JJF 2414-2026 输变电设备金属氧化物避雷器在线监测装置校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF 2414—2026

输变电设备金属氧化物避雷器

在线监测装置校准规范

Calibration Specification for Online Monitoring Devices of Metal‑oxide Surge Arresters in Power Transmission and Transformation Equipment

2026‑06‑25 发布 2026‑12 ‑25 实施

国家市场监督管理总局发布

归口单位： 全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会

主要起草单位： 国家高电压计量站

国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

参加起草单位： 华北电力科学研究院有限责任公司

广西电网有限责任公司电力科学研究院

国网河北省电力有限公司电力科学研究院广东电网有限责任公司电力科学研究院

本规范委托全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会负责解释

本规范主要起草人：

张军(国家高电压计量站)

付济良(国家高电压计量站)

王一帆(国网浙江省电力有限公司电力科学研究院)参加起草人：

彭珑(华北电力科学研究院有限责任公司)

黄志都(广西电网有限责任公司电力科学研究院)

郑雄伟(国网河北省电力有限公司电力科学研究院)鄂盛龙(广东电网有限责任公司电力科学研究院)

引言

JJF 1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》、 JJF 1059. 1—2012 《测量不确定度评定与表示》、 JJF 1001—2011 《通用计量术语及定义》 共同构成支撑本规范编制工作的基础性系列规范。

本规范为首次发布。

1 范围

本规范适用于电压电流采样法测量原理的金属氧化物避雷器在线监测装置的校准。

2 引用文件

本规范引用了下列文件：

GB/T 2900. 1─2008 电工术语基本术语

GB/T 2900. 12─2008 电工术语避雷器、低压电涌保护器及元件

凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本规范 ; 凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本规范。

3 术语

3. 1 金属氧化物避雷器 metal-oxide surge arrester

由非线性金属氧化物电阻片串联和(或) 并联组成的用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流幅值的一种电器。

注：根据 GB/T 2900.12─2008 的 2.1 和 2 .3 修改而成。

3. 2 金属氧化物避雷器在线监测装置 on-line monitoring device of metal-oxide surge arrester

电流采集单元安装在金属氧化物避雷器引下线上， 电压采集单元安装在对应的电压互感器二次侧， 通过自动采集和处理电流、 电压信号， 发送金属氧化物避雷器状态信息的监测装置。

3. 3 (监测装置的) 参考电压 reference voltage(of the monitoring device)

测量阻性电流时作为相位参考的电压， 该电压通过电压互感器二次侧获取， 通常为工频 100 V//3 或 100 V。

3. 4 全电流 total current

在正常运行电压下， 流过金属氧化物电阻片的全部电流。

注：

1 全电流由阻性电流和容性电流组成。

2 根据 GB/T 2900.12─2008 的 3.13 修改而成。

3. 5 阻性电流 resistive component of current全电流的阻性分量。

注：根据 GB/T 2900.12─2008 的 3.14 修改而成。

3. 6 相位角 phase angle

在正弦状态下， 流过金属氧化物避雷器的电流和施加在金属氧化物避雷器两端的电压之间的相位差。

注：根据 GB/T 2900.1─2008 的 3.2.21 修改而成。

4 概述

金属氧化物避雷器在线监测装置(以下简称监测装置) 通过同步测量金属氧化物避雷器的全电流 I、 阻性电流 Ir 及参考电压 U 等参数， 实时监测金属氧化物避雷器的状态。监测装置由参考电压采集单元、全电流采集单元、信号处理与分析单元、通信显示单元组成。其工作原理如图 1 所示。

图 1 监测装置工作原理图

5 计量特性

5. 1 参考电压

参考电压测量范围： 40 V~120 V;

参考电压示值最大允许误差： ±(5%×读数)。

5. 2 全电流

全电流测量范围： 0. 1 mA~50 mA;

全电流示值最大允许误差： ±(1%×读数+0 . 1 mA)。

5. 3 阻性电流

阻性电流测量范围： 0. 01 mA~10 mA;

阻性电流示值最大允许误差： ±(5%×读数+0 . 1 mA)。

5. 4 相位角

相位角测量范围： 0 °~ 90 ° ;

相位角示值最大允许误差： ±0 . 1 °。

注： 以上指标不用于符合性判别，仅供参考。

6 校准条件

6. 1 环境条件

校准时环境条件应满足以下要求：

——电源电压：(220±22) V;

——电源频率：(50±0 . 5) Hz;

——环境温度：(20±5) ℃ ;

——相对湿度： 25%~75% ;

——电压谐波总畸变率： ≤5%。

6. 2 测量标准及其他设备

6. 2. 1 标准装置

应使用具有工频电压、 电流、相位角调节或测量等功能的标准装置(标准功率源/标准功率表) 实施校准工作。实验室环境条件下， 标准装置的计量性能应满足表 1 的要求。

表 1 标准装置的主要技术指标

6. 2. 2 绝缘电阻测试仪

准确度等级不低于 5 级，额定电压 500 V。

6. 2. 3 耐电压测试仪

准确度等级不低于 5 级，额定电压不低于 2 kV。

7 校准项目和校准方法

7. 1 校准项目

推荐校准项目如表 2 所示，用户可根据实际使用情况自主选择校准项目。

表 2 推荐校准项目

7. 2 校准方法

7. 2. 1 校准前准备

7. 2. 1. 1 外观及通电检查

采用目测法进行外观及通电检查， 检查内容包括：

——监测装置本体和功能单元外观情况，包括接地端钮和接地标识;

—— 监测装置面板或铭牌是否明确标明名称、型号、测量范围、最大允许误差、制造厂名称、出厂日期、出厂编号等信息;

——监测装置通电后，显示屏、指示灯应正常，各单元应正常工作。

7. 2. 1. 2 绝缘电阻

使用绝缘电阻表测量被校监测装置电源输入端与机壳之间的绝缘电阻， 试验电压500 V，绝缘电阻测量值应不小于 20 MΩ。

7. 2. 1. 3 介电强度

使用耐电压测试仪在被校监测装置的电源输入端与外壳之间， 施加电压 2 kV， 历时 1 min，应无飞弧或击穿现象。

7. 2. 2 参考电压

监测装置校准接线按图 2 进行，其中标准源法参照图 2(a)、 标准表法参照图 2(b)。

(a)标准源法

(b)标准表法

图 2 监测装置校准接线图

参考电压的校准点为 40 V、57. 7 V、100 V、120 V， 其他校准点可根据实际需要进行增补。标准源法校准时， 将标准装置输出的参考电压设置为各个校准点对应的电压值， 施加标准信号， 启动被校监测装置进行测量并记录参考电压示值 ; 标准表法校准时， 将功率源输出的电压值设为各校准点对应的参考电压值， 施加测试信号， 启动被校监测装置进行测量并记录参考电压示值及标准功率表(标准装置) 示值。示值误差按公式(1) 计算：

ΔU= Ux -Us (1)

式中：

ΔU ——被校监测装置参考电压的示值绝对误差，V;

Ux ——被校监测装置参考电压的示值，V;

Us ——标准装置的输出电压值，V。

7. 2. 3 全电流

按图 2 所示接线。 校准点在被校监测装置的全电流测量范围内选取， 且宜覆盖1 mA、2 mA、5 mA 点， 其他校准点可根据实际需要进行增补。标准源法校准时， 将标准装置输出的参考电压设置为 100 V， 全电流设置为各个校准点对应的输出电流值，施加标准信号， 启动被校监测装置进行测量并记录全电流示值 ; 标准表法校准时， 将功率源输出的电压值设为 100 V， 电流值设为各校准点对应的全电流值， 施加测试信号， 启动被校监测装置进行测量并记录全电流示值及标准功率表(标准装置) 示值。示值误差按公式(2) 计算：

ΔI=Ix -Is (2)

ΔI——被校监测装置全电流的示值绝对误差，mA;

Ix ——被校监测装置全电流的示值，mA;

Is ——标准装置的输出电流值，mA。

7. 2. 4 阻性电流

按图 2 所示接线。校准点在被校监测装置的阻性电流测量范围内选取， 且宜覆盖0. 01 mA、 0. 02 mA、 0. 05 mA、 0. 1 mA、 0. 2 mA、 0. 5 mA、 1 mA、 2 mA、 5 mA点。其他校准点可根据实际需要进行增补。

表 3 阻性电流校准时的标准器参考设置

表 3(续)

标准源法校准时， 按表 3 中设置各校准点对应的标准装置参考电压、全电流和相位值， 施加标准信号， 启动被校监测装置进行测量并记录阻性电流示值 ; 标准表法校准时， 按表 3 中设置各校准点对应的功率源电压、 电流和相位值， 施加测试信号， 启动被校监测装置进行测量并记录阻性电流示值及标准功率表(标准装置) 示值。示值误差按公式(3) 计算。

ΔIrx =Irx -Irs (3)

ΔIrx ——被校监测装置阻性电流的示值绝对误差，mA;

Irx ——被校监测装置阻性电流的示值，mA;

Irs ——标准装置的输出电流阻性分量值，mA。

7. 2. 5 相位角

按图 2 所示接线。 校准点在被校监测装置的相位角测量范围内选取， 且宜覆盖75 °、80 °、85 °、88°点， 其他校准点可根据实际需要进行增补。标准源法校准时，将标准装置输出的参考电压设置为 100 V， 全电流设置为 1 mA， 相位角设置为各个校准点对应的输出相位角值， 施加标准信号， 记录被校监测装置电流相位角示值 ; 标准表法校准时， 将功率源输出的电压设置为 100 V， 电流设置为 1 mA， 相位角设置为各个校准点对应的输出相位角值， 施加测试信号， 启动被校监测装置进行测量并记录相位角示值及标准功率表(标准装置) 示值。示值误差按公式(4) 计算。

Δφ = φx— φs (4)

Δφ——被校监测装置相位角的示值绝对误差， (°);

φx ——被校监测装置相位角的示值， (°);

φs ——标准装置的输出电流相位角值， (°)。

8 校准结果表达

8. 1 数据处理

数据修约应采用四舍五入及偶数法则进行， 末位数修约到监测装置最大允许误差绝对值的 1/10。

8. 2 校准证书

校准结果应在校准证书(报告) 上反映， 校准证书(报告) 应至少包括以下信息：

a) 标题， 如“ 校准证书”;

b) 实验室名称和地址;

c) 进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);

d) 证书或报告的唯一性标识(如编号)， 每页及总页数的标识;

e) 客户的名称和地址;

f) 被校对象的描述和明确标识;

g) 进行校准的日期， 如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期;

h) 如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明;

i) 校准所依据技术规范的标识，包括名称及代号;

j) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

k) 校准环境的描述;

l) 校准结果及其测量不确定度的说明;

m) 对校准规范的偏离的说明;

n) 校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识;

o) 校准结果仅对被校对象有效的声明;

p) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

校准原始记录格式见附录 A， 校准证书(报告) 内页格式见附录 B。测量不确定度评定示例见附录 C。

9 复校时间间隔

建议监测装置投运后的复校时间间隔， 结合监测装置的工作状态和被监测主设备检修计划综合确定。

附录 A

校准原始记录格式

A . 1 校准原始记录封面格式

第 1 页

共 3 页

A . 2 校准原始记录内页格式(第 2 页)

原始记录编号： ××××—××××××

第2页

A . 3 校准原始记录结果页格式(结果页)

原始记录编号： ×××× - ××××××

校准结果

以下空白

第 3 页

附录 B

校准证书内页格式

证书编号： ××××××—××××

第 2 页

共×页

证书编号 ××××××—××××校准结果

校准员： 核验员：

第 3 页共×页

附录 C

测量不确定度评定示例

C . 1 引言

本附录以全电流为例进行测量不确定度的评定， 其他参量的测量不确定度评定可参照进行。

C . 2 测量模型

全电流的校准采用绝对误差表达式作为参考模型，见公式(C . 1)。

ΔI = Ix - Is (C .1)

ΔI——被校监测装置全电流的示值误差，mA;

不确定度传播可用公式(C . 2) 表示。

u c ( ΔI )——被校监测装置全电流示值误差的合成标准不确定度;

u(Ix)——被校监测装置引入的标准不确定度;

u(Is)——标准装置引入的标准不确定度。

C . 3 校准结果测量不确定度评定

C . 3. 1 测量不确定度的主要来源

校准监测装置时，其校准不确定度来源主要包括以下几项：

a) 被校监测装置测量结果重复性引入的不确定度分量 u1(Ix);

b) 被校监测装置分辨力引入的不确定度分量 u2(Ix);

c) 由标准装置引入的不确定度分量 u(Is)。

C . 3. 2 重复性引入的不确定度分量 u1(Ix)

重复性引入的测量不确定度分量用测量结果的实验标准偏差表示， 采用 A 类方法评定。选取参考电压 100 V、全电流 10 mA 作为校准点， 进行重复性测量， 结果如表 C . 1。

表 C. 1 实验室重复性测量结果

表 C . 1(续)

C . 3. 3 监测装置分辨力引入的不确定度分量 u2(Ix)

监测装置在 10 mA 时的分辨力为 0. 01 mA， 区间半宽为 0. 005 mA， 服从均匀分布，包含因子 k= 3，则由监测装置分辨力引入的不确定度分量：

u2(Ix) =0. 005 mA/3 ≈ 2. 9×10-3 mA

C . 3. 4 标准装置示值误差引入的不确定度分量 u(Is)

由校准证书上给出标准装置的校准不确定度及出厂技术指标得出， 在 10 mA 校准点其最大允许误差为±0 . 02 mA， 服从均匀分布， 包含因子 k= 3， 则由标准装置示值最大允许误差引入的不确定度分量：

u(Is) =0. 02 mA/3 ≈ 1. 2×10-2 mA

C . 3. 5 合成标准不确定度与扩展不确定度

全电流校准结果的测量不确定度的来源及数值汇总于表 C . 2 中。

表 C. 2 实验室校准测量不确定度的来源及数值汇总

由于表 C . 2 中各不确定度分量互不相关，故合成标准不确定度为

u c = u ( Ix )+ u ( Ix )+ u2 ( Is ) ≈ 1. 7 × 10- 2 mA

取包含因子 k= 2，则全电流校准结果的扩展不确定度为U=kuc ≈ 4×10-2 mA，k= 2