JJF 2194-2025 氧化锌避雷器测试仪校准规范标准立项发展报告

氧化锌避雷器测试仪校准规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:CalibrationSpecificationforZincOxideArresterTesters摘要氧化锌避雷器作为电力系统中保障设备绝缘安全、限制过电压的关键保护装置，其运行状态的准确评估直接关系到电网的安全稳定运行。氧化锌避雷器测试仪是用于测量避雷器泄漏电流、阻性电流、功耗等关键参数的专业仪器，其量值准确性对避雷器状态诊断结论的可靠性具有决定性影响。然而，长期以来我国缺乏针对该类仪器的统一校准技术规范，导致各计量技术机构、电力试验研究院所和制造企业的校准方法不统一、校准项目不明确、技术指标不一致，严重制约了量值溯源体系的完善和检测数据的互认。为有效解决上述问题，国家市场监督管理总局批准立项制定《氧化锌避雷器测试仪校准规范》（JJF2194-2025）。本报告系统阐述了该规范立项的背景与必要性、国内外技术现状、主要技术内容编制思路、预期实施效果以及主要起草单位情况，旨在为标准技术审查和应用推广提供全面的参考依据，为提升我国电力安全计量保障能力提供技术支撑。关键词：氧化锌避雷器测试仪；校准规范；计量溯源；阻性电流测量；电力安全；国家计量技术规范AbstractZincoxidearrestersarecriticalprotectivedevicesinpowersystems,ensuringinsulationsafetyandlimitingovervoltage.Theaccurateevaluationoftheiroperationalstatusdirectlyaffectsthesafeandstableoperationofpowergrids.Zincoxidearrestertestersarespecializedinstrumentsusedtomeasurekeyparametersofarresters,includingleakagecurrent,resistivecurrent,andpowerloss.Theaccuracyoftheseinstrumentshasadecisiveimpactonthereliabilityofarresterconditiondiagnosis.However,foralongtime,Chinahaslackedaunifiedcalibrationtechnicalspecificationforsuchinstruments,resultingininconsistentcalibrationmethods,unclearcalibrationitems,andinconsistenttechnicalindicatorsamongvariousmetrologyinstitutions,electricpowerresearchinstitutes,andmanufacturingenterprises.Thishasseriouslyrestrictedtheimprovementofthetraceabilitysystemandthemutualrecognitionoftestingdata.Toeffectivelyaddresstheseissues,theStateAdministrationforMarketRegulationapprovedtheformulationofthe*CalibrationSpecificationforZincOxideArresterTesters*(JJF2194-2025).Thisreportsystematicallyelaboratesonthebackgroundandnecessityofthisspecification,thecurrenttechnicalstatusdomesticallyandinternationally,theformulationapproachformaintechnicalcontents,theexpectedimplementationeffects,andinformationontheprincipaldraftingorganization,aimingtoprovidecomprehensivereferencefortechnicalreviewandapplicationpromotionofthespecification.Keywords:Zincoxidearrestertester;Calibrationspecification;Metrologicaltraceability;Resistivecurrentmeasurement;Powersystemsafety;Nationalmetrologytechnicalspecification一、引言1.1研究背景随着我国电力工业的快速发展和特高压电网建设的持续推进，电力系统对设备安全运行的要求不断提高。氧化锌避雷器（MetalOxideArrester，MOA）因其优异的非线性伏安特性和良好的保护性能，已成为电力系统中过电压保护的核心设备，广泛应用于变电所、输电线路、发电厂等各个环节。据统计，截至2024年底，我国电网在运的氧化锌避雷器数量已超过数百万只，且仍以每年约8%的速度递增。氧化锌避雷器的运行状态直接影响着电力设备乃至整个电网的运行安全。避雷器在长期运行过程中，会因受潮、老化、污秽等因素导致阀片性能劣化，进而出现泄漏电流增大、阻性电流分量异常升高、功耗超标等隐患。如果不能及时准确地检测出这些异常状态，避雷器可能在过电压作用下发生爆炸或损坏，造成大面积停电事故和重大经济损失。氧化锌避雷器测试仪（以下简称“测试仪”）是用于对避雷器进行在线或离线测试的专用计量仪器，主要测量避雷器的全电流、阻性电流、容性电流、功耗等参数。该仪器的测量准确性直接决定了避雷器状态评估结论的可靠性。若测量结果偏差过大，可能导致两种严重后果：其一，漏检——对存在早期缺陷的避雷器未能及时预警，导致故障扩大；其二，误判——对健康避雷器做出“不合格”的过度诊断，造成不必要的停电检修和非计划更换，浪费大量人力物力资源。因此，保障测试仪的量值准确可靠，是电力安全计量工作的重要内容。1.2标准立项的必要性（1）填补计量技术规范空白。经系统查询，截至本规范立项之前，我国尚未发布专门针对氧化锌避雷器测试仪的国家计量校准规范或检定规程。各使用单位只能参考相关行业标准或企业自编方法开展校准活动，校准依据不统一，量值可靠性难以保证。国家市场监督管理总局于2025年2月8日批准发布JJF2194-2025《氧化锌避雷器测试仪校准规范》，填补了该类仪器量值溯源体系的空白。（2）行业发展的迫切需求。目前，国内外生产氧化锌避雷器测试仪的厂商众多，包括国内主要电力仪器制造企业及部分国外品牌，产品型号繁杂，技术指标表述各异。据不完全统计，国内在用各品牌型号的氧化锌避雷器测试仪已超过数万台，且每年新增需求旺盛。面对如此庞大的仪器存量，缺乏统一规范的技术依据，将严重影响计量监管的有效性。（3）依法治理的政策要求。根据《中华人民共和国计量法》及其实施细则的相关规定，用于安全防护、贸易结算、环境监测等领域的计量器具应依法实施计量管理。测试仪虽未列入《实施强制管理的计量器具目录》，但作为电力安全检测的关键设备，对其进行规范化的校准管理是保障电力安全生产的必然要求。二、国内外技术现状分析2.1氧化锌避雷器测试仪技术发展概况氧化锌避雷器测试仪的核心测量原理基于氧化锌阀片的非线性电阻特性。早期的测试仪主要采用模拟电路实现泄漏电流的测量，功能单一、精度较低。近年来，随着微电子技术、数字信号处理技术和传感器技术的快速发展，现代测试仪已发展为以高性能微处理器为核心，集信号采集、数字滤波、谐波分析、无线通信于一体的智能化仪器。从测量原理上，当前主流测试仪主要分为两类：一类是基于电压参考信号同步的测量方式，通过PT（电压互感器）二次侧获取电压参考信号，利用数字相关分析法提取阻性电流基波分量和谐波分量；另一类是不需要电压参考信号的测量方式，通过特定的信号处理算法，利用全电流波形本身的特征进行分析。各类测试仪在测量范围、准确度等级、抗干扰能力等方面存在较大差异。从应用形式上，测试仪可分为便携式在线测试仪和停电试验用测试仪两大类，均需在复杂的电磁环境下正常工作，对仪器的抗干扰能力和测量稳定性提出了较高的要求。2.2国内外标准现状国际方面：国际电工委员会（IEC）已制定了IEC60099-5《避雷器第5部分：选择和应用推荐》等标准，主要规定了避雷器本身的技术要求、试验方法和应用导则，但未针对避雷器测试仪的计量校准制定专门的标准。IEC60099-4规定了避雷器运行中状态监测的相关内容，对避雷器泄漏电流的监测方法提出了推荐性要求，但同样未涉及测试仪量值溯源的技术规范。国内方面：电力行业标准DL/T987-2017《氧化锌避雷器阻性电流测试仪通用技术条件》对测试仪的产品技术要求、试验方法等进行了规定，但该标准属于产品标准范畴，侧重于产品的设计、制造和出厂检验，并未系统规定计量校准方法、校准条件、校准项目和计量性能要求。JJG（电力）01-1994《避雷器漏电流表检测规程》虽涉及相关参数的检测，但其适用范围和技术内容已难以满足当前测试仪技术发展的需要。此外，部分地方计量技术机构曾制定过地方性的校准规范，但在校准方法、技术指标等方面存在较大差异，无法实现全国范围内的量值统一。因此，制定全国统一的氧化锌避雷器测试仪校准规范，是完善我国电力计量技术规范体系的重要举措。2.3现有校准技术存在的问题通过对国内主要计量技术机构、电力科学研究单位和制造企业的调研，目前氧化锌避雷器测试仪的校准工作主要存在以下问题：一是校准方法不统一。各单位采用的校准方法包括直接测量法、模拟器比对法、标准电阻法等多种形式，校准结果之间存在较大差异。二是校准项目不完整。部分机构仅对全电流、阻性电流等基本参数进行校准，忽略了对相位测量误差、谐波影响、频率响应、绝缘电阻等关键性能指标的考核。三是计量性能指标不明确。由于缺乏统一的规范依据，各机构对测试仪最大允许误差的要求不一致，从±1%到±5%不等，导致校准结论可比性差。三、标准主要内容3.1适用范围本规范适用于基于电压参考信号同步测量方式和非参考电压信号测量方式的氧化锌避雷器测试仪的首次校准、后续校准和使用中检查。不适用于仅具备定性判断功能、不提供定量测量数据的简易型避雷器指示器的校准。3.2规范性引用文件本规范引用了以下关键文件：-JJF1001《通用计量术语及定义》-JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》-JJF1071《国家计量校准规范编写规则》-DL/T987《氧化锌避雷器阻性电流测试仪通用技术条件》-IEC60099-5《避雷器第5部分：选择和应用推荐》3.3计量性能要求（1）全电流测量误差。在全电流测量范围内（通常为0.1mA～10mA），测试仪全电流示值的最大允许误差不超过±（1%读数+2个字）。（2）阻性电流测量误差。阻性电流是评估避雷器阀片老化程度的核心参数。在基准条件下，阻性电流示值的最大允许误差不超过±（2%读数+2个字）。（3）容性电流测量误差。容性电流示值的最大允许误差不超过±（2%读数+2个字）。（4）功耗测量误差。功耗示值的最大允许误差不超过±（3%读数+3个字）。（5）相位角测量误差。电压与全电流之间相位角的测量误差不超过±2°。3.4校准条件与校准项目（1）校准环境条件。温度：（23±5）℃；相对湿度：≤85%RH；供电电源：AC（220±22）V，（50±0.5）Hz；校准场所应无强振源和强电磁干扰。（2）校准项目。本规范规定的校准项目包括：外观及通电检查、全电流示值误差、阻性电流示值误差、容性电流示值误差、功耗示值误差、相位角示值误差、绝缘电阻测量。3.5校准方法（1）标准器选取。校准用标准器应选用经计量检定合格的标准电阻器、标准电流互感器、标准相位发生器等设备。标准器的量值应能覆盖被测测试仪的测量范围，且其扩展不确定度应不超过被测测试仪最大允许误差绝对值的1/3。（2）校准步骤。校准中将被测测试仪与标准器按规范规定的电路连接，设定标准器的输出参数，依次读取被测测试仪的测量示值并记录。每个校准点重复测量不少于3次，取算术平均值作为该点的测量结果。3.6校准结果表达与复校时间间隔校准结果以校准证书形式给出，内容包括：校准项目的测量结果及测量不确定度、各校准项目的判定结论、校准依据的技术文件等信息。测量不确定度应按照JJF1059.1的要求进行评定和报告。复校时间间隔建议为1年。在以下情况下应提前送校：仪器经维修或更换主要元器件后；仪器受到剧烈冲击或跌落；在使用过程中发现测量数据异常波动；长期停用后重新启用。四、主要起草单位与实施保障4.1主要起草单位介绍本规范的主要起草单位为中国计量科学研究院，这是我国最高计量技术机构，是国家量值溯源体系的源头，直属于国家市场监督管理总局。中国计量科学研究院成立于1955年，是集计量基础研究、应用研究、量值传递、计量服务和国际合作于一体的综合性国家级计量科学研究机构。在电学计量领域，中国计量科学研究院建有国家交直流电压、电流、电阻、电容、电感等基准和标准装置，量值覆盖范围广、不确定度水平国际领先。经过数十年的发展，该院已培养了一支在电磁计量领域具有深厚学术造诣和丰富实践经验的科研团队，拥有国际先进的精密测量设备和完备的计量校准实验室。此外，该院长期跟踪国际计量发展前沿，积极参与国际计量委员会（CIPM）、国际电工委员会（IEC）等国际组织的技术活动，在国际计量比对和标准制定中发挥着重要作用。在本规范的编制过程中，中国计量科学研究院牵头组织了对国内主要测试仪制造企业、电力科学研究院、省级计量院等多家单位的技术调研，系统梳理了各类测试仪的原理结构、性能特点和使用现状，组织开展了多轮实验室验证试验，为标准中各项技术指标的确定提供了扎实的实验数据支撑。4.2其他参与单位本规范的制定还汇聚了电力行业和计量技术机构的多方力量。主要参与单位包括中国电力科学研究院有限公司、国网湖北省电力有限公司电力科学研究院、南网科研院有限责任公司、山东省计量科学研究院、江苏省计量科学研究院以及国内多家具有代表性的测试仪制造企业。各参与单位分工协作，充分发挥了电力运行实践、计量技术研究和装备制造等不同领域的专业优势，为标准内容的科学性、合理性和可操作性提供了有力保障。4.3实施保障措施五、结论与展望5.1主要结论JJF2194-2025《氧化锌避雷器测试仪校准规范》的发布实施，是我国电力安全计量技术规范体系建设的又一重要成果。通过本规范的制定和贯彻实施，将实现以下目标：（1）构建统一完善的校准技术依据。本规范统一了氧化锌避雷器测试仪的校准项目、校准条件、校准方法和计量性能要求，填补了国家层面的技术规范空白，使该类仪器的量值溯源工作有据可依、有章可循。（2）有效提升量值溯源能力和水平。通过规范化校准方法的实施和统一技术指标的约束，测试仪的量值测量不确定度将得到有效控制，量值溯源链更加清晰完整，为避雷器状态评估提供更加可靠的计量保障。（3）有力推动行业技术交流与质量提升。统一的校准规范为制造企业提供了明确的产品性能考核依据，有利于引导企业优化产品设计、提升制造质量，同时也有利于不同机构间校准结果的可比性和互认性，促进技术交流与资源共享。5.2未来展望随着我国智能电网建设的深入推进和电力设备状态检修制度的全面实施，对氧化锌避雷器测试仪的技术性能和计量管理要求将不断提高。展望未来，以下几个方面值得重点关注：（1）智能化方向的探索。随着物联网、大数据和人工智能技术在电力检测领域的广泛应用，具备自校准、远程计量监测和数据分析诊断功能的智能化测试仪将逐渐成为主流。适应智能化仪器特点的在线校准方法和远程校准技术将成为计量技术研究的重点方向。（2）技术指标的动态完善。随着测试仪制造技术的不断进步，仪器测量准确度和稳定性将进一步提升，本规范中的计量性能指标应根据技术发展适时进行修订完善，以保证规范的技术先进性和适用性。（3）国际互认