GB/T 21705-2008 低压电器电量监控器

　　ICS 29 . 100 . 99 K 30

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 21705—2008

　　低压电器电量监控器

　　powermonitor forlow-voltage electricalapparatus

　　2008-04-24 发布 2008-12-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 21705—2008

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 定义 2

　　4 产品分类 、分级 6

　　5 正常使用 、安装条件和参比条件 6

　　6 结构和性能要求 8

　　7 试验 13

　　8 试验规则 21

　　9 标志 22

　　参考文献 24

　　Ⅰ

　　GB/T 21705—2008

　　前 言

　　本标准由中国电器工业协会提出 。

　　本标准由全国低压电器标准化技术委员会(SAC/TC 189)归 口 。

　　本标准负责起草单位：上海电器科学研究所(集团)有限公司 。

　　本标准参加起草单位：苏州万龙集团有限公司 、施耐德电气(中国)投资有限公司 、常熟开关制造有限公司 。

　　本标准主要起草人：施惠冬 、季慧玉 、阮于东 、周积刚 。

　　本标准参加起草人：袁俊杰 、管瑞良 、程玉标 、韩光辉 。

　　Ⅲ

　　GB/T 21705—2008

　　引 言

　　本标准是依据 IEC 和国家相关电能质量标准，根据目前低压电器电量监控器市场发展的要求制定的 。其目的在于规范低压电器电量监控器的开发 、生产和检验 。

　　本标准在制定过程中结合了我国电力系统的特点和低压电器电量监控器的生产现状，参阅了 IEC及 IEEE 等国际和国外标准化组织的相关标准及文献，参考了法国 、德国等国际 公 司 现 场 总 线 的 行 业规范 。

　　本标准有关准确度要求和影响量引起的误差主要参考 GB/T 17215—2002《 1 级和 2 级静止式交流有功电能表》(idt IEC 61036:2000)等标准 。实际上电子式仪表对于影响量会表现出更好的性能特性 。由于 GB/T 17215—2002 未针对电子式仪表作出新的定义，而沿用 GB/T 15283—1994《 0 . 5 、1 和 2 级交流有功电能表》(idt IEC 60521:1988)中的规定，同时考虑到修改需要实践数据(经验)的积累，因此本标准沿用目前现行有效的标准，准备在今后的修订中再针对电子仪表的特点作出相应的修改 。

　　Ⅳ

　　GB/T 21705—2008

　　低压电器电量监控器

　　1 范围

　　本标准适用于一般低压电器电量监控器和基于现场总线的电量监控器(以下简称监控器)，本标准规定的监控器适用于参比频率为 50 Hz(或 60 Hz)的电路，能检测电压 、电流 、有功功率 、无功功率 、功率因数 、频率 、电能等参数，也可附带开关量输入和开关量输出，通过开关量输出实现某种保护或控制功能，并可作为监控模 块 与 低 压 电 器 配 合 使 用，使 不 带 智 能 控 制 的 低 压 电 器 具 有 智 能 控 制 和 网 络 控 制功能 。

　　本标准不适用于便携式监控器 。

　　本标准规定了监控器的分类 、工作条件 、结构和性能要求 、试验方法和试验规则等 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 。

　　GB/T 2423 . 1—2001

　　电 工 电 子 产 品 环 境 试 验 第 2 部 分：试 验 方 法 试 验 A：低 温(idt IEC

　　60068-2-1 :1990)

　　GB/T 2423 . 2—2001

　　电 工 电 子 产 品 环 境 试 验 第 2 部 分：试 验 方 法 试 验 B：高 温 (idt IEC

　　60068-2-2:1974)

　　GB/T 2423 . 4—1993

　　电工电子产 品 基 本 环 境 试 验 规 程 试 验 Db：交 变 湿 热 试 验 方 法(eqv IEC

　　60068-2-30:1980)

　　GB/T 2423 . 5—1995

　　电工电子产品环境试验 第二部分：试验方法 试验 Ea 和导则：冲击(idt

　　IEC 60068-2-27:1987)

　　GB/T 2423 . 10—1995

　　电工电子产品环境试验 第二部分：试验方法 试验 Fc 和导则：振动(正

　　弦) (idt IEC 60068-2-6:1982)

　　GB/T 2423 . 17—1993 电 工 电 子 产 品 基 本 环 境 试 验 规 程 试 验 Ka：盐 雾 试 验 方 法 ( eqv IEC 60068-2-11 :1981)

　　GB 4208—1993 外壳防护等级(IP代码) (eqv IEC 60529:1989)

　　GB 9254—1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法(idt CISPR 22:1997)

　　GB/T 13850—1998 交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器(idt IEC 60688 : 1992 ) GB 14048 . 1—2006 低压开关设备和控制设备 第 1 部分：总则 (IEC 60947-1:2001 , MOD)

　　GB/T 15283—1994 0 . 5 、1 和 2 级交流有功电度表 (idt IEC 60521—1988)

　　GB/T 16935 . 1—2008 低 压 系 统 内 设 备 的 绝 缘 配 合 第 1 部 分：原 理 、要 求 和 试 验 ( idt IEC 60664-1 :2007)

　　GB/T 17215—2002 1 级和 2 级静止式交流有功电能表 (idt IEC 61036:2000)

　　GB/T 17626 . 2—2006

　　电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 (idt IEC 61000-4-2 :

　　1995)

　　GB/T 17626 . 3—2006

　　电 磁 兼 容 试 验 和 测 量 技 术 射 频 电 磁 场 辐 射 抗 扰 度 试 验 ( idt IEC

　　61000-4-3:1995)

　　GB/T 17626 . 4—1998

　　电磁兼 容 试 验 和 测 量 技 术 电 快 速 瞬 变 脉 冲 群 抗 扰 度 试 验 (idt IEC

　　1

　　GB/T 21705—2008

　　61000-4-4:1995)

　　GB/T 17626 . 5—1999

　　电磁兼容

　　试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 (idt IEC 61000-4-

　　5:1995)

　　GB/T 17626 . 6—1998

　　电磁兼 容

　　试 验 和 测 量 技 术 射 频 场 感 应 的 传 导 骚 扰 抗 扰 度 (idt IEC

　　61000-4-6:1996)

　　IEC

　　60050-301 : 1983

　　国际电工词汇(IEV)第

　　301 章：电测量一般术语

　　IEC

　　60050-302 : 1983

　　国际电工词汇(IEV)第

　　302 章：电测量仪表

　　IEC

　　60050-303 : 1983

　　国际电工词汇(IEV)第

　　303 章：电子测量仪表

　　IEC 60736 : 1982 电能表试验设备

　　3 定义

　　本标准采用下列定义 。

　　下列定义中的大部分摘自 IEC 60050-301 : 1983 、IEC 60050-302 : 1983 、IEC 60050-303 : 1983 的有关章节 。为了便于理解，本标准中也增加了一些新的定义和经修改的 IEV定义 。

　　3 . 1

　　误差 error

　　被测量实测值与被测量真值的偏差 。

　　3 . 2

　　基本误差 intrinsicerror

　　在参比条件下确定的误差 。

　　3 . 3

　　绝对误差 absoluteerror

　　被测量实测值与被测量真值的差值 。

　　3 . 4

　　引用误差 referenceerror

　　被测量绝对误差与被测量量程的比值，一般用百分数表示 。

　　3 . 5

　　由基准值的百分数表示的误差 errorexpressed asa percentage ofthe fiducialvalue

　　误差与基准值的比值乘以 100% 。

　　3 . 6

　　影响量引起的改变量(简称：改变量) variation dueto an influencequantity

　　某一影响量相继取两个不同的规定值时，对同一被测量值产生的两个输出信号之差 。

　　3 . 7

　　由基准值的百分数表示的影响量引起的改变量 variation duetoan influencequantityexpressed as a percentage ofthe fiducialvalue

　　影响量引起的改变量与基准值的比值乘以 100% 。

　　3 . 8

　　准确度 accuracy

　　测量结果偏离真值(约定真值)的程度 。

　　3 . 9

　　准确度等级 accuracy class

　　其准确度可用同一数字标定的分级 。

　　2

　　GB/T 21705—2008

　　3 . 10

　　等级指数 classindex

　　表示准确度等级的数字 。

　　注：等级指数既适用于基本误差也适用于改变量 。

　　3 . 1 1

　　许可的最大需量 authorized maximum demand

　　由用户事先要求并由供电企业按协议条款提供的供电容量可达到的最大值 。

　　3 . 12

　　辅助电源 auxiliary supply

　　在监控器内供给数据处理单元等工作的电源 。

　　3 . 13

　　基本绝缘 basic insulation

　　为防止电击，对带电部件采取的一种基本保护的绝缘 。

　　注：基本绝缘不一定包括仅用于功能 目 的的绝缘 。

　　3 . 14

　　功能绝缘 functionalinsulation

　　导体部分之间仅适用于设备特定功能所需要的绝缘 。

　　3 . 15

　　加强绝缘 reinforced insulation

　　设置在带电部分上的一种单独的绝缘结构，主要在有关标准规定的条件下提供与双重绝缘相等的防触电等级的绝缘 。

　　注：一个单独的绝缘结构不意味该绝缘必须是一同质的部件，它可有许多层次组成，而这些层次不能按基本绝缘或附加绝缘单独地进行试验 。

　　3 . 16

　　附加绝缘 supplementary insulation

　　除用于故障保护的基本绝缘外，另外再设置的独立绝缘 。

　　3 . 17

　　双重绝缘 doubleinsulation

　　由基本绝缘和附加绝缘两者组成的绝缘 。

　　3 . 18

　　电气间隙 clearance

　　两导电部分之间在空气中的最短距离 。

　　3 . 19

　　爬电距离 creepage distance

　　两导电部件间沿绝缘材料表面的最短距离 。

　　3 . 20

　　数据处理单元 dataprocessing unit

　　对输入信息进行数据处理的监控器部件 。

　　3 . 2 1

　　需量 demand

　　以千瓦或千伏安表示的供电功率 。

　　3 . 22

　　电磁骚扰 electromagneticdisturbance

　　破坏性电磁能从一个电子设备通过辐射或传导传到另一个电子设备的过程 。

　　3

　　GB/T 21705—2008

　　3 . 23

　　I/o报文 I/o message

　　I/O连接是在一个生产(产生数据)应用及一个或多个消费应用之间提供的专用的，具有特定用途的通信路径 。在这个路径传送特定的应用数据 。在 I/O 连接之间传送的数据报称为 I/O 报文 。I/O 报文的内容是预先约定的(通过设备描述)，一般仅包含约定长度 、结构的应用数据 。I/O 报文是周期重复传送的，传送周期是在网络配置阶段确定的 。

　　3 . 24

　　现场总线 fieldbus

　　现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式 、串行 、多点双向通信的数据总线 。

　　3 . 25

　　基本量程 basicrange

　　误差最小的量程 。

　　3 . 26

　　谐波(分量) harmonic(component)

　　周期量的傅里叶级数中序数大于 1 的分量(即基波以外的频率分量)。

　　3 . 27

　　均匀电场 homogeneousfield

　　电极之间的电压梯度基本恒定的电场(一致电场)，例如两个球之间每一球的半径均大于二者间的距离的电场 。

　　3 . 28

　　冲击耐受电压 impulsewithstand voltage

　　在规定的条件下，监控器能够耐受而不击穿的具有规定形状和极性的冲击电压峰值 。该值与电气间隙有关 。

　　监控器的额定冲击耐受电压应等于或大于该监控器所处的电路中可能产生的瞬态过电压规定值 。

　　3 . 29

　　非均匀电场 inhomogeneousfield

　　电极之间的电压梯度基本不恒定的电场(非一致电场)。

　　3 . 30

　　微观环境 macro-environment

　　特别会影响确定爬电距离尺寸的绝缘附近的环境 。

　　3 . 3 1

　　测量范围 measurementrange

　　输入信号能够被测量的连续值域 。

　　注：双极性仪器应包括正 、负两个值域 。

　　3 . 32

　　测量单元 measuring unit

　　产生与被计量的电量成比例输出的监控器部件 。

　　3 . 33

　　过电压 overvoltage

　　峰值大于在正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压 。

　　4

　　GB/T 21705—2008

　　3 . 34

　　峰值响应 peak-responding

　　在规定频率范围内，对于具有各种谐波分量的周期波形，其测量结果等于输入交流信号的峰值 。

　　3 . 35

　　电量监控器 powermonitor

　　由测量单元和数据处理单元等组成，除测量电压 、电流 、功率因数等电参量外，还可具有计量有功(无功)电能量 、分析谐波等功能，并能显示 、储存和输出数据的仪器 。

　　3 . 36

　　量程 range

　　满足规定误差极限的测量范围 。测量范围的最大值或最小值即为量程的上限值或下限值 。

　　3 . 37

　　额定值 rated value

　　制造厂对监控器的一个规定的工作条件所指定的量值 。

　　3 . 38

　　真有效值方法 realvirtualvaluemethod

　　按有效值定义直接测量方均根值的方法 。

　　3 . 39

　　(周期性)再现峰值电压 periodicrecurring peak voltage

　　由于交流电压畸变 或 交 流 分 量 叠 加 在 直 流 电 压 上 使 电 压 波 形 发 生 周 期 性 振 幅 偏 移 的 最 大 峰 值电压 。

　　注：不规则的过电压(例如，由于偶尔通断操作产生的过电压)不认为是再现峰值电压 。

　　3 . 40

　　参比值 referencevalue

　　一组参比条件之一的规定值 。

　　3 . 4 1

　　参比频率 reference frequency

　　确定监控器有关特征的频率值 。

　　3 . 42

　　计度器 register

　　机电或电子的装置 。 由存储器和显示器组成，用以储存和显示信息 。

　　3 . 43

　　相对误差 relativeerror

　　被测量绝对误差与被测量真值的比值，一般用百分数表示 。

　　3 . 44

　　分辨率 resolution

　　仪器能够显示出的被测量最小增量 。

　　注：仪器最灵敏量程的分辨率即该仪器的最高分辨率 。

　　3 . 45

　　有效值响应 virtualvalueresponding

　　在测量交流信号时，对于在规定频率范围内和峰值因数下的输入波形，其测量结果等于它的方均根值(RMS) 。

　　3 . 46

　　方均根值 root-mean-squarevalue

　　各瞬时值的平方的平均值的平方根，对于周期量，时间间隔是一个周期 。

　　5

　　GB/T 21705—2008

　　3 . 47

　　温度系数 temperaturecoefficient

　　测量示值随温度的变化率 。

　　3 . 48

　　暂态过电压 temporary overvoltage

　　持续相对长时间(对应于瞬态过电压)的工频过电压 。

　　3 . 49

　　瞬态过电压 transientovervoltage

　　振荡的或非振荡的，通常为高阻尼的，持续时间只有几毫秒或更短的短时间过电压 。

　　3 . 50

　　型式试验 type test

　　对按某一设计而制造的一个或多个电器所进行的试验，以表明这一设计符合一定的规范(IEV 151 - 04-15) 。

　　4 产品分类 、分级

　　4 . 1 按接入线路的方式分类

　　按接入线路的方式可分为直接接入式 、互感器接入式 。

　　注：通常监控器的电流线路采用互感器接入式，电压线路可采用直接接入式或互感器接入式 。

　　4 . 2 按适用的电源相数和线数分类

　　按适用的电源相数可分为单相二线 、三相三线和三相四线 。

　　4 . 3 按测量的准确度等级分类

　　按测量的准确度等级可分为：0 . 2 、0 . 5 、1 、2 级 。

　　以等级指数表示的准确度等级分级，每种功能可以有不同的等级指数，直流和交流应认为是电流和电压测量的两种不同的测量功能，并且功能的某些范围可以有与其他范围不同的等级指数 。

　　注：一般来讲，电能计量的等级指数是在参比条件下测试，在 0 . 05In ~ Imax 间的全部电流值上 、功率因数为 1(三相监控器为平衡负载)时规定的允 许 百 分 数 误 差(=((记 录 电 能-真 值 电 能)/真 值 电 能)× 100%) 极 限 的 数 字 。电压 、电流和功率等计量的等级指数是 表 示 准 确 度 等 级 的 数 字，用 基 准 值(作 为 确 定 准 确 度 参 考 的 值，例 如 量程 、测量范围的上限等)的百分数表示的基本误差(=((测量值-真值)/基准值)×100%) 不得超过相应于其准确度等级的限值 。

　　4 . 4 按结构形式分类

　　按结构形式可分为分体式监控器和整体式监控器 。

　　5 正常使用 、安装条件和参比条件

　　5 . 1 正常使用条件

　　满足本标准规定的监控器应能在如下条件下运行 。

　　非标准使用条件可按制造厂和用户的协议确定 。

　　5 . 1 . 1 电源

　　5 . 1 . 1 . 1 辅助电源

　　辅助电源为监控器所需的工作电源，也可从被测量电路取得 。

　　—AC : 220(230) V 、380(400) V ;

　　—DC : 24 V 、48 V 、110 V 、220 V 。

　　5 . 1 . 1 . 2 标称工作电压

　　标称工作电压是监控器输入端的输入工作电压，见表 1 。

　　6

　　GB/T 21705—2008

　　表 1 标称工作电压

　　监控器

　　标准值V

　　例外值V

　　直接接入

　　120 、220 、230 、277 、380 、400 、480

　　100 、127 、200 、240 、415

　　经电压互感器接入

　　57 . 7 、63 . 5 、100 、110 、115 、120 、200

　　173 、190 、220

　　5 . 1 . 1 . 3 参比频率

　　— 50 Hz;或

　　— 60 Hz 。

　　5 . 1 . 1 . 4 标称工作电流和最大电流 Imax标称工作电流见表 2 。

　　表 2 标称工作电流

　　接入线路方式

　　基本电流 Ib 推荐值

　　A

　　接入线路方式

　　额定电流 In 推荐值

　　A

　　直接接入式

　　5 、10 、20 、30 、40

　　经互感器接入式

　　1 、2 、5

　　最大电流 Imax 规定如下：

　　对直接接入式监控器，最大电流的优先值应为基本电流的整数倍，例如，基本电流的 4 倍;

　　对互感器接入式监控器，应注意监控器的电流范围与电流互感器的二次电流范围相匹配 。监控器的最大电流为 1 . 2 In 、1 . 5 In 或 2 In 。

　　制造厂应规定监控器的最大电流 Imax 。

　　5 . 1 . 2 周围空气温度

　　除非制造厂另有规定时，监控器的温度范围如表 3 所示 。

　　表 3 温度范围

　　正常工作温度范围

　　0 ℃ ~ +45 ℃ a

　　极限工作温度范围

　　- 20 ℃ ~ + 60 ℃

　　储存和运输极限温度范围

　　- 25 ℃ ~ +70 ℃

　　a 符合 GB/T 13850—1998 中环境条件 Ⅱ(用于对极端条件有防护的环境中，介于精心管理的室内与户外之间的环境条件)。

　　5 . 1 . 3 海拔

　　监控器安装地点的海拔不超过 2 000 m 。

　　5 . 1 . 4 大气条件

　　5 . 1 . 4 . 1 湿度

　　最高温度为 +40℃时，空气的相对湿度不超过 50%;在较低的温度下可以允许有较高的相对湿度，例如 +20℃时达 90% 。对由于温度变化偶尔产生的凝露应采取特殊的措施 。

　　5 . 1 . 4 . 2 污染等级

　　监控器的污染等级为 3 级 。

　　5 . 1 . 5 过电压类别(安装类别)

　　监控器的安装类别为 Ⅲ或 Ⅳ 。

　　5 . 2 参比条件

　　影响量的参比条件和试验允许误差见表 4 。

　　7

　　GB/T 21705—2008

　　表 4 影响量的参比条件和试验允许误差

　　影响量

　　参比条件(另有标志除外)

　　试验时允许误差

　　(适用于一个参比值)

　　环境温度

　　+ 15 ℃ ~ +30 ℃

　　± 1 ℃

　　输入量频率

　　非频敏式

　　标称值

　　±2%

　　频敏式

　　标称值

　　±0 . 1%

　　输入量波形

　　正弦