高壓開關(guān) （斷路器 ）是電力系統(tǒng)中重要的控制和保護(hù)設(shè)備?開關(guān)設(shè)備機(jī)械方面的可靠性對(duì)設(shè)備的特性具有非常重要的影響。在電力系統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)中?其機(jī)械特性的檢測(cè)占有重要的地位。無論電力線路處于什么狀態(tài)?例如空載、負(fù)載或斷路?當(dāng)要求斷路器動(dòng)作時(shí)?它應(yīng)能可靠動(dòng)作?或是關(guān)合?或是斷開電路。斷路器在電力線路或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)?將故障部分從電網(wǎng)快速切除?保證電網(wǎng)無故障部分正常運(yùn)行。高壓開關(guān)測(cè)試儀檢測(cè)是青海電力科學(xué)試驗(yàn)研究院新開展的檢測(cè)項(xiàng)目。青海電力科學(xué)試驗(yàn)研究院是經(jīng)中國實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委員會(huì)認(rèn)證單位。為保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性及滿足認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室對(duì)檢測(cè)結(jié)果的要求?應(yīng)對(duì)新開展的高壓開關(guān)測(cè)試儀的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度的評(píng)定。目前?電科院的高壓開關(guān)測(cè)試儀檢測(cè)裝置可對(duì)電力系統(tǒng)中各種型號(hào)的高壓開關(guān)測(cè)試儀進(jìn)行檢測(cè)。為保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性?特對(duì)其分、合閘時(shí)間示值誤差的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度分析評(píng)定。

1 高壓開關(guān)測(cè)試儀示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

1?1 概述

1?1?1 目的

評(píng)定高壓開關(guān)測(cè)試儀在分、合閘時(shí)間校準(zhǔn)示值誤差的測(cè)量結(jié)果不確定度。

1?1?2 測(cè)量依據(jù)

ＪＪＧ（機(jī)械 ）140－93《高壓開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀檢定規(guī)程 》。

1?1?3 校準(zhǔn)的環(huán)境條件

（20±5）℃；相對(duì)濕度 （50±10）％ＲＨ。

1?1?4 被測(cè)物品及其主要技術(shù)指標(biāo)

ＳＭ100型高壓開關(guān)測(cè)試儀?在分、合閘時(shí)間為100ｍｓ時(shí)?*大允許示值誤差 ±0?5ｍｓ。

1?1?5 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

ＧＫＪＺ－Ｈ型高壓開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀校驗(yàn)裝置：時(shí)間輸出范圍0?01～999?99ｍｓ?在分、合閘時(shí)

間為 100ｍｓ時(shí)?*大允許示值誤差為 ±0?02ｍｓ。

1?1?6 評(píng)定結(jié)果的使用

符合上述條件的測(cè)量結(jié)果?一般可直接使用本文不確定度評(píng)定結(jié)果。

1?2 測(cè)量方法和過程

采用比較法?用標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出分、合閘時(shí)間校準(zhǔn)被測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀的示值誤差。將高壓開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀校驗(yàn)裝置與被測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀的端口直接連接?采用外同步方式進(jìn)行控制。被檢測(cè)試儀讀數(shù)減標(biāo)準(zhǔn)裝置讀數(shù)?即為高壓開關(guān)測(cè)試儀的示值誤差。

1?3 數(shù)學(xué)模型

ＪＪＧ（機(jī)械 ）140－93《高壓開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀檢定規(guī)程 》給出的示值誤差表示式?即為不確定度評(píng)定的數(shù)學(xué)模型：

γ＝Ｖｘ－Ｖｓ （1）

式中?γ－－－被測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀示值誤差?ｍｓ；

Ｖｘ－被測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀讀數(shù)?ｍｓ；

Ｖｓ－－－直流標(biāo)準(zhǔn)器讀數(shù)?ｍｓ。

1?4 合閘輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

由于輸入量包含合閘時(shí)間測(cè)量和分閘時(shí)間測(cè)量 2部分?應(yīng)分別進(jìn)行不確定度評(píng)定?首先進(jìn)行合閘輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。

1?4?1 測(cè)量不確定度來源

被測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀示值誤差 γ的不確定度來源?主要包括：

1）Ｖｘ 測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ｕ（Ｖｘ）；

2）校驗(yàn)裝置輸出 Ｖｓ測(cè)量誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ｕ（Ｖｓ）。

1?4?2 Ｖｘ 測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ｕ（Ｖｘ）的評(píng)定連接測(cè)量電路?設(shè)置校驗(yàn)裝置的輸出 Ｖｓ ＝100ｍｓ?讀取被測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀合閘時(shí)間示值Ｖｘ。卸下連接線?重新連接測(cè)量電路?再次讀取測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀合閘時(shí)間示值 Ｖｘ。重復(fù)進(jìn)行10次讀數(shù)?數(shù)據(jù)見表 1。

應(yīng)用貝塞爾公式?代入表 1數(shù)據(jù)可以求出單

次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差 ｓ（Ｖｘ）：

ｓ（Ｖｘ）＝110－1∑10ｉ＝1（Ｖｘｉ－Ｖ—ｘ）2＝0．0516ｍｓ（2）

Ｖｘ測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ｕ（Ｖｘ）

等于 1倍單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差 ｓ（Ｖｘ）：ｕ（Ｖｘ）＝ｓ（Ｖｘ）＝0．0516ｍｓ

自由度：ν1＝10－1＝9。

1?4?3 Ｖｓ測(cè)量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ｕ（Ｖｓ）的評(píng)定校驗(yàn)裝置經(jīng)上**計(jì)量技術(shù)檢定機(jī)構(gòu)檢定合格。制造商給出分、合閘時(shí)間 Ｖｓ在 100ｍｓ量程

的*大允許誤差 δ＝±0?02ｍｓ。在此區(qū)間內(nèi)?Ｖｓ的可能值服從矩形 （均勻 ）分布?包含因子 ｋ＝ 3?區(qū)間半寬度 α＝0?02ｍｓ。所以?Ｖｓ測(cè)量誤差引入

ｕ（Ｖｓ）＝αｋ＝0．023ｍｓ＝0．0115ｍｓ （3）

估計(jì)不確定度 ｕ（Ｖｓ）的誤差為Δｕ（Ｖｓ）ｕ（Ｖｓ）＝0?2

則其自由度為：

ν2≈12Δｕ（Ｖｓ）ｕ（Ｖｓ）－2＝12 （4）

1?4?4 高壓開關(guān)測(cè)試儀示值誤差 γ測(cè)量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ｕｃ（γ）評(píng)定在本例中?Ｖｘ和 Ｖｓ互不相關(guān)?所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ｕｃ（γ）及其自由度 νｅｆｆ分別由下式計(jì)算：

ｕｃ（γ）＝ ｃ21ｕ2（Ｖｘ）＋ｃ22ｕ2（Ｖｓ） （5）

式中?靈敏系數(shù) ｃ1＝●γ●Ｖｘ＝1?ｃ2＝●γ●Ｖｓ＝－1。

ｕｃ（γ）＝ ｕ2ｘ（γ）＋ｕ2ｓ（γ）＝ ｕ2（Ｖｘ）＋ｕ2（Ｖｓ）＝ 0．05162＋0．01152 ｍｓ＝0．0528ｍｓ的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ｕ（Ｖｓ）：

1?4?5 高壓開關(guān)測(cè)試儀示值誤差 γ測(cè)量擴(kuò)展不確定度 Ｕ（γ）評(píng)定

1）包含因子 ｋ（γ）的選擇選取置信概率 Ｐ為 95％?由 νｅｆｆ＝10?查 ｔ－分布表得包含因子 ｋｐ＝ｋ95＝ｔ95（10）＝2．23。

2）示值誤差 γ測(cè)量擴(kuò)展不確定度 Ｕ合閘時(shí)間示值誤差 γ測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度 Ｕ95為：

Ｕ95＝ｋ95×ｕｃ（γ）＝2．23×0．0528ｍｓ＝0．12ｍｓ （7）

1?4?6 測(cè)量結(jié)果及其不確定度報(bào)告

在 100ｍｓ量程?被測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀合閘時(shí)示值誤差 γ＝±0?5ｍｓ。取置信水準(zhǔn) ｐ≈95％?包含因子 ｋｐ＝2?23?被測(cè)合閘時(shí)間示值誤差 γ測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度 Ｕ95為：

Ｕ95＝0?12ｍｓ νｅｆｆ＝10

1?5 分閘時(shí)間測(cè)量結(jié)果及其不確定度評(píng)定

由于分閘時(shí)間測(cè)量的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量依據(jù)、不確定度來源與合閘時(shí)間測(cè)量相同?分析過程及方法也相同?所以從略。表 3、表 4只列出被測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀分閘時(shí)間示值 Ｖｘ10次重復(fù)測(cè)量讀數(shù)值和測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀分閘時(shí)間示值誤差 γ測(cè)量不確定度評(píng)定匯總表。

2 結(jié)語

用高壓開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀校驗(yàn)裝置檢測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀 100ｍｓ點(diǎn)示值誤差測(cè)量結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：

合閘時(shí)間：Ｕ95ｒｅｌ ＝0?12ｍｓ（νｅｆｆ ＝10、ｋ＝2?23）

分閘時(shí)間：Ｕ95ｒｅｌ ＝0?15ｍｓ（νｅｆｆ ＝10、ｋ＝2?23）

由擴(kuò)展不確定度的值可知?用高壓開關(guān)動(dòng)特性測(cè)試儀校驗(yàn)裝置檢測(cè)高壓開關(guān)測(cè)試儀所帶來的不確定是完全可以滿足檢測(cè)需要的。