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中華人民共和國電力行業標準多功能電能表(二)

閱讀:4391發布時間:2010-5-10

6 試驗方法
6.1  檢驗裝置
    對多功能電能表進行準確度、需量示值誤差等試驗時,檢驗裝置(包括標準表)的允許誤差限應按照國家有關標準和檢定規程。
6.2  參比條件
    機電式多功能電能表應符合GB/T 15282中表2、GB/T 15283中表10的要求;電子式多功能電能表應符合IEC 687中表15、IEC 1036中表20和IEC 1268中表17的要求。
6.3  基本功能檢查
    多功能電能表在進行準確度等試驗前,應先檢查其基本功能是否符合要求。
6.3.1  電能計量功能
    通過顯示檢查電能計量功能。
6.3.2  需量復零功能
    通過編程器預置需量復零前時間為月末23點58分(或其他設定的需量復零前時間),2min后,觀察能否自動復零。手動復零可根據使用說明書介紹的操作方法進行操作確認。
6.3.3  費率和時段功能
    根據制造廠說明書進行編程,編程時預置的時段盡量短,一般以15min為宜,以便檢查和觀察時段及費率是否正確變更。
6.3.4  事件記錄
    a)按6.3.2試驗后,檢查記錄是否正確。
    b)用編程器改變一次編程數據,檢查記錄是否符合5.3.1.4b)的要求。
6.3.5  編程器預置功能
    通過編程器及顯示,檢查預置的所有內容是否滿足5.3.1.6的要求。
6.3.6  顯示功能
    a)按5.3.1.7檢查計量單位和各種識別符號是否正確。
    b)斷開交流電源,檢查顯示器能否通過外接電源接口顯示當前數據或進行停電抄表。
6.4  電氣性能試驗
    機電式多功能電能表誤差限、潛動、起動及影響量引起的誤差改變量等試驗方法應符合GB/T 15282及GB/T 15283的有關規定。
    電子式多功能電能表誤差限、潛動、起動及影響量引起的誤差改變量等試驗方法應符合IEC 687、IEC 1036和IEC 1268的有關規定。
6.4.1  功耗測量
    在參比電壓和基本電流下用準確度不低于3級的低阻抗電流表、高阻抗電壓表及低功率因數表來測量多功能電能表電壓線路和電流線路的功耗(也可用其他精度相當的方法進行)。其中對接有輔助電源的電壓線路,必須在顯示器全部顯示的情況下進行。
6.4.2  電能示值誤差的測定
6.4.2.1  計度器總電能示值誤差
    機電式多功能電能表在參比條件下,通電走字至計度器示值100kW·h(kvar·h)及以上(在通電期間,要求電壓線路每24h內中斷電源3~4次),讀取測量單元電能示值E0和數據處理單元電能示值E,兩者的差值應符合5.4.2.1的要求。
6.4.2.2  計度器示值組合誤差
    a)在5.4.2.2規定的條件下,連續走字至計度器示值100kW·h(kvar·h)及以上,且連續走字時間不應少于120h。
    b)尖、峰、平、谷時段任意交替編制,每24h切換7次以上。
    c)分別讀取E0EjEfEpEg的電能示值,按(3)式計算組合誤差,其結果應符合5.4.2.2的要求。
6.4.3  日計時誤差的測定
    日計時誤差按IEC 1038中5.5.3要求進行測定,溫度試驗按IEC 1038中5.5.3.3要求進行。
6.4.4  反向功率影響試驗
    a)機電式多功能電能表在參比電壓、參比頻率和電流為0.05Ib及cosφ=1(sinφ=1)條件下進行(試驗過程中,工作時段不應改變)。
    b)試驗中應切換功率(電流)方向,切換周期必須小于轉盤在相鄰兩個止逆位置的轉動時間, 連續試驗兩次以上,不應有誤脈沖輸出。
6.4.5  需量示值誤差的測定
6.4.5.1  標準電能表法
    在對標準電能表和多功能電能表的電壓線路施加參比電壓,電流線路分別通以電流0.05IbIbImax和cosφ=1條件下,經過選定的一個需量周期(可根據多功能電能表需量周期結束指示),讀取在此周期內標準電能表示值(P0)和多功能電能表需量顯示值(P),按下式計算需量示值的相對誤差
上兩式中:γm——多功能電能表需量示值的相對誤差,%;
           P——在需量周期內多功能電能表需量顯示值,kW;
           γ——測量單元誤差,%;
           P0——在需量周期內,根據標準電能表示值計算出的需量值,kW;
           C0——標準電能表常數,imp/kW·h;
            t——選定的需量周期,min;
           f0——標準電能表在選定需量周期內脈沖數;
      KlKy——分別為多功能電能表設置的電流、電壓互感器的額定變比。
試驗結果,應符合5.4.5要求。
6.4.5.2  標準功率表法
    對標準功率表和多功能電能表的電壓線路施加參比電壓,電流線路分別通以電流0.05IbIbImax和cosφ=1條件下,經過選定的一個需量周期(可根據需量周期結束指示),讀取標準功率表示值(P0)、多功能電能表需量顯示值(P)及測量單元誤差(γ),即可按(6)式計算出需量示值的相對誤差。
6.4.6  絕緣性能試驗
6.4.6.1  一般試驗條件
    絕緣試驗的正常條件為:
    ——環境溫度:15~25℃;
    ——相對濕度:45%~75%;
    ——大氣壓力:86~106kPa。
    多功能電能表在絕緣性能試驗中,應對完整的儀表進行試驗,儀表帶有表蓋和端子蓋,接線螺釘應擰到固定zui粗導線位置。先進行沖擊電壓試驗,再進行交流耐壓試驗。試驗時,非被試線路應與下文指明的“地”連接。
    標準中“地”的含義:
    a)如表殼是用金屬制造的,“地”是指安裝在導電平面上的表殼自身;
    b)如表殼或其一部分是用絕緣材料制造的,“地”是指包圍儀表并與所有可觸及導電件接觸、同安裝表底的導電平面連接的導電箔。在端子蓋處,應使導電箔盡可能地接近端子和接線孔,距離不大于2cm。
6.4.6.2  沖擊電壓試驗
    試驗應在下述條件進行:
    ——脈沖波形:標準的1.2/50μs脈沖;
    ——電壓上升時間:±30%;
    ——電壓下降時間:±20%;
    ——電源阻抗:500±50Ω;
    ——電源能量:0.5±0.05J;
    ——試驗電壓:6kV;
    ——試驗電壓允差:+0%-10%。
    每次試驗應分別在不同極性下施加10次沖擊電壓,各脈沖之間zui小間隔時間為3s。
    a)各線路和線路之間的沖擊電壓試驗。
    應對多功能電能表在正常使用中每一相互隔離的線路(或線路組合)單獨地進行試驗,不經受脈沖電壓試驗的線路端應接地。
    在正常使用中測量元件的電壓線路和電流線路連接在一起時,應對整體進行試驗。電壓線路的另一端接地,沖擊電壓施加于電流線路端和地之間。當儀表的幾個電壓線路有公共點時,此公共點應接地,沖擊電壓依次施加于未連接的(或與其連接的電流線路的)每一端和地之間。
    在正常使用中,如同一測量元件的電壓線路和電流線路是分離的并且是相互絕緣的(例如與儀用互感器連接的各線路),則應分別對每一線路進行試驗。
    直接同電網連接或者與和儀表線路相同的電壓互感器連接、參比電壓超過40V的輔助線路應按照與電壓線路試驗的相同條件進行沖擊電壓試驗。其他輔助線路不進行試驗。
    b)線路對地的沖擊電壓試驗。
    儀表所有的線路端,包括參比電壓超過40V的輔助線路端均相互連接在一起。
    參比電壓低于或等于40V的輔助線路應接地,沖擊電壓施加于所有線路和地之間。
6.4.6.3  交流電壓試驗
    試驗條件包括:
    ——電壓波形:實際上的正弦波;
    ——幅    值:2kV;
    ——頻    率:45Hz~65Hz;
    ——施加時間:1min;
    ——電源容量:≥500V·A。
    a)線路相對于地的交流電壓試驗。
    試驗電壓施加于線路與地兩點之間,具體是:所有電流、電壓線路及參比電壓超過40V的輔助電源線路端均相互連接在一起為一點,另一點是地。
    b)線路和線路之間的交流電壓試驗。
    試驗電壓施加在正常工作中不連接的各線路之間。
    注:對機電式多功能表,線路和線路之間交流電壓試驗幅值為600V。
6.5  氣候影響試驗
6.5.1  高溫影響試驗
    按GB 2423.2進行,試驗條件應符合5.5.1要求。
6.5.2  低溫試驗
    按GB 2423.1進行,試驗條件應符合5.5.2要求。
6.5.3  交變濕熱試驗
    按GB 2423.4進行,試驗條件應符合5.5.3要求,試驗后應按6.4.6進行試驗。
6.5.4  陽光輻射試驗
    按GB 2423.24進行。對試驗程序A(照射8h,黑暗16h為一個周期),上限溫度55℃,試驗時間3個周期。
    試驗后以目測檢驗外觀,應仍符合5.5.4的要求。
6.6  電磁兼容試驗
6.6.1  一般試驗條件
    在下列所有試驗中,儀表處于正常工作位置,裝上表蓋和端子蓋。所有需接地的部件應接地。
    試驗后,儀表不應出現損壞,并能準確正常地工作。
6.6.2  靜電放電抗擾度試驗
    按照IEC 1000-4-2中規定,并在下述條件下進行:
    ——接觸放電;
    ——嚴酷等級:4;
    ——試驗電壓:8kV;
    ——放電次數:10。
    a)儀表為非工作條件:
    ——電壓線路、電流線路和輔助線路不通電;
    ——所有電壓線路端及輔助線路端連接在一起,電流端應開路。
    靜電放電作用后,儀表不應出現損壞或信息的改變,并能準確正常地工作。
    b)儀表在工作條件下:
    ——電壓和輔助線路加參比電壓;
    ——電流線路中無電流,電流端應開路。
    靜電放電作用后,儀表不應出現損壞或信息的改變,并能正常地工作,計度器不應產生大于 x (kW·h)的變化,測試輸出也不應產生大于 x (kW·h)的脈沖信號量。 x 的計算公式見5.9.3。
6.6.3  高頻電磁場抗擾度試驗
    按照IEC 1000-4-3中規定,并在下述條件下進行:
    ——電壓和輔助線路加參比電壓;
    ——頻率范圍:80~1000MHz;
    ——嚴酷等級:3;
    ——試驗場強:10V/m。
    a)電流線路無電流,電流端開路。在高頻電磁場的作用下,儀表不應出現損壞或信息的改變,并能正常地工作,計度器不應產生大于 x (kW·h)的變化,測試輸出也不應產生大于 x (kW·h)的脈沖信號量。 x 的計算公式見5.9.3。
    b)在基本電流Ib、功率因數為1、處于敏感頻率或主振頻率點的條件下,誤差改變量應在表13規定極限內(此條只對電子式多功能電能表進行)。
表13  高頻電磁場影響
負載電流
功率因數
對應等級的誤差改變量極限(%)
0.2
0.5
1
2
3
Ib
cos =1.0
1.0
2.0
2.0
3.0
3.0
6.6.4  電快速瞬變脈沖群試驗
    按照IEC 1000-4-4中規定,并在下述條件下進行。
    試驗電壓應以共模方式施加于地與下列線路間:
    ——電壓線路;
    ——正常工作時與電壓線路分離的電流線路;
    ——正常工作時與電壓線路分離的輔助線路;
    ——輸入/輸出電路和數據通信線路。
    a)在基本電流Ib、功率因數為1條件下:
    ——電壓和輔助線路加參比電壓;
    ——嚴酷等級:3;
    ——電流和電壓線路的試驗電壓:2kV;
    ——參比電壓超過40V的輔助線路試驗電壓:1kV;
    ——試驗時間:在10min內等間隔地作用3次,每次作用1s。
    試驗時,儀表不應損壞并能正常工作,儀表的記錄值相對于同一負載下無脈沖群作用時記錄值的改變,對1級及以上等級表和2級及以下等級表分別不應大于4%或6%。
    b)電流線路中無電流,電流端開路:
    ——電壓線路和輔助線路加參比電壓;
    ——嚴酷等級:4;
    ——電流和電壓線路的試驗電壓:4kV;
    ——試驗時間:60s。
    在脈沖群的作用下,儀表不應出現損壞或信息的改變,并能正常地工作。計度器不應產生大于 x (kW·h)的變化,測試輸出也不應產生大于 x (kW·h)的脈沖信號量。 x 的計算公式見5.9.3。
    c)電流線路中無電流,電流端開路,使用電容耦合夾將試驗電壓耦合至線路上:
    ——電壓線路和輔助線路加參比電壓;
    ——嚴酷等級:3;
    ——耦合在輸入/輸出信號、數據、控制及通信線路的試驗電壓:1kV;
    ——試驗時間:60s。
    在脈沖群的作用下,儀表不應出現損壞或信息的改變,并能正常地工作。計度器不應產生大于 x (kW·h)的變化,測試輸出也不應產生大于 x (kW·h)的脈沖信號量。 x 的計算公式見5.9.3。
6.6.5  浪涌試驗
    按照IEC 1000-4-5中規定,并在下述條件下進行。
    試驗電壓應施加于下列線路(端)間:
    ——電壓線路端之間;
    ——正常工作時與電壓線路分離的輔助線路端之間;
    ——電壓線路各端與地之間;
    ——正常工作時與電壓線路分離的輔助線路各端與地之間;
    ——正常工作時與電壓線路分離的電流線路與地之間;
    電流線路無電流,電流端開路:
    ——電壓線路和輔助線路加參比電壓;
    ——嚴酷等級:4;
    ——試驗電壓:4kV;
    ——波形:1.2/50μs;
    ——極性:正、負;
    ——試驗次數:正負極性各5次;
    ——重復率:1min一次。
    在浪涌的作用下,儀表不應出現損壞或信息的改變,并能正常地工作。計度器不應產生大于 x (kW·h)的變化,測試輸出也不應產生大于 x (kW·h)的脈沖信號量。 x 的計算公式見5.9.3。
6.6.6  無線電干擾試驗
    無線電干擾試驗應按CISPR 22,B級設備要求進行。
    a)當頻率在0.15~30MHz范圍內,傳導干擾電壓允許值見表14。
表14  傳導干擾電壓允許值
頻      段
MHz
允    許    值
dB(μV)
頻      段
MHz
允    許    值
dB(μV)
峰    值
平均值
峰    值
平均值
0.15~0.50
0.50~5
66~56
56
56~46
46
5~30
60
50
注:(1)在頻率轉換點,允許值為兩段要求小的值
    (2)在頻帶為0.15~0.5MHz段,允許值的增大與頻率的對數成正比
 
    b)當頻率在30~300MHz范圍內,測量距離為10m的輻射干擾電壓允許值見表15。
表15  測量距離為10m的輻射干擾電壓允許值
頻      段
MHz
峰  值  允  許  值
dB(μV/m)
頻      段
MHz
峰  值  允  許  值
dB(μV/m)
30~230
30
230~1000
37
注:(1)在頻率轉換點,允許值為兩段要求小的值
    (2)在有干擾的情況下,另作規定
 
6.7  外磁場影響試驗
    多功能電能表置于產生均勻磁場的線圈中心,改變磁場線圈的方向與線圈中電流的相位,以便得到zui不利的方向和相位。
    建議采用兩個平行而同軸的平面繞組環產生均勻磁場,繞組環中心平面間的距離為其平均直徑D的一半,兩個繞組環應按磁通量相加并串聯。線圈架和支撐架須用非鐵磁性材料制成,線圈應能圍繞平行于線圈平面的水平軸轉動。
6.8  諧波試驗
    通過耦合變壓器等模式分別將頻率為150Hz和250Hz的干擾源(幅值為參比電壓的10%)疊加在多功能電能表的電壓線路上,按與基波比較zui不利的相位進行測試。測試結果應符合5.8的要求。
6.9  電壓影響試驗
6.9.1  電壓工作范圍試驗
    多功能電能表處于工作及顯示狀態,調整電壓分別為本標準規定的極限工作范圍上下限值狀態下,觀察:
    a)顯示是否正常;
    b)通過脈沖輸出識別符號的顯示,確定是否正常計數;
    c)是否能按預置時段轉換;
    d)測量秒信號是否準確。
6.9.2  電壓跌落和短時中斷影響試驗
6.9.2.1  機電式多功能表按下列條件試驗。所有電壓線路施加參比電壓,電流線路通以基本電流。
    a)中斷電壓:ΔU=100%;
中斷時間:10ms;
中斷次數:20次;
各次中斷之間的間隔  ≥1s。
    b)中斷電壓:ΔU=100%;
中斷時間:10min;
中斷次數:2次;
各次中斷之間的間隔  ≥1s。
    c)在工作狀態下,抄錄表內各項數據,斷開電壓線路所有交流電源,在24h內再斷開備用直流電源5min,然后恢復交直流供電檢查各項數據有無變化。
6.9.2.2  電子式多功能電能表按IEC 687、IEC 1036或IEC 1268有關試驗方法進行,試驗結果應符合5.9.3要求。
6.9.3  電壓逐漸變化
    多功能電能表在電壓線路加參比電壓,電流線路輸入基本電流的工作狀態下進行下列試驗。
    a)在5s時間內,電壓從參比電壓均勻地下降到0V,然后再以同樣的時間從0V均勻地上升到參比電壓。本試驗重復兩次。
    b)逐漸關機及起動。在60s時間內,電壓從參比電壓均勻地下降到0V,然后用同樣的時間從0V均勻地上升到參比電壓。反復試驗兩次。
6.9.4  備用直流工作電源工作試驗
    斷開多功能電能表所有外加電壓180d后,再恢復供電,檢查多功能電能表內部各項數據有無變化。
6.10  取樣脈沖頻率試驗
    在參比電壓、cosφ=1(或sinφ=1)及電流為0.02Ib條件下,讀取其顯示需量值P和標準功率表示值P0,由(6)式計算出需量示值誤差應滿足5.4.5要求。
6.11  溫升的測定條件
    a)試驗前,多功能電能表應置于恒定的室溫中至少2h。
    b)試驗中,多功能電能表不應暴露于通風或陽光直接照射處。
    c)試驗后,應符合5.11要求。
6.12  接地故障抑制試驗
    應檢驗是否符合5.12規定的接地故障抑制要求。試驗線路圖見圖1。
6.13  機械性能試驗
6.13.1  電子式多功能電能表機械性能試驗
    該試驗方法應符合IEC 687、IEC 1036及IEC 1268中5.2的要求。此外應符合6.13.3~6.13.6的要求。
6.13.2  機電式多功能電能表機械性能試驗
    該試驗方法應符合GB/T 15282中6.1~6.8及GB/T 15283中6.1~6.9的要求。此外應符合6.13.3~6.13.6的要求。
6.13.3  表殼機械性能試驗
6.13.3.1  彈簧錘試驗
    多功能電能表在正常安裝位置上,彈簧錘以0.22±0.05N·m的動能作用于表殼(包括窗口) 的外表面和端鈕盒蓋上。
    試驗后表殼和端鈕盒蓋不因此而影響其功能和觸及到帶電部件。
    允許輕微損傷,但不能減弱防間接接觸、灰塵或水等保護的能力。
6.13.3.2  防灰塵和水進入防護試驗
    a)防灰塵進入。
    試驗按GB 4208中12.4及12.5進行。
    多功能電能表內部的大氣壓力與外部相同(即不欠壓,也不過壓)并處于非工作狀態。試驗后進入的灰塵在數量上不能降低其絕緣性能。
    b)滴水進入防護。
    試驗按GB 4208規定進行。戶內式參照13.2.1,戶外式參照13.2.4。且多功能電能表處于非工作狀態。
    試驗后,進入表內的水在數量上不能妨礙其工作和降低其絕緣性能。
6.13.4  沖擊試驗
    多功能電能表按GB 2423.5在下列條件下進行試驗:
    ——脈沖波形為半波正弦波;
    ——峰值加速度:149m/s2
    ——脈沖寬度:11ms。
    試驗后應符合5.13.6要求。
6.13.5  振動試驗
    多功能電能表按GB 2423.10進行試驗:
    ——試驗程序:A;
    ——頻率范圍:10~150Hz;
    ——高交越頻率:60Hz (f<60Hz時,恒定的位移,振幅0.075mm,而f>60Hz時,恒定的加速度9.8m/s2);
    ——1點控制;
    ——每一軸向掃頻周期數:10次。
    注:10個掃頻周期約需75min。
    試驗后應符合5.13.7要求。
6.14  抗運輸環境試驗
    多功能電能表應在運輸包裝條件下,試驗按ZBY 002中3.1~3.5規定進行。
    試驗后,應滿足5.14要求。
6.15  可靠性試驗
    多功能電能表的可靠性試驗,應根據環境條件,分別按表2和表3中對應的溫度范圍上限以及參比電壓上限等條件進行,本標準的可靠性試驗按JB/T 6214中的截尾序貫試驗方案4∶6(α=β=0.2,Dm=2)進行,見表16。
表16 4∶6合格判定表
失效數
累計試驗時間(m0的倍數)
拒    收
(等于或小于)
接    收
(等于或大于)
0
 
1.40
1
 
2.09
2
0.35
2.79
3
1.04
3.48
4
1.73
4.17
5
2.43
4.87
6
3.12
4.87
7
3.81
4.87
8
4.87
 
 
    投入可靠性試驗的樣品出廠檢驗項目必須全部合格,在試驗前發現有不合格項目,可用合格樣品替換。
    方案中各符號含義如下:
    Dm——平均*工作時間鑒別比,已知Dm=2.0,ml=5×104h,所以m0=1×105h;
   m0——的可接受的平均*工作時間;
    ml——不可接受的平均*工作時間;
    α——生產方風險,實際的m=m0時產品被拒收的概率;
    β——使用方風險,實際的m=ml時產品被接收的概率。
6.15.1  可靠性試驗抽樣數
    抽樣數按表17進行。
表17  推薦的樣品數臺
批  量
*樣品數
批  量
*樣品數
批  量
*樣品數
1~3
全    部
53~96
8
17~52
5
4~16
3
97~200
17
200以上
20
 
    可利用多功能電能表上的計時器計時,第k次失效的累積試驗時間應為所有計時器讀數的總和
式中:Tk——第k次失效的累積試驗時間,h;
tk·m——第k次失效時第m號多功能電能表的試驗時間,h;
       n——多功能電能表總數,臺。
    在判定點上未出現失效時的累積試驗時間
式中:T——未出現失效時的累積試驗時間,h;
     tm——到判定點時第m號多功能電能表的試驗時間,h;
      n——多功能電能表總數,臺。
    根據計算累積試驗時間,按表16進行下列判定。
    a)如*發生,則在1.40m0時間后可驗收。
    b)如在0.35m0時間內發生兩只以上故障則拒收。
    c)其余情況按4∶6判定表確定是否繼續試驗。
6.16  外觀檢驗
    對多功能電能表的外觀用目測法檢驗,檢驗結果應符合5.13的要求。
 
7  檢驗規則
7.1  多功能電能表的檢驗
7.1.1  出廠檢驗
    由制造廠技術檢驗部門對生產的每個多功能電能表進行檢驗,合格后應加封印,并給出檢驗合格證。出廠檢驗項目按表18規定項目進行。
7.1.2  型式檢驗
    按表18規定的全部項目進行檢驗,下列情況均進行全性能型式檢驗:
    a)新產品設計定型鑒定;
    b)當多功能電能表的結構、工藝或主要材料有所改變,可能影響其符合本標準及產品技術條件要求時;
    c)批量生產的多功能電能表生產間斷一年后,又重新投入生產時;
    d)出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異時;
    e)國家質量監督機構提出進行型式檢驗的要求時;
    f)正常生產定期或積累一定產量后應周期性(3年)進行一次。
7.1.3  驗收檢驗
    由電力部門計量檢定機構對每個產品按表18規定驗收檢驗項目進行檢驗。
表18 出廠檢驗、型式檢驗和驗收檢驗項目
序號
試驗項目
本標準章條
不合格類別
檢驗類別
技術條件
試驗方法
出廠檢驗
型式檢驗
驗收檢驗
1
標志
8.1
目測
C
2
外觀及表殼
5.13.3
6.13.3
C
3
端鈕、端鈕盒
5.13.4
目測
C
4
電能計量基本誤差
5.4
6.4
A
5
功耗測量
5.4.1
6.4.1
C
 
6
計度器總電能示值誤差
5.4.2.1
6.4.2.1
A
7
組合誤差
5.4.2.2
6.4.2.2
A
8
日計時誤差
5.4.3(b)
6.4.3
A

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