摘要：取0.2S級電流互感器為實驗樣品，以檢定規(guī)程《測量用電流互感器》（JJG 313—2010）及《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059—1999）為測量依據(jù)，對實驗樣品進行了誤差測試，并對其測量結果不確定度進行了評定，通過評定結果，指出了影響測量結果不確定度的因素。

關鍵詞：電流互感器;誤差;不確定度

0? ? 引言

測量誤差是指測量值與真值之間的差值，是用來評價測量結果與真值的接近程度。但是測量誤差只針對該次測量的結果，并不能證明測量過程是持續(xù)受控的，且測量誤差不能保持穩(wěn)定一致。由此可見，這種測量結果評價方法并不確切。測量不確定度是“表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)”。由此可見，測量不確定度比測量誤差更精確，所以不確定度已逐漸取代誤差成為評定測量結果可靠性的指標。在誤差理論基礎上，通過對誤差數(shù)值進行一系列的分析計算，可以得出測量值的不確定度。根據(jù)數(shù)值評定方法的不同，不確定度評價可以分為A類評定、B類評定。

1? ? 測量模型

1.1? ? 以實驗樣品為例，建立不確定度評價函數(shù)

對測量過程進行詳細分析，列出測量過程中可能對電流互感器不確定度造成影響的輸入量，并建立評價函數(shù)：

1.2? ? 測量依據(jù)

《測量用電流互感器》（JJG 313—2010）檢定規(guī)程、《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059—1999）。

1.3? ? 測量標準及環(huán)境

被檢互感器為0.2S級電流互感器，變比為100/5 A;標準為0.02S級電流互感器，參數(shù)：0.001 A≤一次電流I1≤500 A，0.1 A≤一次電流I2≤5 A;溫度為20 ℃;濕度為65%。

1.4? ? 測量原理

在規(guī)程規(guī)定的條件下，采用比較法進行測量，對負荷點（上升為1%、5%、20%、100%、120%負荷點，下降為5%、20%、100%負荷點）進行校驗，測量各負荷點的誤差，記錄多次各點比值差讀數(shù)和相位差讀數(shù)，求其算術平均值，再計算出標準差，記為不確定度。

2? ? 各不確定度的評定

2.1? ? 標準誤差引入的不確定度

對比實驗選用標準電流互感器精度等級為0.02S級，且經上級計量院檢定合格，符合技術要求指標，其誤差服從均勻分布，包含因子k=。查規(guī)程可得在負荷點100%處比值誤差極限為±0.02%，相位誤差為±0.6′。比值不確定分量ux1（λ）=比值誤差極限/包含因子，差值不確定分量ux1（μ）=差值誤差極限/包含因子。計算得輸入量X1引入的比差不確定分量為uX1（λ）=0.02%/≈0.012%，角差不確定分量為uX1（μ）=0.6/≈0.346′。

2.2? ? 重復性測量引入的不確定度

測試樣品為0.2S級電流互感器，在重復測量的前提下，取cos β=1，下限負荷為5 VA，在負荷點100%處重復測量10次，得數(shù)據(jù)如表1所示。其不確定度采取A類評價。

2.3? ? 化整引入的不確定度

測量誤差結果計算出來后，需根據(jù)要求進行修約，誤差示值進行修約后將產生不確定度。查規(guī)程得知，0.2S級電流互感器比差化整間距為0.02%，則其半闊區(qū)間值為0.01%;角差化整間距為1′，則其半闊區(qū)間值為0.5′。化整結果誤差服從均勻分布，包含因子k=，不確定分量uX3=半闊區(qū)間值/包含因子，故由輸入量X3引入的比差不確定分量為uX3（λ）=0.01%/≈0.005 8%，角差不確定分量為uX3（μ）=0.5/≈0.289′。

2.4? ? 互感器校驗儀引入的不確定度

本次選用準確度等級為2的互感器負載箱且經上級計量院檢定合格，符合技術要求指標?；ジ衅餍ｒ瀮x誤差服從均勻分布，包含因子k=。由規(guī)程可知，互感器校驗儀的測量誤差應小于被檢互感器誤差極限的1/10，在負荷點100%處比值誤差極限為±0.2%，相位誤差為±10′。比值不確定分量ux4（λ）=0.1×比值誤差極限/包含因子，差值不確定分量ux4（μ）=0.1×差值誤差極限/包含因子。計算得由輸入量X4引入的比差不確定分量為uX4（λ）=0.1×0.2%/≈0.012%，角差不確定分量為uX4（μ）=0.1×10/≈0.577′。

2.5? ? 調壓器、升流器等引入的不確定度

本次實驗選用調壓器、升流器經上級計量院檢定合格，符合技術要求指標。其誤差服從均勻分布，包含因子k=2。查規(guī)程得知，調壓器、升流器等不確定度為不大于1/10，比值誤差極限為±0.000 5%，相位誤差極限為±0.015′。比值不確定分量ux5（λ）=0.1×比值誤差極限/包含因子，差值不確定分量ux5（μ）=0.1×差值誤差極限/包含因子。計算可得輸入量X5引入的比差不確定分量為uX5（λ）=2.5×10-7，角差不確定分量為uX5（μ）=0.007 5′。

2.6? ? 與檢定無關的磁場引入的不確定度

uX6為由與檢定無關的磁場誤差引入的不確定度分量，由規(guī)程可知，二次回路負荷對被檢互感器的影響應小于其誤差極限的1/20，服從均勻分布，包含因子k=2。在負荷點100%處比值誤差極限為±0.2%，相位誤差為±10′。比值不確定分量ux6（λ）=0.05×比值誤差極限/包含因子，差值不確定分量ux6（μ）=0.05×差值誤差極限/包含因子。計算可得輸入量X6引入的比差不確定分量為uX6（λ）=0.005%，角差不確定分量為uX6（μ）=0.25′。

3? ? 合成不確定度的計算

當測量結果由多個輸入量經過一系列計算所得時，其不確定度也由各個輸入量的不確定度合成所得。所以，電流互感器比差的合成標準不確定度為：

4? ? 擴展不確定度的評定

擴展不確定度是指合理的測量數(shù)值大部分可望包含于此區(qū)間。一般來說，測量數(shù)值落在2倍置信區(qū)間的概率為95%，取k=2，所以電流互感器比差的擴展標準不確定度為u（λ）=kuX（λ）=2×0.024%=0.048%，電流互感器角差的擴展標準不確定度為u（μ）=kuX（μ）=2×0.77′=1.54′。

5? ? 結語

本文依據(jù)《測量用電流互感器》（JJG 313—2010）檢定規(guī)程及《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059—1999），通過對影響互感器檢定結果各個輸入量不確定度的分析，為電力行業(yè)檢定或校準電流互感器提供了不確定度評定方法。

[參考文獻]

[1] 測量用電流互感器：JJG 313—2010[S].

[2] 測量不確定度評定與表示：JJF 1059—1999[S].

收稿日期：2020-02-27

作者簡介：吳嘉穎（1986—），男，廣東湛江人，工程師，從事電能計量工作。