國網(wǎng)江蘇省電力有限公司營銷服務中心 梅益芹

電力計量標準的建立與考核是對計量標準測量能力的綜合評價，是對量值傳遞準確性的確認。而隨著國家取消計量檢定員證的行政審批，并入注冊計量師管理，電力計量標準建立及考核也有了新的要求。為幫助電網(wǎng)企業(yè)更規(guī)范地建立電力計量標準，更有效地開展計量標準的日常運行，筆者根據(jù)現(xiàn)實工作中典型案例，對電力計量標準建立與考核中關鍵項目的考核要求及方法進行探討。

1 電力計量標準建立的前期準備

企業(yè)申請新建電力計量標準可從以下五個方面去開展前期準備：配置計量標準器和配套設備，計量標準器準確度等級至少比擬開展檢定或校準的項目高兩個準確度等級；計量標準器和配套設備需進行溯源，取得有效的檢定或校準證書；新建電力計量標準至少試運行6個月，并對其進行穩(wěn)定性、檢定或校準結(jié)果重復性等計量特性進行考察；配置至少2名取過證的檢定或校準人員，1名計量標準負責人；建立電力計量標準的文件集。

2 計量標準器和配套設備的溯源

計量標準器和配套設備應進行有效溯源和定期溯源。計量標準器應送至法定計量檢定機構(gòu)或縣級以上人民政府相關部門授權的計量檢定機構(gòu)進行檢定或校準，主要配套設備應經(jīng)過具備測量能力的計量機構(gòu)進行檢定或校準。

計量標準和配套設備的溯源時間應連貫，不能有脫節(jié)現(xiàn)象，否則無法保證計量標準計量性能的是否處于受控狀態(tài)。對于沒有定期溯源的計量標準，我們應當按照新建計量標準的要求，重新進行計量標準的穩(wěn)定性、檢定或校準結(jié)果重復性等計量特性的考察[1]。

3 檢定或校準結(jié)果的重復性考核

3.1 重復性試驗的方法

做重復性試驗時應當注意重復測量的條件即5個“相同”：相同的測量程序、相同的測量系統(tǒng)、相同的測量地點、相同的測量條件、相同的測量人員。檢定或校準結(jié)果的重復性一般用用單次檢定或校準結(jié)果的實驗標準差s（yi）：

n為獨立重復測量的次數(shù)，一般不少于10次。

3.2 重復性試驗的要求

對于申請新建的電力計量標準，重復性試驗的數(shù)據(jù)應當作為測量不確定度評定的一個分量。對于已經(jīng)建立的電力計量標準，每年至少開展一次重復性試驗。將每次的重復性與新建標時同一測量點的重復性作比較，若不大于新建標時所測得的重復性，那么本次的檢定或校準結(jié)果的重復性合格；若大于新建標時所測得的重復性，則應當用本次的重復性數(shù)據(jù)重新評定測量不確定度，所評定的不確定度符合開展檢定或校準項目要求，那么所測得的重復性合格；若所評定的不確定度不符合開展檢定或校準項目的要求，那么所測得的重復性試驗不合格[2]。

4 電力計量標準的穩(wěn)定性考核

4.1 穩(wěn)定性考核要求

計量標準的穩(wěn)定性指在規(guī)定時間內(nèi)計量標準的計量特性發(fā)生的變化量。申請新建的電力計量標準，應經(jīng)過6個月以上的穩(wěn)定性考核；已建標的電力計量標準，每年至少開展一次穩(wěn)定性考核。每次穩(wěn)定性考核所選用的核查標準必須相同且計量性能穩(wěn)定可靠，若計量標準可以進行多種參數(shù)的檢定或校準，則需對各參數(shù)分別進行穩(wěn)定性考核[3]。

4.2 穩(wěn)定性考核方法

申請新建的電力計量標準與已建標的電力計量標準，其穩(wěn)定性考核的具體做不同。

4.2.1 申請新建的電力計量標準

應每隔一段時間（超過1個月），對核查標準開展一組n次的重復測量，計算出算術平均值作為該組的測得值，一共需測量m組（不小于4組）。通過計算得到m組測得值中的最大值與最小值差，即為新建電力計量標準在該時間段內(nèi)的穩(wěn)定性。

例如：某一計量檢定機構(gòu)新建（0.2級）交流電流、電壓檢定裝置，采用核查標準法進行穩(wěn)定性考核。具體做法：首先選擇常用量值點100V、5A，用一臺性能穩(wěn)定的交流電流、電壓表作為核查標準，每個一個半月，用（0.2級）交流電流、電壓檢定裝置對核查標準進行一組10次的重復測量，共測量4組，其算術平均值分別為，電壓：100.012V、100.024V、100.010V、100.014V，電流：4.9986A、4.9983A、4.9990A、4.9991A。計 算 得 到（0.2級）交流電流、電壓檢定裝置的穩(wěn)定性為，電壓：100.024V-100.010V=0.014V，電 流：4.9991A-4.9983A=0.0008A。

4.2.2 已建標的電力計量標準

至少每年一次用電力計量標準對核查標準開展一組n次的重復測量，計算出算術平均值作為本次的測量值。計算出相鄰兩次的測量值的差即為該段時間內(nèi)計量標準的穩(wěn)定性。

例如：已建標的計量標準（0.01級）三相功率表標準裝置，用核查標準法進行穩(wěn)定性考核。具體做法：選用一臺性能穩(wěn)定的三相功率表作為核查標準，在常用測量點：三相四線100V/5A，cosφ=1.0，用（0.01級）三相功率表標準裝置每年對三相功率表進行一組10次的重復測量，計算得到算術平均值作為測量值，將相鄰兩次的測量值之差作為這段時間內(nèi)的穩(wěn)定性。測量數(shù)據(jù)如表1。

表1 測量數(shù)據(jù)

4.3 電力計量標準穩(wěn)定性判定方法

電力計量標準穩(wěn)定性小于該標準裝置的最大允許誤差的絕對值時，穩(wěn)定性合格。

5 檢定或校準結(jié)果的測量不確定評定

5.1 電力計量標準檢定或校準結(jié)果的測量不確定度評定

電力計量標準檢定或校準結(jié)果的測量不確定度評定包括被測量對象描述、測量模型分析、輸入量的標準不確定度評定，不確定度分量匯總、合成標準不確定度、報告擴展不確定度等步驟。

5.2 測量不確定度的評定思路

下面以絕緣電阻表檢定裝置的測量不確定度評定方法為例，探討測量不確定度的評定思路。

5.2.1 測量方法

選用高阻箱作標準，采用整體法檢定絕緣電阻表的示值誤差。其測量方法示意框圖如下。

上圖，被檢表指示值為RX，高阻箱測量盤上電阻值R0，即可測得被檢絕緣電阻表的示值誤差。

5.2.2 數(shù)學模型

被檢絕緣電阻表的示值誤差表達式為：Δ=Rx-R0

式中：Δ—示值誤差，MΩ；Rx—被檢絕緣電阻表指示值，MΩ；R0—標準器高阻箱測得值，MΩ。

5.2.3 方差和靈敏系數(shù)

依照公式由數(shù)學模型可得合成方差：

式中靈敏系數(shù)：

5.2.4 不確定度分量的來源

由測量方法和數(shù)學模型可知，絕緣電阻表示值誤差的測量不確定度分量主要來源于：標準高阻箱、兆歐表不準確所引入的不確定度分量；由于各種隨機因素影響使讀數(shù)不重復所引入的不確定度分量。

5.2.5 標準不確定度分量的評定

5.2.5.1 標準不確定度分量的A類評定

下面以GZX92型高阻箱為標準，檢定210150型數(shù)字式絕緣電阻表為例進行分析。

由于各種隨機因素影響使讀數(shù)不重復所引入的不確定度分量u（RX）按A類評定。在1000V絕緣電阻為10MΩ、100MΩ進行10次測量，其測量結(jié)果如表2。

表2 10MΩ、100MΩ測量結(jié)果

測量次數(shù)n=10

由貝塞爾公式計算單次測量實驗標準差

s（R1）=0.019MΩ相對值1.81×10-3

s（R2）=0.051MΩ相對值5.38×10-4

實際工作中常取一次讀數(shù)作為測量結(jié)果，故標 準 不 確 定 度 為：u1（RX）=1.81×10-3、u2（RX）=5.38×10-4。

其自由度Vi（RX）=n-1=9。

5.2.5.2 標準不確定度分量的B類評定

由GZX92型型高阻箱不準確所引入的不確定度分量u（R0）按B類評定。

根據(jù)使用手冊：

10MΩ最大允許誤差為：±0.5%，區(qū)間半寬a1=0.5%

100MΩ最大允許誤差為：±1%，區(qū)間半寬a2=1%

其自由度V（R0）→∞。

5.2.6 合成標準不確定度

表3 標準不確定度一覽表

合成標準不確定度：

10MΩ

100MΩ

5.2.7 擴展不確定度

取k=2，計算擴展不確定度：

U=kuc

U1=k1uc1=2×3.4×10-3=6.8×10-3

U2=k2uc2=2×5.8×10-3=1.2×10-2

5.2.8 報告測量結(jié)果的擴展不確定度

由以上評定可知，選用GZX92高阻箱作標準，采用整體法校準絕緣電阻表，其擴展不確定度為：

（1-10）MΩ：U=6.8×10-3（k=2）

（10-100）MΩ：U=1.2×10-2（k=2）

綜上，電力計量標準的規(guī)范建立和正確維護是量值準確傳遞的重要保障，各電網(wǎng)企業(yè)應按管理規(guī)范要求，加強電力計量標準管理，規(guī)范電力計量標準考核，保證電力設備量值傳遞和溯源的準確性，為國民經(jīng)濟的發(fā)展和計量檢定管理提供準確的檢定、校準數(shù)據(jù)。