JJF 1245.5-2010 安装式电能表型式评价大纲特殊要求静止式无功电能表(2和3级)

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF 1245.5—2010

安装式电能表型式评价大纲

特殊要求

静止式无功电能表 (2和 3级)

Meters—ParticularRequirements—

StaticMetersforReativeEnergy(classes 2 and 3)

2010-03-02发布 2010-06-02实施

国家 质量 监督 检验 检疫 总局 发布

ElectricityMeters—ParticularRequirements—

StaticMetersforReactiveEnergy (classes 2 and 3)

췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

本规范经国家质量监督检验检疫总局于 2010年 3 月 2 日批准 , 并自2010年 6月 2 日起施行。

归口 单位 : 全国电磁计量技术委员会

主要起草单位 : 浙江省计量科学研究院

参加起草单位 : 中国计量科学研究院中国电力科学研究院

浙江正泰仪器仪表有限责任公司

浙江省电力试验研究院

江苏省计量科学研究院

本规范由全国电磁计量技术委员会负责解释

本规范主要起草人 :

朱中文 (浙江省计量科学研究院)

汪东红 (浙江省计量科学研究院)

金文革 (浙江省计量科学研究院)

参加起草人 :

李敏 (中国计量科学研究院)

宗建华 (中国电力科学研究院)

刘得新 (浙江正泰仪器仪表有限责任公司)姚力 (浙江省电力试验研究院)

陈道升 (江苏省计量科学研究院)

目录

引言

本部分是关于静止式无功电能表型式评价的方法标准 , 必须与 JJF1245.1—2010 《安装式电能表型式评价大纲通用要求》 一起使用 , 其内容基本参照 GB/T 17215.323— 2008 《交流电测量设备特殊要求第 23部分 : 2级和 3级静止式无功电能表》 的标准要求编制而成。

1 范围

本大纲适用于频率为 50Hz或 60Hz的单相、三相静止式无功电能表 (以下简称仪表) 的型式评价。

本大纲不适用于接线端电压超过 600V (多相仪表为线对线电压) 的静止式无功仪表、携带式仪表及仪表计度器的数据接口。对架装式仪表 , 本部分不涉及其机械性能。

2 引用文献

JJF 1001—1998 通用计量术语及定义

JJF 1002—1998 国家计量检定规范编写规则

JJF 1015—2002 计量器具型式评价和型式批准通用规范

JJF 1016—2009 计量器具型式评价大纲编写导则

JJF 1245.1—2010 安装式电能表型式评价大纲通用要求

GB/T 17215.323—2008 交流电测量设备特殊要求第 23部分 : 2 级和 3 级静止式无功电能表 (idtIEC 62053-23: 2003)

GB/T 17215.211—2006 交流电测量设备通用要求、试验和试验条件第 11部分 : 测量设备 (idtIEC 62052-11: 2003)

上述文件中的条款通过本大纲的引用而成为本大纲的条款。凡是标明年号的引用文件 , 其随后所有的修改单 (不包括勘误的内容) 或修改版均不适用于本大纲 , 然而 , 鼓励根据本大纲达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不标明年号的引用文件 , 其最新版本适用于本大纲。

3 术语

见 JJF 1245.1。

4 概述

5 申请单位应提交的技术资料和试验样机

按 JJF 1245.1 的规定。

6 法制管理要求

7 计量要求

7.1 电流变化引起的误差极限

仪表在表 1 和表 2规定的试验条件下 , 其百分数误差不应超过表 3 和表 4 中给出的相应准确度等级的极限。

表 1 电压和电流平衡条件

表 2 参比条件

表 2 (续)

表 3 百分数误差极限 (平衡负载)

表 4 百分数误差极限 (不平衡负载)

直接接入仪表在基本电流 Ib、sinφ= 1 (经互感器工作仪表的额定电流 In、sinφ= 1)

表 5 平衡负载和不平衡负载的百分数误差之差极限

7.2 影响量引起的误差改变极限

仪表参比条件改变引起的百分数误差改变不应超过表 6 的规定值。

表 6 影响量

7.3 起动和潜动试验

7.3.1 仪表的初始起动

仪表在电压线路通以参比电压后 5 s 内进入工作状态。

7.3.2 潜动试验

当仪表只加电压而电流线路中无电流时 , 其测试输出不应产生多于一个的脉冲。

7.3.3 起动

在表 7规定电流条件下 , 仪表应能起动并连续记录。

表 7 起动电流

7.4 仪表常数

测试输出与显示器指示之间的关系 , 应与铭牌标志一致。

8 技术要求

8.1 机械要求

8.2 气候条件

8.3 电气要求

除应满足 JJF 1245.1 的电气要求外 , 仪表还应该满足以下要求。

8.3.1 功率消耗

8.3.1.1 电压线路

在参比电压、参比温度和参比频率下 , 显示器件全部显示 , 每一电压线路的有功功率和视在功率消耗不应超过表 8 的规定值。

表 8 电压线路功率消耗 (包括辅助电源)

8.3.1.2 电流线路

在参比温度、参比频率和基本电流 (对于经电流互感器接入的仪表为互感器额定二次电流值) 下 , 每一电流线路的视在功率消耗不应超过表 9 的规定值。

表 9 电流线路功率消耗

8.3.2 短时过电流影响

直接接入的仪表应能经受 30Imax过电流 , 允差为 +0%~-10% , 施加时间为额定频率的半个周期。

经电流互感器接入的仪表应能经受 20Imax过电流 , 允差为 +0%~-10% , 施加时间为 0.5 s。

试验后仪表不应损坏。 当恢复至初始条件时 , 仪表应能正常工作 , 误差改变量不应超过表 10的规定值。

注 : 本要求不适用于电流线路中有触点的仪表 , 此情况见相关标准 ; 本要求规定的电流值是指有效值 , 而非峰值。

表 10 由短时过电流引起的百分数误差改变

8.3.3 自热影响

由自热引起的误差改变量不应超过表 11的规定值。

表 11 由自热引起的百分数误差改变

8.3.4 交流电压试验

试验应在下列条件下进行 :

— 试验电压波形 : 近似正弦波 ;

— 频率 : 45 Hz~65 Hz;

— 电源容量 : 至少 500VA;

— 试验电压 : 按表 12;

— 试验时间 : 1 min。

在对地试验中 , 参比电压等于或低于 40V 的辅助线路应接地。

试验中 , 仪表不应出现闪络、破坏性放电或击穿 ; 试验后 , 仪表应无机械损坏 , 并能正确工作。

表 12 交流电压试验

9 型式评价的条件和方法

9.1 计量要求

9.1.1 电流变化引起的误差极限

试验设备 : 电能表检验装置 , 准确度 : 0.05级。

试验方法 :

仪表应按 7.1要求进行配置和连接 , 所有接地部件接地。

仪表 在参 比电 压、参比 电流、平衡 负载、 sinφ= 1 的条 件下 预热 以达 到热 稳定 ,

仪表在电流变化时的百分数误差应满足 7.1要求。

表 13 仪表在电流变化时的百分数误差试验点

表 13 (续)

9.1.2 影响量引起的误差改变极限

由影响量引起仪表误差改变的试验 , 应在所有其它影响量在参比条件下单独进行试验。

9.1.2.1 环境温度改变

试验设备 : 高低温箱 , 测量范围 : -25℃ ~ 55℃ , 准确度 : ±1℃ ; 电能表检验装置 , 准确度 : 0.05级。

应根据表 14规定的温度范围内确定仪表平均温度系数。

表 14 温度范围

将仪表温度范围按照 20℃温度间隔进行划分。对于每一个温度间隔 , 分别将高低温箱温度设置为间隔上限温度为 Tu 和下限温度 Tl, 仪表放置于高低温箱直至温度稳定(通常在每一温度点保持 2 h 以上) , 按下列负载点测试仪表误差 :

sinφ= 1 0.1Ib (0.05In) , Ib (In) , Imax

式中 : Tu 和 Tl— 分别对应某一温度间隔的上限温度和下限温度 ;

eu 和 el— 该上限温度和下限温度的误差值。

试验应在以下温度间隔进行 :

户内仪表 : -10℃ ~10℃、10℃ ~30℃、25℃ ~45℃

户外仪表 : -25℃~-5℃、 -5℃ ~15℃、15℃ ~35℃、35℃ ~55℃

各温度间隔的平均温度系数均应满足 7.2要求。

注 : 试验时 , 电能表检验装置应置于参比温度的环境中。

9.1.2.2 电压改变

保持其它参比条件不变 , 改变电压值为 0.8Un、0.9Un、1.0Un、1.1Un、1.15Un ,

按下列负载点测定仪表误差 :

sinφ= 1 0.05Ib (0.02In) , Ib (In) , Imax

.,。.,2n在, .n,表电()2in=7n的、下In仪) i=

仪表在电压改变条件下的百分数误差应满足 7.2要求。

如果仪表带有辅助电源 , 还应在参比频率和基本电流 Ib (In) 下 , 将电压降至零 ,保持 30min, 检测仪表的测试输出 , 应无脉冲输出。

仪表的电流线路无电流 , 电压在 60 s 内从 1.1Un 均匀下降至 0 V, 再以相同的时间从 0 V均匀地上升到 1.1Un , 反复进行 10次 , 仪表应无损坏或信息改变。

9.1.2.3 频率改变

保持其它参 比条 件不 变 , 改变 频率 值为 98%f、 100%f和 102%f (f为参 比频

率) , 按下列负载点测定仪表误差 :

9.1.2.4 直流和偶次谐波

试验设备 : 电能表检验装置 , 准确度 : 0.05级 ; 直流偶次谐波发生装置 , 准确度 : 5级。

试验布置如图 1所示 , 仪表电压线路通以参比电压 , 电压的畸变因数应低于 1% ,电流线路通以直流和偶次谐波电流 , 有效值为 0.5Imax , 波形见图 2, 通过标准表的电流为测试仪 表在 直流 和偶 次谐 波时 的误 差 ; 在正 弦波 时按 下列 负载 点测 试仪 表误差 :

将仪表在正弦波和直流偶次谐波时的误差进行比较 , 结果应满足 7.2要求。

通过仪表的电流波形可为正半波或负半波。

注 : 采用上述方法测试误差时常数值应设置为仪表常数的一半。 也可以使用标准表法进行试验 ,即通过标准表和受试表的电流波形为同一半波 , 当标准表电流线路工作在半波状态时 , 应确认其计量准确度。

注 : 1. 为保证测试的准确性 , 平衡阻抗应等于被试表 (EUT) 的阻抗 , 平衡阻抗最好是一只与被试表 (EUT) 同型号的仪表。 为了 改善平衡条件 , 可在两支路中引入电阻 RB。

2. 整流二极管应为同型号。

3. 可以通过测量交流回路中的直流分量来检查平衡条件 , 当直流分量的大小不超过交流电流有效值的 1% , 认为达到该试验要求的平衡条件。

图 1 直流和偶次谐波试验布置图

图 2 直流和偶次谐波电流波形

9.1.2.5 外部恒定磁感应

试验设备 : 电能 表检 验装 置 , 准确 度 : 0.05级 ; 直流 电磁 铁 , 磁势 值 : 1 000安

匝 , 结构见图 3。

将直流恒定磁场发生装置贴近仪表 , 使该磁场作用于按正常安装时仪表的所有可触及表面 , 按下列负载点测试仪表误差 :

i在 b、(I)外部恒定磁感应影响时的误差进行比较 , 结果应满足 7.2要求。

注 : 通常状况下应做六个表面 , 每个表面 2~ 6 个点。 如仪表安装在墙面 上 , 其背 面可 不做该试验。

图 3 直流电磁铁

9.1.2.6 外磁感应强度

试验设备 : 电能表检验装置 , 准确度 : 0.05级 ; 交流磁感应发生装置 , 磁感应强度 : 0.5 mT, 准确度 : 5级 , 可采用直径 1 m 的圆形线圈 , 截面为矩形 , 且相对于直径有较小的径向厚度 , 磁通势为 400安匝。

应分别对仪表的 3个正交截面进行试验 , 并使磁场方向垂直地通过仪表的截面。将仪表置于交流磁感应发生装置产生的磁感应强度大小为 0.5 mT 处 , 改变励磁电流相对

于仪表工作电 压的 相位 值 , 使之 为 0°、 90°、 180°、 270°时 , 按下 列负 载点 测试 仪表误差 :

i在有、Ib无(磁感应影响时的误差进行比较 , 结果应满足 7.2要求。

注 : 为取得各相位试验条件 , 应保证励磁电流的频率与施加在仪表上的电压频率相同 ; 试验时 ,电能表检验装置不应受外部磁场感应干扰。

9.1.2.7 附件工作

按下列负载点测试仪表在附件不工作和工作时的误差 :

sinφ= 1 0.05Ib (0.05In)

注 : 此处的附件是指封装在表壳内的 间歇通电的附件 , 例如多费率计度器的电磁铁。

9.1.2.8 射频电磁场抗扰度

试验方法按 JJF 1245.1, 仪表误差改变应满足 7.2要求。

9.1.2.9 射频场感应的传导骚扰抗扰度

9.1.2.10 快速瞬变脉冲群抗扰度

9.1.2.11 衰减振荡波抗扰度

9.1.3 起动和潜动试验

9.1.3.1 仪表的初始起动

试验设备 : 电能表检验装置 , 准确度 : 0.05级 ; 秒表 , 准确度 : ±0.5 s/d

仪表电压线路 通以 参比 电压 , 使用 秒表 计时 , 观察 仪表 在 5 s 内是 否进 入工 作状态。

对于有工作指示装置 (如指示灯 , 液晶屏等) 的仪表 , 可通过该指示装置判断仪表是否进入工作状态 ; 对于没有指示装置的仪表 , 可通过加负载观察测试输出判断仪表是否进入工作状态。

仪表应满足 7.3.1要求。

9.1.3.2 潜动试验

仪表电压线路通以 115%的参比电压 , 电流线路无电流 (电流线路应为开路) , 检查仪表的测试输出 , 结果应满足 7.3.2要求。

最短试验时间 Δt为 :

对于 2级表 (2)

对于 3级表 (3)

式中 : k— 仪表常数 (imp/kvarh) ;

m— 仪表测量元件数 ; Un— 仪表参比电压 ;

Imax— 仪表最大电流。

注 : 经互感器工作的 , 并带有初级或半初级计度器的仪表 , 常数 k应对应于次级 (电压和电流)数值。

9.1.3.3 起动

仪表电压线路通以参比电压 , sinφ= 1 条件下 , 电流线路通以表 7 中规定的起动电

冲 , 结果应满足 7.3.3要求。

起动时限 tQ (min) 按下式计算 ,

式中 : k— 仪表常数 (imp/kvarh) , 经互感器接入式仪表 , 其常数应换算成二次常数 ; m— 系数 , 对于单相仪表 , m= 1, 对于三相四线仪表 , m= 3, 对于三相三线仪

表 , m= 3;

IQ— 起动电流。

起动试验过程中 , 起动功率和起动电流的测量误差不应超过 ±5% , 字轮式计度器

同时转动的字轮不多于两个。

9.1.4 仪表常数

试验设备 : 电能表检验装置 , 准确度 : 0.05级 ; 脉冲计数器。

电压线路通以参比电压 , 电流线路通以最大电流 Imax, sinφ= 1 条件下 , 记录计度

器指示值之间比例的误差由 (5) 式确定 :

式中 : k— 仪表铭牌上标注的常数。

误差 ec 的值不应超过仪表准确度等级的 10%。

试验时电能值 E (kvarh) 应满足 (6) 式 :

E (6)

式中 : R— 计度器的分辨力。

9.2 机械要求

9.3 气候条件

9.4 电气要求

电气要求通用部分的试验条件和方法按 JJF 1245.1 的规定。

9.4.1 功率消耗

9.4.1.1 电压线路

试验设备 : 电能表检 验装 置 , 准确 度 : 0.05级 ; 数字 式功 率表 , 数字 式电 流表 ,测量范围 : 满足 8.3.1要求 , 准确度 : 3级。

在参比电压、参比电流、参比温度和参比频率下 , 仪表显示器件全部显示 , 测量电压线路的有功功率消耗和视在功率消耗。单相仪表试验接线见图 4, 读取数字式功率表的示值 P, 即为该电压线路的有功功耗 ; 读取数字式电流表的示值 I, 其与参比电压的乘积即为该电压线路的视在功耗。

对于多相仪表 , 应分别测量每个电压线路的有功功耗和视在功耗 , 试验时所有电压线路应通以参比电压 , 电流线路通以参比电流。

为了得到更准确的测量结果 , 测量仪表有功功耗和视在功耗的试验可分开进行。 电压线路功率消耗也可通过任何其它合适的方法确定 , 但应保证功率消耗测量的最大误差不超过 5%。

仪表应满足 8.3.1.1要求。

图 4 单相仪表电压线路功耗测量示意图9.4.1.2 电流线路

试验设备 : 电能表检 验装 置 , 准确 度 : 0.05级 ; 毫伏 表 , 测量 范围 : 满足 8.3.1

要求 , 准确度 : 3级。

在参比电压、基本电流 (对于经电流互感器接入的仪表为互感器额定二次电流值)、参比温度和参比频率下 , 仪表显示器件全部显示 , 测量每一电流线路的视在功率消耗。单相仪表试验接线见图 5, 读取电压表示值 U, 其与参比电流的乘积即为该电流线路上的视在功耗。

对于多相仪表 , 应分别测量每个电流线路的视在功耗 , 试验时所有电压线路应通以参比电压 , 电流线路通以参比电流。

电流线路功率消耗也可通过任何其它合适的方法确定 , 但应保证功率消耗测量的最大误差不超过 5%。

仪表应满足 8.3.1.2要求。

图 5 单相仪表电流线路功耗测量示意图

9.4.2 短时过电流影响

试验设备 : 短时过电流试验装置 , 测量范围、准确度 : 满足 8.3.2要求 ; 电能表检验装置 , 准确度 : 0.05级。

试验线路应近似无感的。

电压线路通以参比电压 , 电流线路施加 8.3.2规定的短时过电流 , 多相仪表应分别对每一电流线路进行试验。

件下 ,表差, ,当, b, n果) i.13

要求。

注 : 对于直接接入的仪表 , 短时过电流波形应当是正弦波的正半周期或负半周期 , 试验电流值是正弦波电流在整个周期条件下的有效值。 对于经电流互感器接入的仪表 , 试验波形应为与参比电压同频率的正弦波。

9.4.3 自热影响

连接仪表的电缆长度应为 1 m, 电缆横截面积大小保证电流密度在 3.2 A/mm2 和4 A/mm2 之间 , 如横截面的计算结果小于 1.5 mm2 , 则使用横截面为 1.5 mm2 的电缆。

仪表在电压线路通以参比电压 , 电流线路无电流条件下预热至少 1 h, 之后在电流

、确i,。测;h,接

20min内误差变化不大于 0.2%。

i程.5。分数 误差 与第 一次 测得 的误 差进 行比 较 , 结果 应满

足 8.3.3要求。

9.4.4 交流电压试验

试验设备 : 交流电压试验设备 , 测量范围 : 满足 8.3.4要求 , 准确度 : 5级。

应满足 JJF 1245.1 中绝缘性能通用试验条件的要求。应在装上表壳和端子盖情况下进行试验 , 在无法触及试验电压施加点的情况下 , 可用横截面不超过接线孔横截面面积的导线将各试验线路引出。

试验电压应在 (5~10) s 内由零升到规定值 , 并保持 1 min, 随后试验电压以同样速度降到零。

a) 线路间的交流电压试验

在正常使用中同一测量单元的电压线路与电流线路分离并适当地绝缘 (例如与测量互感器相接的每一线路) 时 , 应分别对电压线路和电流线路间以及各电流线路间进行交流电压试验 , 试验接线示意图见图 6和图 7。

当在正常使用中一个测量单元的电压线路和电流线路连在一起时 , 不做该试验。

直接与电网干 线连 接或 连接 到仪 表线 路的 同一 电压 互感 器上 的、参比 电压 超过40V的辅助线路 , 应经 受与 那些 已经 对电 压线 路给 出的 相同 条件 下的 交流 电压 试验 ,其它辅助线路应不做该试验。

b) 线路对地的交流电压试验

所有电流线路和电压线路以及参比电压超过 40 V 的辅助线路连接在一起为一点 ,另一点是地 , 试验电压施加于该两点间 , 试验接线示意图见图 8。

例如 : 对于三相四线经互感器工作的仪表 (电压线路和电流线路分离) , 应按下列

线路进行试验 :

线路间 : 电压线路 (UA、UB、UC) 与电流线路 (IA、IB、IC) 之间 ; 电流线路之间 (IA 与 IB、IC ; IB 与 IC)。

线路对地 : UA、UB、UC、IA、IB、IC 以及参比电压超过 40 V 的辅助线路连接在一起对地 (参比电压不超过 40V 的辅助线路接地)。

下测百, 足, ..表;。, 在参比电压、Ib (In) 和 sinφ= 1 条件

注 : 应通过设定试验设备的跳闸电流来判断试验结果 , 跳闸电流设为 5 mA, 当通过试验设备两端的电流大于跳闸电流时 , 设备报警 , 即认为仪表产生闪络或击穿现象。

图 6 电压和电流线路间的试验接线示意图 (正常使用中电压和电流分离的)

图 7 A相电流线路和其它电流线路间的试验接线示意图 (正常使用中电压和电流分离的)

图 8 线路对地的试验接线示意图

10 型式评价结果的处理

附录 A

试验项目和试验顺序列表

表 A1 试验项目和试验顺序列表

表 A1 (续)