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中华人民共和国电力行业标准多功能电能表(二)
点击次数:3002 发布时间:2010-05-10
6 试验方法
6.1  检验装置
    对多功能电能表进行准确度、需量示值误差等试验时,检验装置(包括标准表)的允许误差限应按照国家有关标准和检定规程。
6.2  参比条件
    机电式多功能电能表应符合GB/T 15282中表2、GB/T 15283中表10的要求;电子式多功能电能表应符合IEC 687中表15、IEC 1036中表20和IEC 1268中表17的要求。
6.3  基本功能检查
    多功能电能表在进行准确度等试验前,应先检查其基本功能是否符合要求。
6.3.1  电能计量功能
    通过显示检查电能计量功能。
6.3.2  需量复零功能
    通过编程器预置需量复零前时间为月末23点58分(或其他设定的需量复零前时间),2min后,观察能否自动复零。手动复零可根据使用说明书介绍的操作方法进行操作确认。
6.3.3  费率和时段功能
    根据制造厂说明书进行编程,编程时预置的时段尽量短,一般以15min为宜,以便检查和观察时段及费率是否正确变更。
6.3.4  事件记录
    a)按6.3.2试验后,检查记录是否正确。
    b)用编程器改变一次编程数据,检查记录是否符合5.3.1.4b)的要求。
6.3.5  编程器预置功能
    通过编程器及显示,检查预置的所有内容是否满足5.3.1.6的要求。
6.3.6  显示功能
    a)按5.3.1.7检查计量单位和各种识别符号是否正确。
    b)断开交流电源,检查显示器能否通过外接电源接口显示当前数据或进行停电抄表。
6.4  电气性能试验
    机电式多功能电能表误差限、潜动、起动及影响量引起的误差改变量等试验方法应符合GB/T 15282及GB/T 15283的有关规定。
    电子式多功能电能表误差限、潜动、起动及影响量引起的误差改变量等试验方法应符合IEC 687、IEC 1036和IEC 1268的有关规定。
6.4.1  功耗测量
    在参比电压和基本电流下用准确度不低于3级的低阻抗电流表、高阻抗电压表及低功率因数表来测量多功能电能表电压线路和电流线路的功耗(也可用其他精度相当的方法进行)。其中对接有辅助电源的电压线路,必须在显示器全部显示的情况下进行。
6.4.2  电能示值误差的测定
6.4.2.1  计度器总电能示值误差
    机电式多功能电能表在参比条件下,通电走字至计度器示值100kW·h(kvar·h)及以上(在通电期间,要求电压线路每24h内中断电源3~4次),读取测量单元电能示值E0和数据处理单元电能示值E,两者的差值应符合5.4.2.1的要求。
6.4.2.2  计度器示值组合误差
    a)在5.4.2.2规定的条件下,连续走字至计度器示值100kW·h(kvar·h)及以上,且连续走字时间不应少于120h。
    b)尖、峰、平、谷时段任意交替编制,每24h切换7次以上。
    c)分别读取E0EjEfEpEg的电能示值,按(3)式计算组合误差,其结果应符合5.4.2.2的要求。
6.4.3  日计时误差的测定
    日计时误差按IEC 1038中5.5.3要求进行测定,温度试验按IEC 1038中5.5.3.3要求进行。
6.4.4  反向功率影响试验
    a)机电式多功能电能表在参比电压、参比频率和电流为0.05Ib及cosφ=1(sinφ=1)条件下进行(试验过程中,工作时段不应改变)。
    b)试验中应切换功率(电流)方向,切换周期必须小于转盘在相邻两个止逆位置的转动时间, 连续试验两次以上,不应有误脉冲输出。
6.4.5  需量示值误差的测定
6.4.5.1  标准电能表法
    在对标准电能表和多功能电能表的电压线路施加参比电压,电流线路分别通以电流0.05IbIbImax和cosφ=1条件下,经过选定的一个需量周期(可根据多功能电能表需量周期结束指示),读取在此周期内标准电能表示值(P0)和多功能电能表需量显示值(P),按下式计算需量示值的相对误差
上两式中:γm——多功能电能表需量示值的相对误差,%;
           P——在需量周期内多功能电能表需量显示值,kW;
           γ——测量单元误差,%;
           P0——在需量周期内,根据标准电能表示值计算出的需量值,kW;
           C0——标准电能表常数,imp/kW·h;
            t——选定的需量周期,min;
           f0——标准电能表在选定需量周期内脉冲数;
      KlKy——分别为多功能电能表设置的电流、电压互感器的额定变比。
试验结果,应符合5.4.5要求。
6.4.5.2  标准功率表法
    对标准功率表和多功能电能表的电压线路施加参比电压,电流线路分别通以电流0.05IbIbImax和cosφ=1条件下,经过选定的一个需量周期(可根据需量周期结束指示),读取标准功率表示值(P0)、多功能电能表需量显示值(P)及测量单元误差(γ),即可按(6)式计算出需量示值的相对误差。
6.4.6  绝缘性能试验
6.4.6.1  一般试验条件
    绝缘试验的正常条件为:
    ——环境温度:15~25℃;
    ——相对湿度:45%~75%;
    ——大气压力:86~106kPa。
    多功能电能表在绝缘性能试验中,应对完整的仪表进行试验,仪表带有表盖和端子盖,接线螺钉应拧到固定zui粗导线位置。先进行冲击电压试验,再进行交流耐压试验。试验时,非被试线路应与下文指明的“地”连接。
    标准中“地”的含义:
    a)如表壳是用金属制造的,“地”是指安装在导电平面上的表壳自身;
    b)如表壳或其一部分是用绝缘材料制造的,“地”是指包围仪表并与所有可触及导电件接触、同安装表底的导电平面连接的导电箔。在端子盖处,应使导电箔尽可能地接近端子和接线孔,距离不大于2cm。
6.4.6.2  冲击电压试验
    试验应在下述条件进行:
    ——脉冲波形:标准的1.2/50μs脉冲;
    ——电压上升时间:±30%;
    ——电压下降时间:±20%;
    ——电源阻抗:500±50Ω;
    ——电源能量:0.5±0.05J;
    ——试验电压:6kV;
    ——试验电压允差:+0%-10%。
    每次试验应分别在不同极性下施加10次冲击电压,各脉冲之间zui小间隔时间为3s。
    a)各线路和线路之间的冲击电压试验。
    应对多功能电能表在正常使用中每一相互隔离的线路(或线路组合)单独地进行试验,不经受脉冲电压试验的线路端应接地。
    在正常使用中测量元件的电压线路和电流线路连接在一起时,应对整体进行试验。电压线路的另一端接地,冲击电压施加于电流线路端和地之间。当仪表的几个电压线路有公共点时,此公共点应接地,冲击电压依次施加于未连接的(或与其连接的电流线路的)每一端和地之间。
    在正常使用中,如同一测量元件的电压线路和电流线路是分离的并且是相互绝缘的(例如与仪用互感器连接的各线路),则应分别对每一线路进行试验。
    直接同电网连接或者与和仪表线路相同的电压互感器连接、参比电压超过40V的辅助线路应按照与电压线路试验的相同条件进行冲击电压试验。其他辅助线路不进行试验。
    b)线路对地的冲击电压试验。
    仪表所有的线路端,包括参比电压超过40V的辅助线路端均相互连接在一起。
    参比电压低于或等于40V的辅助线路应接地,冲击电压施加于所有线路和地之间。
6.4.6.3  交流电压试验
    试验条件包括:
    ——电压波形:实际上的正弦波;
    ——幅    值:2kV;
    ——频    率:45Hz~65Hz;
    ——施加时间:1min;
    ——电源容量:≥500V·A。
    a)线路相对于地的交流电压试验。
    试验电压施加于线路与地两点之间,具体是:所有电流、电压线路及参比电压超过40V的辅助电源线路端均相互连接在一起为一点,另一点是地。
    b)线路和线路之间的交流电压试验。
    试验电压施加在正常工作中不连接的各线路之间。
    注:对机电式多功能表,线路和线路之间交流电压试验幅值为600V。
6.5  气候影响试验
6.5.1  高温影响试验
    按GB 2423.2进行,试验条件应符合5.5.1要求。
6.5.2  低温试验
    按GB 2423.1进行,试验条件应符合5.5.2要求。
6.5.3  交变湿热试验
    按GB 2423.4进行,试验条件应符合5.5.3要求,试验后应按6.4.6进行试验。
6.5.4  阳光辐射试验
    按GB 2423.24进行。对试验程序A(照射8h,黑暗16h为一个周期),上限温度55℃,试验时间3个周期。
    试验后以目测检验外观,应仍符合5.5.4的要求。
6.6  电磁兼容试验
6.6.1  一般试验条件
    在下列所有试验中,仪表处于正常工作位置,装上表盖和端子盖。所有需接地的部件应接地。
    试验后,仪表不应出现损坏,并能准确正常地工作。
6.6.2  静电放电抗扰度试验
    按照IEC 1000-4-2中规定,并在下述条件下进行:
    ——接触放电;
    ——严酷等级:4;
    ——试验电压:8kV;
    ——放电次数:10。
    a)仪表为非工作条件:
    ——电压线路、电流线路和辅助线路不通电;
    ——所有电压线路端及辅助线路端连接在一起,电流端应开路。
    静电放电作用后,仪表不应出现损坏或信息的改变,并能准确正常地工作。
    b)仪表在工作条件下:
    ——电压和辅助线路加参比电压;
    ——电流线路中无电流,电流端应开路。
    静电放电作用后,仪表不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作,计度器不应产生大于 x (kW·h)的变化,测试输出也不应产生大于 x (kW·h)的脉冲信号量。 x 的计算公式见5.9.3。
6.6.3  高频电磁场抗扰度试验
    按照IEC 1000-4-3中规定,并在下述条件下进行:
    ——电压和辅助线路加参比电压;
    ——频率范围:80~1000MHz;
    ——严酷等级:3;
    ——试验场强:10V/m。
    a)电流线路无电流,电流端开路。在高频电磁场的作用下,仪表不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作,计度器不应产生大于 x (kW·h)的变化,测试输出也不应产生大于 x (kW·h)的脉冲信号量。 x 的计算公式见5.9.3。
    b)在基本电流Ib、功率因数为1、处于敏感频率或主振频率点的条件下,误差改变量应在表13规定极限内(此条只对电子式多功能电能表进行)。
表13  高频电磁场影响
负载电流
功率因数
对应等级的误差改变量极限(%)
0.2
0.5
1
2
3
Ib
cos =1.0
1.0
2.0
2.0
3.0
3.0
6.6.4  电快速瞬变脉冲群试验
    按照IEC 1000-4-4中规定,并在下述条件下进行。
    试验电压应以共模方式施加于地与下列线路间:
    ——电压线路;
    ——正常工作时与电压线路分离的电流线路;
    ——正常工作时与电压线路分离的辅助线路;
    ——输入/输出电路和数据通信线路。
    a)在基本电流Ib、功率因数为1条件下:
    ——电压和辅助线路加参比电压;
    ——严酷等级:3;
    ——电流和电压线路的试验电压:2kV;
    ——参比电压超过40V的辅助线路试验电压:1kV;
    ——试验时间:在10min内等间隔地作用3次,每次作用1s。
    试验时,仪表不应损坏并能正常工作,仪表的记录值相对于同一负载下无脉冲群作用时记录值的改变,对1级及以上等级表和2级及以下等级表分别不应大于4%或6%。
    b)电流线路中无电流,电流端开路:
    ——电压线路和辅助线路加参比电压;
    ——严酷等级:4;
    ——电流和电压线路的试验电压:4kV;
    ——试验时间:60s。
    在脉冲群的作用下,仪表不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作。计度器不应产生大于 x (kW·h)的变化,测试输出也不应产生大于 x (kW·h)的脉冲信号量。 x 的计算公式见5.9.3。
    c)电流线路中无电流,电流端开路,使用电容耦合夹将试验电压耦合至线路上:
    ——电压线路和辅助线路加参比电压;
    ——严酷等级:3;
    ——耦合在输入/输出信号、数据、控制及通信线路的试验电压:1kV;
    ——试验时间:60s。
    在脉冲群的作用下,仪表不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作。计度器不应产生大于 x (kW·h)的变化,测试输出也不应产生大于 x (kW·h)的脉冲信号量。 x 的计算公式见5.9.3。
6.6.5  浪涌试验
    按照IEC 1000-4-5中规定,并在下述条件下进行。
    试验电压应施加于下列线路(端)间:
    ——电压线路端之间;
    ——正常工作时与电压线路分离的辅助线路端之间;
    ——电压线路各端与地之间;
    ——正常工作时与电压线路分离的辅助线路各端与地之间;
    ——正常工作时与电压线路分离的电流线路与地之间;
    电流线路无电流,电流端开路:
    ——电压线路和辅助线路加参比电压;
    ——严酷等级:4;
    ——试验电压:4kV;
    ——波形:1.2/50μs;
    ——极性:正、负;
    ——试验次数:正负极性各5次;
    ——重复率:1min一次。
    在浪涌的作用下,仪表不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作。计度器不应产生大于 x (kW·h)的变化,测试输出也不应产生大于 x (kW·h)的脉冲信号量。 x 的计算公式见5.9.3。
6.6.6  无线电干扰试验
    无线电干扰试验应按CISPR 22,B级设备要求进行。
    a)当频率在0.15~30MHz范围内,传导干扰电压允许值见表14。
表14  传导干扰电压允许值
频      段
MHz
允    许    值
dB(μV)
频      段
MHz
允    许    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)在频率转换点,允许值为两段要求小的值
    (2)在频带为0.15~0.5MHz段,允许值的增大与频率的对数成正比
 
    b)当频率在30~300MHz范围内,测量距离为10m的辐射干扰电压允许值见表15。
表15  测量距离为10m的辐射干扰电压允许值
频      段
MHz
峰  值  允  许  值
dB(μV/m)
频      段
MHz
峰  值  允  许  值
dB(μV/m)
30~230
30
230~1000
37
注:(1)在频率转换点,允许值为两段要求小的值
    (2)在有干扰的情况下,另作规定
 
6.7  外磁场影响试验
    多功能电能表置于产生均匀磁场的线圈中心,改变磁场线圈的方向与线圈中电流的相位,以便得到zui不利的方向和相位。
    建议采用两个平行而同轴的平面绕组环产生均匀磁场,绕组环中心平面间的距离为其平均直径D的一半,两个绕组环应按磁通量相加并串联。线圈架和支撑架须用非铁磁性材料制成,线圈应能围绕平行于线圈平面的水平轴转动。
6.8  谐波试验
    通过耦合变压器等模式分别将频率为150Hz和250Hz的干扰源(幅值为参比电压的10%)叠加在多功能电能表的电压线路上,按与基波比较zui不利的相位进行测试。测试结果应符合5.8的要求。
6.9  电压影响试验
6.9.1  电压工作范围试验
    多功能电能表处于工作及显示状态,调整电压分别为本标准规定的极限工作范围上下限值状态下,观察:
    a)显示是否正常;
    b)通过脉冲输出识别符号的显示,确定是否正常计数;
    c)是否能按预置时段转换;
    d)测量秒信号是否准确。
6.9.2  电压跌落和短时中断影响试验
6.9.2.1  机电式多功能表按下列条件试验。所有电压线路施加参比电压,电流线路通以基本电流。
    a)中断电压:ΔU=100%;
中断时间:10ms;
中断次数:20次;
各次中断之间的间隔  ≥1s。
    b)中断电压:ΔU=100%;
中断时间:10min;
中断次数:2次;
各次中断之间的间隔  ≥1s。
    c)在工作状态下,抄录表内各项数据,断开电压线路所有交流电源,在24h内再断开备用直流电源5min,然后恢复交直流供电检查各项数据有无变化。
6.9.2.2  电子式多功能电能表按IEC 687、IEC 1036或IEC 1268有关试验方法进行,试验结果应符合5.9.3要求。
6.9.3  电压逐渐变化
    多功能电能表在电压线路加参比电压,电流线路输入基本电流的工作状态下进行下列试验。
    a)在5s时间内,电压从参比电压均匀地下降到0V,然后再以同样的时间从0V均匀地上升到参比电压。本试验重复两次。
    b)逐渐关机及起动。在60s时间内,电压从参比电压均匀地下降到0V,然后用同样的时间从0V均匀地上升到参比电压。反复试验两次。
6.9.4  备用直流工作电源工作试验
    断开多功能电能表所有外加电压180d后,再恢复供电,检查多功能电能表内部各项数据有无变化。
6.10  取样脉冲频率试验
    在参比电压、cosφ=1(或sinφ=1)及电流为0.02Ib条件下,读取其显示需量值P和标准功率表示值P0,由(6)式计算出需量示值误差应满足5.4.5要求。
6.11  温升的测定条件
    a)试验前,多功能电能表应置于恒定的室温中至少2h。
    b)试验中,多功能电能表不应暴露于通风或阳光直接照射处。
    c)试验后,应符合5.11要求。
6.12  接地故障抑制试验
    应检验是否符合5.12规定的接地故障抑制要求。试验线路图见图1。
6.13  机械性能试验
6.13.1  电子式多功能电能表机械性能试验
    该试验方法应符合IEC 687、IEC 1036及IEC 1268中5.2的要求。此外应符合6.13.3~6.13.6的要求。
6.13.2  机电式多功能电能表机械性能试验
    该试验方法应符合GB/T 15282中6.1~6.8及GB/T 15283中6.1~6.9的要求。此外应符合6.13.3~6.13.6的要求。
6.13.3  表壳机械性能试验
6.13.3.1  弹簧锤试验
    多功能电能表在正常安装位置上,弹簧锤以0.22±0.05N·m的动能作用于表壳(包括窗口) 的外表面和端钮盒盖上。
    试验后表壳和端钮盒盖不因此而影响其功能和触及到带电部件。
    允许轻微损伤,但不能减弱防间接接触、灰尘或水等保护的能力。
6.13.3.2  防灰尘和水进入防护试验
    a)防灰尘进入。
    试验按GB 4208中12.4及12.5进行。
    多功能电能表内部的大气压力与外部相同(即不欠压,也不过压)并处于非工作状态。试验后进入的灰尘在数量上不能降低其绝缘性能。
    b)滴水进入防护。
    试验按GB 4208规定进行。户内式参照13.2.1,户外式参照13.2.4。且多功能电能表处于非工作状态。
    试验后,进入表内的水在数量上不能妨碍其工作和降低其绝缘性能。
6.13.4  冲击试验
    多功能电能表按GB 2423.5在下列条件下进行试验:
    ——脉冲波形为半波正弦波;
    ——峰值加速度:149m/s2
    ——脉冲宽度:11ms。
    试验后应符合5.13.6要求。
6.13.5  振动试验
    多功能电能表按GB 2423.10进行试验:
    ——试验程序:A;
    ——频率范围:10~150Hz;
    ——高交越频率:60Hz (f<60Hz时,恒定的位移,振幅0.075mm,而f>60Hz时,恒定的加速度9.8m/s2);
    ——1点控制;
    ——每一轴向扫频周期数:10次。
    注:10个扫频周期约需75min。
    试验后应符合5.13.7要求。
6.14  抗运输环境试验
    多功能电能表应在运输包装条件下,试验按ZBY 002中3.1~3.5规定进行。
    试验后,应满足5.14要求。
6.15  可靠性试验
    多功能电能表的可靠性试验,应根据环境条件,分别按表2和表3中对应的温度范围上限以及参比电压上限等条件进行,本标准的可靠性试验按JB/T 6214中的截尾序贯试验方案4∶6(α=β=0.2,Dm=2)进行,见表16。
表16 4∶6合格判定表
失效数
累计试验时间(m0的倍数)
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
 
 
    投入可靠性试验的样品出厂检验项目必须全部合格,在试验前发现有不合格项目,可用合格样品替换。
    方案中各符号含义如下:
    Dm——平均无故障工作时间鉴别比,已知Dm=2.0,ml=5×104h,所以m0=1×105h;
   m0——指定的可接受的平均无故障工作时间;
    ml——不可接受的平均无故障工作时间;
    α——生产方风险,实际的m=m0时产品被拒收的概率;
    β——使用方风险,实际的m=ml时产品被接收的概率。
6.15.1  可靠性试验抽样数
    抽样数按表17进行。
表17  推荐的样品数台
批  量
zui佳样品数
批  量
zui佳样品数
批  量
zui佳样品数
1~3
全    部
53~96
8
17~52
5
4~16
3
97~200
17
200以上
20
 
    可利用多功能电能表上的计时器计时,第k次失效的累积试验时间应为所有计时器读数的总和
式中:Tk——第k次失效的累积试验时间,h;
tk·m——第k次失效时第m号多功能电能表的试验时间,h;
       n——多功能电能表总数,台。
    在判定点上未出现失效时的累积试验时间
式中:T——未出现失效时的累积试验时间,h;
     tm——到判定点时第m号多功能电能表的试验时间,h;
      n——多功能电能表总数,台。
    根据计算累积试验时间,按表16进行下列判定。
    a)如无故障发生,则在1.40m0时间后可验收。
    b)如在0.35m0时间内发生两只以上故障则拒收。
    c)其余情况按4∶6判定表确定是否继续试验。
6.16  外观检验
    对多功能电能表的外观用目测法检验,检验结果应符合5.13的要求。
 
7  检验规则
7.1  多功能电能表的检验
7.1.1  出厂检验
    由制造厂技术检验部门对生产的每个多功能电能表进行检验,合格后应加封印,并给出检验合格证。出厂检验项目按表18规定项目进行。
7.1.2  型式检验
    按表18规定的全部项目进行检验,下列情况均进行全性能型式检验:
    a)新产品设计定型鉴定;
    b)当多功能电能表的结构、工艺或主要材料有所改变,可能影响其符合本标准及产品技术条件要求时;
    c)批量生产的多功能电能表生产间断一年后,又重新投入生产时;
    d)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;
    e)国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时;
    f)正常生产定期或积累一定产量后应周期性(3年)进行一次。
7.1.3  验收检验
    由电力部门计量检定机构对每个产品按表18规定验收检验项目进行检验。
表18 出厂检验、型式检验和验收检验项目
序号
试验项目
本标准章条
不合格类别
检验类别
技术条件
试验方法
出厂检验
型式检验
验收检验
1
标志
8.1
目测
C
2
外观及表壳
5.13.3
6.13.3
C
3
端钮、端钮盒
5.13.4
目测
C
4
电能计量基本误差
5.4
6.4
A
5
功耗测量
5.4.1
6.4.1
C
 
6
计度器总电能示值误差
5.4.2.1
6.4.2.1
A
7
组合误差
5.4.2.2
6.4.2.2
A
8
日计时误差
5.4.3(b)
6.4.3
A


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