计量质量与仪表产品质量的关系

刘利平　杨艳芹

随着我国仪器仪表技术的不断进步,仪器仪表的品种也更加丰富起来,而且正在向着更高层次方面发展, 如高准确度,数字化和智能化等。但是,不论怎样变化,衡量一种仪器仪表质量的优劣与以下几个指标的好与坏有着直接的关系,如:绝缘强度,耐压强度,准确度等级, 灵敏度,分辨率,抗干扰能力(外电磁场),输入(输出)阻抗,温度特性,稳定性,零点漂移,线性度,共模干扰和串模干扰抑制能力等等。那么,这些指标是否能够满足设计要求,其关键就取决于对这些指标实施检测时的质量和技术水平。因此, 本文想就这一问题谈一谈计量检测质量和计量技术水平与仪器仪表产品质量的关系。

我们知道,仪器仪表在组装成型之前,实际上是一些零散的元器件, 这些元器件质量性能的好与坏将直接影响着成型仪器仪表产品的质量。因此,仪器仪表组装之前,对元器件参数检测的质量是保证仪器仪表产品质量的关键。如:不合格的元件给判为合格的,合格的元件却给判为不合格,这样不仅影响了产品质量,而且还会造成不必要的浪费。所以, 仪器仪表成型前元器件参数的检测质量同样是不容忽视的。其次,我们所要谈及的就是,即使一台高质量的仪器仪表, 如果检测质量和检测水平上不去,也只能是纸上谈兵。下面将以感应式电能表为例详细阐述一下如何提高仪器仪表的检测质量和检测水平。众所周知,影响感应式电能表检测质量的因素有:1.检测装置的固有系统误差(包括标准电能表,标准电流互感器和标准电压互感器);2.由于工作条件的变化,使环境因素超出规程规定的范围所带来的附加误差;3.检测人员在检测过程中,由于操作水平及熟练程度的不尽相同所带来的人员误差;4. 检测原理和检测方法的不严紧所带来的方法误差。所以,探讨提高感应式电能表的检测质量和检测水平应从以上四点出发进行讨论。

一、减小人员操作误差

交流电能表检测结果的准确与否,还取决于检测人员的专业理论水平,实际工作经验以及高度的责任心。

检测人员在检测电能表时, 存在有以下三个方面的问题都会严重地影响交流电能表的检测质量。

1.潜动试验和启动试验问题

安装式交流电能表的潜动和启动(又称为灵敏度)试验是电能表的一项很重要的参数,所以除按照JJG307--88交流电能表检定规程所规定的条件进行潜动和启动试验以外,还应该注意以下几个方面的问题。

首先就是潜动试验问题,检定规程规定:对于交流电能表进行潜动试验时,要在其电压线圈上加80%～110%的额定电压(对三相电能表加对称的三相额定电压),而电流线圈无负载电流的情况下进行。这里所要注意的问题就是如何使被检交流电能表的电流线圈无电流流过的问题。其次就是启动试验问题,检定规程中对各级各类电能表启动电流的大小都作了明确的规定,从规定中可以看到,对于各级各类电能表来说,其启动电流数值最大的只为其额定电流的1.5%,如果一只电能表的额定电流值为5A的话,则允许的启动电流值为75mA,即0.075A,那么,对于这样一个数值的电流来说,若采用量程为5A,准确度等级为0.5级的电流表(按照检定规程规定,对于各种等级的电能表校验装置上的监视电流表来说,其准确度等级最高的也就为0.5级)进行测量,将会带来γ=±0.5%×5A/0.075A=±33.33%的测量误差,而JJG307-88检定规程中规定的启动电流的测量误差不应超过±5%,因此,不能采用此类电流表对启动电流进行测量,而应采用多量程毫安级电流表进行测量,以保证测量误差在规程规定的允许的误差范围内,确保电能表的试验质量,满足电能计量的要求。

2.监视仪表的使用问题

交流电能表检测装置上的监视仪表有电流表,电压表和功率表。目前还有一部分电能表检测人员认为: 加在被检交流电能表上的交流功率值即为监视电流表与监视电压表的指示值以及由校验装置上相位转换开关所确定的功率因数值之积, 并没有注意监视功率表的指示值是多少,忽略了校验装置上相位调节器的正确使用,进而使检测结果存在有很大的相位误差,特别是在功率因数为0.5时,影响将会更大。因此,在检测过程中应使监视电流表,电压表和功率表三者的指示值统一起来,即保证电流表的指示值和电压表的指示值以及功率因数值三者之积与功率表的指示值相等。为了避免这一问题的发生, 现在大多数的交流电能表校验装置上都用相位表取代功率表来监视相位。

3.电流互感器量程的选择问题

能否正确地根据被测交流电能表的待检负荷点合理选择电流互感器的量程,也是影响交流电能表检测质量的重要因素之一。按照JJG307--88检定规程的规定:检定各级各类交流电能表时,不只是对其额定负载点进行检测,还要检测额定负载点以外的其他负荷点,所以在检定其他负载点时就存在一个如何选择电流互感器的量程问题。比如,一只DT862 型三相四线有功电能表( 直接接入式),其额定电流为3×5A,准确度等级为2.0级,按照JJG307--88检定规程的要求,对此种仪表进行检测时,要选择如下负载点:在功率因数为1.0时为5%,100% 和150%额定电流点,在功率因数为0.5(感性)时为20%和100%额定电流点。

二、合理选择检测方法

合理选择检测方法,也是提高交流电能表检测质量的重要措施之一。这里所要提及的就是:有些单位和部门,为了节省开支, 常常采用单相电能表校验装置检定三相电能表。对于这一问题,笔者认为:利用单相电能表校验装置检定三相电能表时,很难保证检测质量,尽管有些资料中已经说明,只要校验装置上的各种标准器符合检定规程要求,装置内部元件及线路布局合理,操作人员严守检定程序,熟练掌握检测技术,特别是做好分元件转矩平衡和相角误差补偿调整工作,那么,单相法检测和三相法检测的结果可基本上保持一致。这一点在理论上可以肯定,但在实际工作中是很难保证的。我们做过这样的试验,取一只2.0级的DT862型三相四线有功电能表,分别采用单相法和三相法在其100%额定电流点进行检测,其结果表明:用三相法检测时,其误差值为2.0%,恰为该被检表允许误差的极限值。而采用单相法检测的误差值为2.5%, 该值已超出该被检表的允许误差限,根据这一结果会将被检表判为不合格而进行调整,这样势必给检测人员带来不必要的劳动,降低了工作效率。因此,不提倡采用单相法校验三相电能表。

通过上述一系列的分析不难看出:提高仪器仪表产品质量,不但工艺水平要上去, 而且检测质量和检测水平也要上去,二者缺一不可,只有二者齐头并进,才能使仪器仪表的产品质量持续稳定地提高上去。

(编辑/丹桔)