JJF 1245.2-2010 安装式电能表型式评价大纲特殊要求机电式有功电能表(0.5、1和2级)

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF 1245.2—2010

安装式电能表型式评价大纲

特殊要求

机电式有功电能表

(0.5、 1 和 2级)

Meters—ParticularRequirements—

(classes 0.5, 1 and 2)

2010-03-02发布 2010-06-02实施

国家 质量 监督 检验 检疫 总局 发布

(0.5、1和 2级)

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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)

周韶园 (浙江省计量科学研究院)

汪东红 (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

本部分是关于机电式有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 17215.311— 2008《交流电测量设备特殊要求第 11部分 : 0.5、1级和 2级机电式有功电能表》 以及 JJG 307—2006《机电式交流电能表》 的标准和规程要求编制而成。

1 范围

本大纲适用于频率为 50 Hz或 60 Hz 的单、三相机电式有功电能表 (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 600 V (多相仪表为线对线电压) 的机电式仪表、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

JJG 307—2006 机电式交流电能表

GB/T 17215.311—2008 交流电测量设备特殊要求第 11部分 : 0.5、1 和 2级机电式有功电能表 (mod IEC 62053-11: 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。0.5 级仪表的误差极限只针对经互感器工作仪表。

表 1 电压和电流平衡条件

表 2 参比条件

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)

仪表在最大电流 Imax、功率因数为 1条件下 , 多相仪表平衡负载和不平衡负载的百分数误差之差不应超过表 5 中的极限。

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 潜动试验

仪表在电流线路无负载电流 , 电压线路通以 80% ~ 110%的参比电压时 , 转子不应

转动完整的一周。

7.3.2 起动

在参比频率、参比电压、功率因数为 1 以及表 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

仪表转子转数与计度器指示值之间的关系 , 应与仪表铭牌标志一致。

8 技术要求

8.1 机械要求

除满足 JJF 1245.1规定的机械要求之外 , 机电式仪表还应满足下列要求。

8.1.1 计度器

字轮式计度器记录的基本单位应在邻近字轮组件处明确标识 , 并且只有最右端的字轮可连续转动。

8.1.2 转子旋转方向和转子标识

转子旋转方向应通过箭头清晰标注 , 仪表计量电能时 , 通过正面观测仪表转子应从左向右旋转。

转子边缘应有记录转数的转子标识 , 供频闪或其它试验用的标记不应妨碍转子标识的正常使用。

8.2 气候条件

8.3 电气要求

除应满足 JJF 1245.1规定的电气要求外 , 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 , 仪表每一电压线路的有功功率消耗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

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仪表为互感器额定二次

电流值) 下 , 仪表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

直接接入仪表应能经受冲击电流 , 其峰值为 50Imax (或 7000A, 取小值) , 并保持超过 25Imax (或 3 500 A, 取小 值) 的时 间为 1 ms, 冲击 电流 峰值 的允 差为 +0% ~ -10%。

经电流互 感器 接入 仪表 应能 经受 过电 流 , 其有 效值 为 20Imax , 允差 为 +0% ~

-10% , 施加时间 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 (如预付费电能表) , 此情况见相关标准。

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 : 见表 12;

— 试验时间 : 1 min。

在对地试验中 , 参比电压不高于 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、功率因数为 1 的条件下预热以达到热稳定 , 之后按表 13规定 的试 验点 测试 仪表 的百 分数 误差 , 试验 按电 流逐 次减 小的 顺序进行。

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

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 :

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

式中 : Tu 和 Tl— 对应某一温度间隔的上限温度和下限温度 ;

eu 和 el— 仪表置于上限温度和下限温度时的误差值。

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 ,

按下列负载点测试仪表误差 :

cosφ= 1 0.1Ib (0.1In) , 0.5Imax

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 Ib (In) 下 , 将电 压降 至零 , 保持30min, 检查仪表转子 , 应无转动。

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) , 按下列负载点测试仪表误差 :

将仪表在参比频率和频率改变时的误差进行比较 , 结果应满足 7.2要求。

9.1.2.4 逆相序

保持其它参比条件不变 , 交换任意两相相序 , 按下列负载点测试仪表在正相序和逆相序时的误差 :

相 ..误((差..行)),比I(,In结),果ax满足 7.2要求。

注 : 试验时 , 标准表可按正相序或逆相序连接。 当标准表为逆相序连接时 , 应确认其计量准确度。

9.1.2.5 谐波

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

保持其它参比条件 不变 , 电压 的畸 变因 数应 低于 1% , 电流 线路 在基 波电 流 2× Ib(n) sin (ωt) 基础上加载三次谐波电流 0.1× 2×Ib(n) sin (3ωt+φ3) , 当 φ3 分别为 0°、 30°、60°、90°、120°、150°和 180°条件下 , 按下列负载点测试仪表误差 :

b、(谐)波影响时的误差进行比较 , 结果应满足 7.2要求。

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 :

b、(外)部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 :

.、0b附(.时) 的误差进行比较 , 结果应满足 7.2要求。

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 倾斜

试验时分别将仪表从前、后、左和右四个方向偏离垂直工作位置 3°, 按下列负载点测试仪表误差 :

.b作(.倾),斜In误),差ax行比较 , 结果应满足 7.2要求。

9.1.3 起动和潜动试验

9.1.3.1 潜动试验

试验前应使字轮式计度器末位字轮处于非进位状态。

规定JS通(参in)比, ,转一% 起, 满, s.11, 表 15

表 15 潜动试验时限

其中 k为仪表常数 (r/kWh) , 经互感器接入式仪表 , 其常数应换算成 二次 常数 ; PJS为潜动试验时对仪表所加的功率 , 即

PJS = m ×Un × IJS (2)

式中 : IJS— 试验电流 ;

Un— 仪表参比电压 ;

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。

流 , 比, 动, s条(m件in下) ,内一7 规,

7.3.2要求。

起动时限 tQ (min) 按式 (3) 计算得出 ,

式中 : k— 仪表常数 (r/kWh) , 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; Un— 仪表参比电压 ;

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 ; 转子计数器。

在参比电压 , 电流线路通最大电流 Imax , 功率因数为 1 条件下 , 记录计度器在时间间隔 t内的电能值 E 以及转子在 t 内的转数 N , 仪表转子的旋转圈数和计度器指示值之间比例的误差由式 (4) 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 (kWh) 应满足式 (5) :

E (5)

式中 : R— 计度器的分辨力。

9.2 机械要求

机械要求通用部分的试验条件和方法按 JJF 1245.1 的规定。

9.2.1 计度器

试验设备 : 电能表检验装置。

试验方法 : 通电检查 , 仪表应满足 8.1.1要求。

9.2.2 转子旋转方向和转子标识试验设备 : 电能表检验装置。

试验方法 : 通电检查 , 仪表应满足 8.1.2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 , 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 1, 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 , 应分别测量每一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。

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 1 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 (经电流互感器接入仪表为互感器额定二次电流值)、参比温度和参比频率下 , 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 2, 读取电压表示值 U, 其与参比电流的乘积即为该电流线路的视在功耗。

对于多相仪表 , 应分别测量每一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 2 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。

试验后 , 仪表不应损坏 , 当仪表温度恢复至参比温度时 , 在 Ib (In) 和 cosφ= 1 条

注 : 对于经电流互感器接入仪表 , 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 4 h (0.5 级)、 2 h (1级) 和 1 h (2级) , 之后在电流线路通以最大电流、平衡负载、功率因数为 1 的条件下 , 立刻测量仪表百分数误差 ; 接着以足够短的间隔时间准确地画出误差随时间变化的曲线。试验应至少进行 1 h, 直至在 20min内误差变化不超过 0.2%。

功率因数为 0.5L时 , 重复上述试验过程。

试验过程中测 量的 各次 百分 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。

试验电压应在 (5~ 10) s 内从零上升到规定值 , 保持 1 min, 随后以同样方式下降到零。

线路与基架的试验接线示意图见图 3, 所有电压线路和电流线路以及参比电压超过40V 的辅助 线路 连接 在一 起为 一点 , 另一 点是 基架 , 2 kV 的试 验电 压施 加于 该两点间。

线路与地的试验接线示意图 见图 4, 所有 电压 线路 和电 流线 路以 及参 比电 压超 过40V 的辅助线路连接在一起为一点 , 另一点是地 , 2 kV 的试验电压 ( Ⅱ类的绝缘包封仪表试验电压为 4 kV) 施加于该两点间。

基架与地的试验接线示意图见图 5, 试验电压为 2 kV。

图 3 所有线路与基架的试验示意图

图 4 所有线路对地的试验示意图

对于正常工作时相互连接但与其它线路分离并适当绝缘的驱动元件 , 其电压线路和电流线路之间进行参比电压两倍 (或者 600V, 取高值) 的交流电压试验 , 试验接线示意图见图 6。

参比电压不超过 40V 的辅助线路与基架之间进行 500 V交流电压试验 , 试验接线示意图见图 7。

试验时根据仪表是否经互感器工作以及绝缘包封类型等特征选取正确的试验线路和试验电压 , 如对 于防 护等 级 Ⅱ 类的 三相 四线 经互 感器 工作 仪表 , 应按 下列 线路 进行试验 :

线路与基架 : UA、UB、UC、IA、IB、IC 以及参比电压超过 40 V 的辅助线路与基

架之间 ; 参比电压不超过 40V 的辅助线路与基架之间。

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。

基架与地之间。

试验中 , 仪表应满足 8.3.4要求 ; 试验后 , 在参比电压、Ib (In) 和 cosφ= 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。 对于交流电压试验过程中须移去表盖的仪表 , 应另取一只样品验证线路与基架、基架与地之间的绝缘性能。

图 5 基架对地的试验示意图

图 6 驱动元件的电压线路和电流线路的试验示意图

图 7 辅助线路与基架的试验示意图

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)

注 : 电磁兼容(EMC)试验只针对带有电子功能装置的机电式仪表 , 其它仪表不要求;EMC试验时 ,只验证仪表信息和功能 , 不验证仪表的计量准确度。