JJG 244-2003 感应分压器检定规程

中华人民共和国国家计量检定规程JJG2442003感应分压器INDUCTIVEVOLTAGEDIVIDER2003一09一23发布2004一03一23实施国家质量监督检验检疫总局发布JJG2442003、心。令。仑旷心。心感应分压器检定规程VERIFICATIONREGULATIONOFJJG2442003代替JJG2441981认OINDUCTIVEVOLTAGEDIVIDER本规程经国家质量监督检验检疫总局2003年09月23日批准，并自2004年03月23日起施行。归口单位主要起草单位全国电磁计量技术委员会中国计量科学研究院本规程委托全国电磁计量技术委员会负责解释JJG2442003本规程主要起草人何小兵参加起草人丁诚中国计量科学研究院中国计量科学研究院JJG2442003目录1范围12概述121感应分压器结构122传递比率的定义123传递比率误差33计量性能要求34通用技术要求341外观342绝缘电阻443耐压试验45计量器具控制451检定条件452检定项目553检定方法，554检定结果处理1055检定周期10附录A感应分压器检定证书内页格式11附录B感应分压器检定原始记录格式两次平衡参考电势增量法13附录C感应分压器检定原始记录格式对检法15附录D用对检法检定时高、低端引线压降的消除方法17附录E感应分压器传递比率误差公式推导19JJG2442003感应分压器检定规程范围本规程适用于自藕式和隔离式音频感应分压器、感应式音频衰减器以及感应式音频电压比率器的首次检定、后续检定和使用中检验。2概述21感应分压器结构单盘感应分压器从结构上是在一个公共磁环上由几个紧密藕合绕组串联起来提供电压比率的器件，它具有分压比接近匝比的特点。图1所示为一个自藕式感应分压器，当输人端、之间加上输人电压U，时，在输出端、之间可给出被分出的电压U,。与此同时，输出端和分压输出端之间的电压U，一UZ与认的比可作为电桥比率使用。输入高端一输出高端一分压输出端上输入低端阅一一。叫。输出低端图1单盘感应分压器结构原理图多盘感应分压器是包括几个单盘感应分压器的电压迭加电路，各盘的电压按一定的比率衰减，因此可以获得连续可调的分压输出，其结构原理如图2所示，图2A是串联连接方式，图2B是并联连接方式，图2C是隔离式连接方式。22传递比率的定义感应分压器传递比率亦称为感应分压器分压系数定义为开路输出电压复数量与输人电压复数量的比值，如式1所示感应分压器传递比率丛U,1ITG2442003U1A串联连接的多盘感应分压器鱿十B并联连接的多盘感应分压器冬于一一于一一一于一一落二兰厂二J乙二立仁二一已土二一二/二土二一侧、一冉仁万飞上泞一几飞土一几几七C隔离式连接的多盘感应分压器图2多盘感应分压器结构原理图式中UZ感应分压器开路输出电压复数量U,感应分压器输人电压复数量。JJG244200323传递比率误差感应分压器传递比率误差定义为。一上旦些2U,U,式中U感应分压器开路输出电压复数量的标称值DU感应分压器开路输出电压复数量标称值的误差值。由于感应分压器传递比率误差是一个包含同相分量E，和正交分量E。的复数量，所以，传递比率误差应采用这个复数量的模。来表示IEI丫E二。几3式中E感应分压器传递比率误差的同相分量E,感应分压器传递比率误差的正交分量。传递比率误差的同相分量一般用科学标记法表示，传递比率误差的正交分量表示相移的关系即输出电压复数量相对于输人电压复数量的相移，故以弧度或微弧度表示，也可以用相应的科学标记法表示。传递比率误差的模亦用科学标记法表示见表10表1感应分压器准确度等级和传递比率误差模的极限准确度等级传递比率误差模的极限1X10一S2X10一85X1081X1072X105X10一71X106士1X10一ET2X10一吕士5X10一B士1X10一7T2X10一了士5X10士LX1063计量性能要求感应分压器的准确度用传递比率误差模的极限来确定，其准确度等级及相应的传递比率误差模的极限列于表1，为了便于验证，在提供的检定证书中应同时给出同相误差分量和正交误差分量。感应分压器的准确度与频率有关，允许感应分压器在不同的频率下给出不同的准确度等级。4通用技术要求41外观感应分压器的结构应牢固可靠，仪器面板和外壳无明显的机械损伤，各项标志应齐全、清晰。所有开关应定位准确、操作灵活。在感应分压器的面板或外壳上应有铭牌，铭牌内容应有名称、型号、生产厂家、编号和出厂日期。JJG244200342绝缘电阻直流绝缘电阻应在5001士10V或者线路绝缘电压即标称线路电压可加给仪器线路的对地最高电压，在此电压下，仪器不致于发生接触危险T10的电压取两电压中较大的一个下测量，在不作任何连接的任意两点间测得的绝缘电阻应不小于500MS2043耐压试验将所有测量线路端钮连接在一起与仪器外壳间做耐压试验，应能承受表2规定电压值LMIN的耐压试验正弦波、50HZA表2测量线路的标称线路电压线路绝缘电压和试验电压5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验。51检定条件511检定用设备5111感应分压器检定装置由标准多盘感应分压器、参考分压器、辅助分压器、屏蔽保护分压器、微差补偿器、交流指零仪等设备组成。5112用标准多盘感应分压器对准确度较低的感应分压器进行相对法检定。标准多盘感应分压器的最大允许误差不大于被检感应分压器最大允许误差的1/505113用参考分压器辅助分压器对准确度较高的感应分压器进行参考电势法检定。512环境条件环境温度20士100C相对湿度10一60A输人电压制造厂规定电压的士5A频率制造厂规定频率的120外磁场地磁场强度。输入电压失真系数104D7G244200352检定项目检定项目见表表3检定项目表检定项目首次检定后续检定使用中检验外观示值绝缘电阻十电压试验一，关注表中“十”表示检定，“一”表示不检定，“”表示修理后须检定。53检定方法531外观检查感应分压器外观检查应符合本规程第41条要求。532示值检定5321参考电势法检定参考电势法通常是对准确度较高的感应分压器如与最高计量标准同等级进行检定时采用的检定方法。1典型参考电势法检定原理线路如图3所示。认UO161UN饥F一FXFSFC图3参考电势法原理线路图FX被检定感应分压器F一屏蔽保护电位分压器F,一参考分压器U一电源电压UO1/N段电压的标称值U一参考电势N感应分压器的总段数。一微差补偿器给出同相分量和正交分量AINUY其中Y二巴。LED一指零仪用参考分压器的副边电压即参考电势与被检感应分压器的各段电压进行比较，JJG2442003可得、，声廿、JJ4工F了了惬、Y、名曰Y艺I1民二NY式中S,参考电势的误差S被检分压器第I段的段误差。则被检感应分压器的传递比率误差亦称抽头误差为、，夕、1了67了、了1、E,IN二1AN,、二_117,NN,一RVY,E,OUT令拿。二1CN一N,Y,I式6是折算到输人端的传递比率误差，式7是折算到输出端的传递比率误差。按GB9091一88规定，感应分压器的传递比率误差应折算到输人端。而在某些场合下需应用式70典型参考电势法是基于在检定过程中参考电势误差不变的假定即S为常数，但事实上是有变化的，特别是在工作频率较高时，这个变化将明显地降低检定准确度。2两次平衡参考电势增量法检定原理线路如图4所示。K,BNUN以图4两次平衡参考电势增量法原理线路图用两次平衡参考电势增量法对被检感应分压器的每一段电压进行检定时需作两次平衡，图中K,KZ为状态同步开关，第一次平衡称为“零平衡”，把参考分压器原边短路，即把图中开关KZ打到向下的位置，同时开关K，打到被检定段的低电位端，然后调节微差补偿器使指零仪指零，并读取微差补偿器上的示值Y,OIY,。中的下角标I表示被检定段二1一N0表示“零平衡”操作第二次平衡称为“段平衡”，需把图中开关KZ打到向上的位置在回路中加入参考电势，同时开关K，打到被检定段的高电位端，调节微差补偿器使批零仪指零，再次读取微差补偿器上的示值Y,LY中的下角6JJG2442003标I表示被检定段I1一N。对于N段分压器，需做N次“零平衡”和N次“段平衡”。显然，两次平衡后得到的读数之差值，消除了参考电势误差变化的影响，提高了检定准确度。误差计算公式如下、J、，J89F了“一艺Y一YSMY一，。一又Y一Y式中Y在做第I段“段平衡”时，微差补偿器的读数YI,O在做第I段“零平衡”时，微差补偿器的读数。把式9代人式6即得到被检感应分压器传递比率误差。3两次平衡参考电势对检法检定原理线路如图5所示。刀目自一一USUP尖S0UN以K_Q0FDF图5两次平衡参考电势对检法原理线路图两次平衡参考电势对检法与两次平衡参考电势增量法基本相似，从图5可以看出，由于增加了一个辅助分压器FP，被检感应分压器只需有一个滑动抽头即可。当检定多盘感应分压器时，这个方法具有明显的优点。同步开关K，一K2也是用来给出“零平衡”和“段平衡”两种位置以取得参考电势增量的。当进行“零平衡”时，把参考分压器原边短路，即把图中开关K2打到向下的位置，同时开关K,打到被检定段的低电位端，辅助分压器F。输出端的滑动头和屏蔽保护电位分压器F,输出端的滑动头始终与同步开关K，一K2打到向下的位置时保持一致，调节微差补偿器，使指零仪指零，并读取微差补偿器上的示值7,OLY,。中的下角标I表示被检定段I二1一N0表示“零平衡”操作。当进行“段平衡”时，把图中开关K2打到向上的位置在回路中加人参考电势，同时开关K，打到被检定段的高电位端，而辅助分压器F。输出端的滑动头和屏蔽保护电位分压器F。输出端的滑动头仍然保持在“零平衡”时的位置，再调节微差补偿器使指7JJG2442003零仪重新平衡，再次读取微差补偿器上的示值RFY。中的下角标I表示被检定段I1一N。对于N段分压器，需做N次“零平衡”和N次“段平衡”。误差计算公式与式8和式9完全相同。4互检法当有两台准确度相对较低的多盘串级连接的感应分压器时，可用互检法进行相互检定，该方法与两次平衡参考电势对检法相似。将两台串级连接的多盘感应分压器A和B，按图6所示线路连接，检定过程与两次平衡参考电势对检法基本相似。首先按图6A所示做I一1段的“零平衡”，然后将B分压器的第二盘置10参考电压，按图6B所示做“段平衡”。将微差补偿器上“段平衡”时的读数值减去“零平衡”时的读数值便得到A分压器第一盘第I段电压与参考电势的差值。图示电路需做10次“零平衡”和10次“段平衡”，按照两次平衡参考电势对检法的计算方法，就可以求出A分压器第一盘各段电压的段误差8A和传递比率误差。、。同理，以B分压器第三盘总电压作为参考电势，可以对A分压器的第二盘进行检定以B分压器第四盘总电压作为参考电势，可以对A分压器的第三盘进行检定依此类推。若将A分压器作为参考分压器，同样可以检定B分压器。OT0A分压器串级B分压器串级A互检法零平衡状态A分压器串级B互检法段平衡状态H分压器串级图6互检法检定原理线路图5322对检法检定当被检感应分压器准确度较低时即当标准感应分压器的最大允许误差小于或等于JJG2442003被检感应分压器最大允许误差的1/5时，应采用对检法检定。用对检法可以对感应分压器进行整体检定，检定原理线路如图7所示。UN姚图7对检法检定原理线路图设标准感应分压器的传递比率误差为。5。，被检感应分压器的传递比率误差为。对于检定第I抽头时，用微差补偿器补偿其差值使指零仪指零，并读取该差值，得EE,。一Y若。可忽略，则有ESIIN一Y式中I一被检分压器输出抽头序号。式11是折算到输入端的传递比率误差，若要折算到输出端，则有N，了YI则可101112被检定点的选择如由M个单盘十进感应分压器组成的一个M盘感应分压器，则它的示值组合数有10个，如M8，则示值组合数目可达1护个，要逐个检定是不可能的。按照实际情况分析，根据目前感应分压器的指标和结构特点，一般来说，在选择被检定点时可分为两部分，第一部分是单盘检定，即对前三个盘分别进行单盘检定。第二部分是组合检定，即选择一些具有代表性的组合值，用以检查盘与盘之间的各种影响。引线压降的消除用对检法检定感应分压器时，应考虑并消除高、低端引线压降的影响，附录D介绍了几种消除引线压降的方法。5323单盘过渡法检定以N7,8,9,10,11,12的单盘感应分压器作为标准，把被检多盘感应分压器的示值设置到表4所列的相应数值上进行检定，其差值由微差补偿器读出，这样就实现了对多盘感应分压器的整体检定。534绝缘电阻测试JJG2442003应符合本规程第42条规定。测试应在施加电压后1一2MIN之间进行。535耐压试验测试应符合本规程第43条规定。试验电压应平稳上升到表2规定值，在此阶段中不应出现明显的瞬变现象。保持1MIN，然后平稳地降低到零。在耐压试验测试中不应出现击穿或飞弧现象。试验后仪器应能正常工作。表4不同N值的单盘感应分压器各抽头N,相应的比率值E,几之N7891011121014285714012500000011111111010000000009090909008333333202857142802500000002222222202000000001818181801666666630428571420375000000333333330300000000272727270250000004057142857050000000044444044040000000036363636033333333507142857106250000005555555505000000004545454504166666660857142850750000000666666660600000000545454540500000007100以00000875000000777777770700000000636363630583333338100000000088888888072727272066666666VOMLL民月N91以洲XK0004丫丫侧丫们081818181075000000101000000000909090900833333331110000000009166666612100000000536数据处理以被检感应分压器最大允许误差的1/10为单位，按数据修约规则进行修约。537判断被检感应分压器是否合格，以处理后的数据为准。54检定结果处理按本规程要求检定合格的感应分压器发给检定证书，检定不合格的发给检定结果通知书。55检定周期感应分压器的检定周期一般不超过2年。JJG2442003附录A感应分压器检定证书内页格式示值误差示值EOE,。一示值。，EQLEL000000000012500000010000000025000000020000000037500000030000000一062500000040000000075000000050000000083333333060000000II0875001X旧070000000L00909090908000000010181818180900001X10027272727100000000L036363636001000仪幻一045454545002000000一05454545400300000006363636300落000000II072727272005000000I081818181006000000L090909090007000000I一011111111008000000022222222009000000033333333010000000IL一044444444000100000I0555555550002001X旧066666666000300000II一077777777000400兀旧08888888800050000009999999901X600洲洲L00999999000007000000199999910000800000L029999991000090000010399999910001000000I一049999991001X090000059999991001X1990099I10699999910099009900一07999999100999001000899999910085714286099999991011JJG2442003检定条件电压温度备注频率湿度HZRHV检定日期有效期至检定员核验员HH月月年年注可根据不同的被检仪器给出相应的检定数据。JJG2442003附录B感应分压器检定原始记录格式两次平衡参考电势增量法送检单位温度湿度RH送检仪器名称标准装置名称型号出厂编号装置的标准号生产厂标准装置的扩展不确定度K二技术指标上次检定日期检定的依据检定结论示值检定7JG2442003传递比率误差模值X108抽头序号12345678910LEI二丫EZVE9检定条件备注电压V频率检定日期有效期至检定员核验员日日月月年年JJG2442003附录C感应分压器检定原始记录格式对检法送检单位温度湿度RH送检仪器名称标准装置名称型号出厂编号装置的标准号生产厂标准装置的扩展不确定度K二技术指标上次检定日期检定的依据检定结论示值检定示值EOE,。一示值E,。、LEL000000000012500000010000000一025000000020000000一。37500000030000000一。625000000400000000750000000500000000833333330601洲】XXXI087500000070000000009090909080000000一018181818090000000272727271以刃仪1000036363636001000000一045454545002000000一054545454003000000一063636363004000000072727272005000000一081818181006000000一090909090007000000011111111008000000一0222222220的00洲众一033333333010000000一0今14444抖000100000055555555000200000066666666000300000一077777777000400000一088888888000500000099999999JJG2442003续表示值E,E,。一示值E,E,LEL0兀6XXM0099999910000700000一0199999910000800000一02999999100009000000399999910001000000049999991000009城洲0一059999991000099009910699999910099009900一0799999910099900100一08999999100857142860999999910检定条件备注电压V频率HZ检定日期有效期至检定员核验员日日月月年年JJG2442003附录D用对检法检定时高、低端引线压降的消除方法用对检法检定感应分压器时，应考虑并消除高、低端引线压降的影响，下面介绍几种消除引线压降的方法1用检定装置中附有的零位调节系统来消除引线压降。检定时应将电源输出引线固定地接在被检分压器的输人端上。2将被检分压器和标准分压器的输人端以直径约LMM、长约LM的裸铜线相对连接，如图7所示，滑动A,B端，可以使A点到FS的压降与A点到F、的压降相互抵消，同样可以让B点到FS的压降与B点到F、的压降相互抵消。具体的操作步骤是首先将滑动头A,B,C分别放置于FX,FS和F。的。端，滑动B端使指零仪指零，在滑动B端的同时，利用微差补偿器上的正交分量作为辅助调节，使同相分量指示为零，这时A点即达到所要求的位置。然后将滑动头A,B,C分别放置于FX,F，和F。的10端，滑动A端使指零仪指零，在滑动A端的同时，利用微差补偿器上的正交分量作为辅助调节，使同相分量指示为零，这时A点即达到所要求的位置。至此，FS的输人端电压与F、的输人端电压是一致的。在调节过程中，如果注意到两根引线的空间面积尽可能减小和相对固定的话，则这个调节方法效果甚佳，在整个音频范围内都适用。3对采用组合铁心结构的感应分压器，将标准感应分压器的测量绕组和激磁绕组分别接至被检分压器的输人端上，以减小引线压降的影响。4用微差补偿器测出引线压降的影响量后进行修正。设高端引线压降对于输人电压的影响量为YN，则该影响量将对感应分压器示值产生AY，的影响A为感应分压器示值，因此，将感应分压器各点示值的误差减去AYN，就可消除该影响量对感应分压器示值误差的影响。同样，设低端引线压降对于输人电压的影响量为。，则该影响量将对感应分压器示值产生1一AY。的影响，因此，将感应分压器各点示值的误差减去1一A护。，就可消除该影响量对感应分压器示值误差的影响。修正后感应分压器各点的示值误差为。，二7。一1一注YO一A7，式中YO低端引线压降的影响量YN高端引线压降的影响量Y感应分压器在第I点时微差补偿器的读数。十进感应分压器引线压降修正举例示于下表。17JJG2442003引线压降修正举例感应分压器示值A有引线压降时的示值误差YX10一低端引线修正量一1一AYO高端引线修正量一A,YN无引线压降时的示值误差EX10一0一10一1一0X一101OOX一20二0001一161一01X一10二901X一20二一2一902一12一1一02X一10二802X一20_一4一803一31一03X一10二703X一20一6一2042一1一04X一10二604X一20一80056一1一05X一10二505X一20一1010611一1一06X一10二406X一20一1230717一1一07X一10二307X一20二一1460822一I一08X一10二208X一20二一1680927一1一09X一10109X一20一181010201一10X一10二010X一20二一20018JJG2442003附录E感应分压器传递比率误差公式推导1，典型参考电势法设被检感应分压器F、的各段电压为U，它与其标称值电压UU的相对误差为SO若用一个参考分压器提供一段参考电势U,，它的标称值电压亦等于右。，U，与对。的相对误差恒为S,。以参考电势U，与各段电压U逐段比较，调节微差补偿器使回路平衡，则有UZI二U,1因为UUA1一8JNUYU,UO1一S,所以式1可写为UO1一S干NUP仇1一S,2将式2化简，得S一NYS,的N个方程式，一NY二NS,3I从1一N，因此得到类似式3名A并把它们相加，得4由于艺。二0，于是从式4可得到参考电势误差5，Y“艺泪A将式5代人式3，可得到被检分压器各段电压的误差Y艺目YNS由于感应分压器的传递比率E6UO1一S,亦称分压系数为UO1一S719JJG2442003因此，感应分压器的传递比率误差亦称抽头误差为QIM8EI,OUT令不S式8是折算到输人端的传递比率误差，式99是折算到输出端的传递比率误L0洲差。2两次平衡参考电势增量法当进行“零平衡”时，回路残余电压相对于段电压之比为SILOI差补偿器读出YI,O，于是有NUOY。一UASI,O即S。二一NYI,O需做N次“零平衡”，并将它们相加，可得该电压相对量由微一N艺Y,O当进行“段平衡”时，有、，J夕J、，夕、了、1产2飞45山IJ1ES月去了泞、了、2、了胜、S一NYS,OS,式中S被检分压器第I段的段误差Y在做第I段“段平衡”时，微差补偿器的读数S