx)=0.0074ΩA.2.3.2校准装置的环路阻抗示值误差引入的不确定度分量u₂(△Z)校准装置环路阻抗的最大允许误差为士(0.5%rd+4mΩ),其自动补偿功能的最大JJF2000—2022允许误差为±18mΩ。故10.93Ω的最大允许误差为±0.077Ω,则分散区间的半宽度为a=0.077Ω,估计为均匀分布，包含因子k=√3,则校准装置环路阻抗示值误差引入的标准不确定度为：于是校准装置环路阻抗示值误差引入的不确定度分量为：u₂(△Z)=|cz₂|·u(Zn)=0.0445ΩA.2.4不确定度分量一览表不确定度分量见表A.2。符号区间半宽或评定分布因子系数不确定度A正态1B均匀A.2.5合成标准不确定度的计算各不确定度分量之间不相关，故合成标准不确定度按公式(A.2)计算可得：A.2.6扩展不确定度的确定则扩展不确定度为：取包含因子k=2,则扩展不确定度为：ΩΩA.3预期短路电流示值误差校准结果不确定度评定A.3.1测量模型校准步骤见7.2.3,其示值误差校准的测量模型可用公式(A.4)表示：式中：△I———被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流示值误差，A;Ix——被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流示值，A;URe——校准装置的交流电压示值，V;ZN———校准装置的环路阻抗示值，Ω。由于各输入量之间不相关，所以其合成标准不确定度可用公式(A.5)表示：u.(△I)=√c}·u²(Ix)+c}₂·u²(URef)十c}s·u²。式中：u(△I)——被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流示值误差的合成标准不确定度，A;u(Ix)——被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流引入的标准不确定度，A;u₁(△I)=|cnl·u(Ix)——被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流引入的不确定度分量，A;u(URef)———校准装置交流电压示值误差引入的标准不确定度，V;u(Zn)——u₂(△I)=|cr₂l·u(URef)———u₃(△I)=|ci₃l·u(ZN)——A.3.2不确定度来源A.3.2.1u₁(△I)的来源校准装置环路阻抗误差引入的标准不确定度，Ω;校准装置交流电压误差引入的不确定度分量，A;校准装置环路阻抗误差引入的不确定度分量，A。a)被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流测量重复性引入标准不确定度b)被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流分辨力引入标准不确定度A.3.2.2u₂(△I)的来源校准装置交流电压示值误差引入标准不确定度u(URer)。校准装置环路阻抗示值误差引入标准不确定度u(Zn)。A.3.3不确定度分量的评定A.3.3.1被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流引入的不确定度分量a)被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流测量重复性引入的标准不确定测量结果的重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行A类评定。多次重复测量结果如表A.3所示，用贝塞尔公式(A.6)计算实验标准差：式中：Ix——被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流多次测量值的平均值，A;被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流测量值第i次测量值，A;123456789根据表A.3中的数据，可由公式(A.6)计算出多次重复测量的实验标准差：校准时取单次测量结果，故测量重复性引入的标准不确定度为：u₁(Ix)=s(Ix)=0.53Ab)被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流示值分辨力引入的标准不确根据说明书可知，被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流示值分辨力为1A,进行B类评定，那么其区间半宽度为a=0.5A,估计为均匀分布，包含因子k=√3,则被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流示值分辨力引入的标准不确定度为：为避免重复计算，重复性引入的标准不确定度和分辨力引入的标准不确定度，只取其中较大值作为被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流引入的不确定度分量。u₁(Ix)>u₂(Ix),故被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流引入的标准不确定度为：u(Ix)=u₁(Ix)=0.53A所以被校环路阻抗/预期短路电流测试仪预期短路电流引入的不确定度分量为：u₁(△I)=|cn|·u(Ix)=0.A.3.3.2校准装置的交流电压示值误差引入的不确定度分量u₂(△I)校准装置交流电压750V量程的最大允许误差为士(0.06%rd+0.03%fs),故230V的最大允许误差为±0.363V,则分散区间的半宽度为a=0.363V,估计为均匀分布，包含因子k=√3,则校准装置交流电压最大允许误差引入的标准不确定度为：于是校准装置交流电压示值误差引入的不确定度分量为：A.3.3.3校准装置的环路阻抗示值误差引入的不确定度分量u₃(△I)校准装置环路阻抗的最大允许误差为±(0.5%rd+4mΩ),其自动补偿功能的最大允许误差为±18mΩ。故2.0074Ω的最大允许误差为±0.032Ω,则分散区间的半宽度为a=0.032Ω,估计为均匀分布，包含因子k=√3,则校准装置环路阻抗最大允许误差引入的标准不确定度为：于是校准装置环路阻抗示值误差引入的不确定度分量为：A.3.4不确定度分量一览表不确定度分量见表A.4。分量符号区间半宽或评定分布因子不确定度A正态1B均匀B均匀A.3.5合成标准不确定度的计算各不确定度分量之间不相关，故合成标准不确定度按公式(A.5)计算。u(△I)=1.19AA.3.6扩展不确定度的确定取包含