計量質量與儀表產品質量的關系

劉利平　楊艷芹

隨著我國儀器儀表技術的不斷進步,儀器儀表的品種也更加豐富起來,而且正在向著更高層次方面發展, 如高準確度,數字化和智能化等。但是,不論怎樣變化,衡量一種儀器儀表質量的優劣與以下幾個指標的好與壞有著直接的關系,如:絕緣強度,耐壓強度,準確度等級, 靈敏度,分辨率,抗干擾能力(外電磁場),輸入(輸出)阻抗,溫度特性,穩定性,零點漂移,線性度,共模干擾和串模干擾抑制能力等等。那么,這些指標是否能夠滿足設計要求,其關鍵就取決于對這些指標實施檢測時的質量和技術水平。因此, 本文想就這一問題談一談計量檢測質量和計量技術水平與儀器儀表產品質量的關系。

我們知道,儀器儀表在組裝成型之前,實際上是一些零散的元器件, 這些元器件質量性能的好與壞將直接影響著成型儀器儀表產品的質量。因此,儀器儀表組裝之前,對元器件參數檢測的質量是保證儀器儀表產品質量的關鍵。如:不合格的元件給判為合格的,合格的元件卻給判為不合格,這樣不僅影響了產品質量,而且還會造成不必要的浪費。所以, 儀器儀表成型前元器件參數的檢測質量同樣是不容忽視的。其次,我們所要談及的就是,即使一臺高質量的儀器儀表, 如果檢測質量和檢測水平上不去,也只能是紙上談兵。下面將以感應式電能表為例詳細闡述一下如何提高儀器儀表的檢測質量和檢測水平。眾所周知,影響感應式電能表檢測質量的因素有:1.檢測裝置的固有系統誤差(包括標準電能表,標準電流互感器和標準電壓互感器);2.由于工作條件的變化,使環境因素超出規程規定的范圍所帶來的附加誤差;3.檢測人員在檢測過程中,由于操作水平及熟練程度的不盡相同所帶來的人員誤差;4. 檢測原理和檢測方法的不嚴緊所帶來的方法誤差。所以,探討提高感應式電能表的檢測質量和檢測水平應從以上四點出發進行討論。

一、減小人員操作誤差

交流電能表檢測結果的準確與否,還取決于檢測人員的專業理論水平,實際工作經驗以及高度的責任心。

檢測人員在檢測電能表時, 存在有以下三個方面的問題都會嚴重地影響交流電能表的檢測質量。

1.潛動試驗和啟動試驗問題

安裝式交流電能表的潛動和啟動(又稱為靈敏度)試驗是電能表的一項很重要的參數,所以除按照JJG307--88交流電能表檢定規程所規定的條件進行潛動和啟動試驗以外,還應該注意以下幾個方面的問題。

首先就是潛動試驗問題,檢定規程規定:對于交流電能表進行潛動試驗時,要在其電壓線圈上加80%～110%的額定電壓(對三相電能表加對稱的三相額定電壓),而電流線圈無負載電流的情況下進行。這里所要注意的問題就是如何使被檢交流電能表的電流線圈無電流流過的問題。其次就是啟動試驗問題,檢定規程中對各級各類電能表啟動電流的大小都作了明確的規定,從規定中可以看到,對于各級各類電能表來說,其啟動電流數值最大的只為其額定電流的1.5%,如果一只電能表的額定電流值為5A的話,則允許的啟動電流值為75mA,即0.075A,那么,對于這樣一個數值的電流來說,若采用量程為5A,準確度等級為0.5級的電流表(按照檢定規程規定,對于各種等級的電能表校驗裝置上的監視電流表來說,其準確度等級最高的也就為0.5級)進行測量,將會帶來γ=±0.5%×5A/0.075A=±33.33%的測量誤差,而JJG307-88檢定規程中規定的啟動電流的測量誤差不應超過±5%,因此,不能采用此類電流表對啟動電流進行測量,而應采用多量程毫安級電流表進行測量,以保證測量誤差在規程規定的允許的誤差范圍內,確保電能表的試驗質量,滿足電能計量的要求。

2.監視儀表的使用問題

交流電能表檢測裝置上的監視儀表有電流表,電壓表和功率表。目前還有一部分電能表檢測人員認為: 加在被檢交流電能表上的交流功率值即為監視電流表與監視電壓表的指示值以及由校驗裝置上相位轉換開關所確定的功率因數值之積, 并沒有注意監視功率表的指示值是多少,忽略了校驗裝置上相位調節器的正確使用,進而使檢測結果存在有很大的相位誤差,特別是在功率因數為0.5時,影響將會更大。因此,在檢測過程中應使監視電流表,電壓表和功率表三者的指示值統一起來,即保證電流表的指示值和電壓表的指示值以及功率因數值三者之積與功率表的指示值相等。為了避免這一問題的發生, 現在大多數的交流電能表校驗裝置上都用相位表取代功率表來監視相位。

3.電流互感器量程的選擇問題

能否正確地根據被測交流電能表的待檢負荷點合理選擇電流互感器的量程,也是影響交流電能表檢測質量的重要因素之一。按照JJG307--88檢定規程的規定:檢定各級各類交流電能表時,不只是對其額定負載點進行檢測,還要檢測額定負載點以外的其他負荷點,所以在檢定其他負載點時就存在一個如何選擇電流互感器的量程問題。比如,一只DT862 型三相四線有功電能表( 直接接入式),其額定電流為3×5A,準確度等級為2.0級,按照JJG307--88檢定規程的要求,對此種儀表進行檢測時,要選擇如下負載點:在功率因數為1.0時為5%,100% 和150%額定電流點,在功率因數為0.5(感性)時為20%和100%額定電流點。

二、合理選擇檢測方法

合理選擇檢測方法,也是提高交流電能表檢測質量的重要措施之一。這里所要提及的就是:有些單位和部門,為了節省開支, 常常采用單相電能表校驗裝置檢定三相電能表。對于這一問題,筆者認為:利用單相電能表校驗裝置檢定三相電能表時,很難保證檢測質量,盡管有些資料中已經說明,只要校驗裝置上的各種標準器符合檢定規程要求,裝置內部元件及線路布局合理,操作人員嚴守檢定程序,熟練掌握檢測技術,特別是做好分元件轉矩平衡和相角誤差補償調整工作,那么,單相法檢測和三相法檢測的結果可基本上保持一致。這一點在理論上可以肯定,但在實際工作中是很難保證的。我們做過這樣的試驗,取一只2.0級的DT862型三相四線有功電能表,分別采用單相法和三相法在其100%額定電流點進行檢測,其結果表明:用三相法檢測時,其誤差值為2.0%,恰為該被檢表允許誤差的極限值。而采用單相法檢測的誤差值為2.5%, 該值已超出該被檢表的允許誤差限,根據這一結果會將被檢表判為不合格而進行調整,這樣勢必給檢測人員帶來不必要的勞動,降低了工作效率。因此,不提倡采用單相法校驗三相電能表。

通過上述一系列的分析不難看出:提高儀器儀表產品質量,不但工藝水平要上去, 而且檢測質量和檢測水平也要上去,二者缺一不可,只有二者齊頭并進,才能使儀器儀表的產品質量持續穩定地提高上去。

(編輯/丹桔)