0.2S级和0.5S级静止式交流有功电能表特殊要求

目 次 TOC \f \h \t "前言、引言标,附录标识,参考文献、索引标题,章标题,附录章标题,一级条标题,附录一级条标题" 前言 II 引言 III 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 标准的电量值 1 5 机械要求 1 6 气候条件 1 7 电气要求 2 7.1 功率消耗 2 7.2 短时过电流影响 2 7.3 自热影响 2 7.4 交流电压试验 2 8 准确度要求 3 8.1 电流改变量引起的误差极限 3 8.2 由其他影响量引起的误差极限 3 8.3 起动和潜动试验 5 8.4 仪表常数 6 8.5 准确度试验条件 6 8.6 试验结果的整理 7 附录A （规范性附录） 次谐波的试验线路图 8 附录B 10 TOC \f \h \t "正文表标题" 表1 功率消耗（包括电源） 2 表2 自热引起的改变量 2 表3 交流电压试验 2 表4 百分数误差极限(单相仪表和带平衡负载的多相仪表) 3 表5 百分数误差极限(带有单相负载的多相仪表, 电压线路加平衡的多相电压) 3 表6 影响量 3 表7 电压和电流平衡 6 表8 参比条件 7 表9 试验结果的整理 7 前 言 本标准的制定是等同采用IEC62053-22：2003-01。标准的结构形式按国家标准GB/T1.1-2000 《标准化工作导则 第一部分：标准的结构和编写》，GB/T1.2-2002 《标准化工作导则 第二部分：标准中规范性技术要素的确定》的有关规定，以中国标准研究中心的《标准编写摸板 TDS1.0》的规定进行编写。 本标准与GB/T 17883-1999的主要区别如下： 1．适用范围： ——原标准规定仪表测量的频率范围为45Hz～65Hz，新标准明确了是测量50Hz或60Hz的频率； 2．术语和定义：新标准直接引用了IEC62052-11。 3．标准电量值：新标准直接引用了IEC62052-11。 4．机械要求：新标准直接引用了IEC62052-11。 5．气候条件：新标准直接引用了IEC62052-11。 ——温度范围：IEC62052-11中极限工作范围为－25℃～55℃，储存和运输极限范围为－40℃～70℃，原标准都为－20℃～55℃；相应的试验条件也作了改动； 6．准确度要求：新标准中增加了次谐波等影响量试验；频率改变量由±5%改为±2%；新标准也明确了平均温度系数是在整个仪表工作温度范围内测定的； 本标准不提供标志方法以表示对产品的认可, 也不对宣称符合本标准要求的任何设备承担责任。 必须注意,本标准的某些内容可能有专利权。也不负责任对任何一个或所有这样的专利权进行鉴别。 当本标准所涉及的任何要求在上述标准中已经包含时，本标准中的要求优于上述的要求。 自本标准实施之日起GB/T 17883－1999同时废止。 本标准由全国电工仪器仪表标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：……… 本标准主要起草人：……。 引 言 IEC 62053的本部分必须与IEC62052、IEC62053和IEC62059系列的相关部分一起使用。电测量设备： IEC62052-11：2002 电测量设备（交流）-- 通用要求，试验和试验条件 11部分：测量设备 IEC62053-11：2002 电测量设备（交流）-- 特殊要求 11部分：机电式有功电能表（0.5、1和2级） 代替IEC60521：1988（第2版）的特殊要求 IEC62053-21：2002 电测量设备（交流）-- 特殊要求 21部分：静止式有功电能表（1级和2级） 代替IEC61036：2000（第2版）的特殊要求 IEC62053-22：2002 电测量设备（交流）-- 特殊要求 22部分：静止式有功电能表（0.2S和0.5S级） 代替IEC60687：1992（第2版）的特殊要求 IEC62053-23：2002 电测量设备（交流）-- 特殊要求 23部分：静止式无功电能表（2级和3级） 代替IEC61268：1995（第1版）的特殊要求 IEC62053-31：1998 电测量设备（交流）-- 特殊要求 31部分：机电式和电子式仪表的脉冲输出装置（仅有二线） IEC62053-61：1998 电测量设备（交流）-- 特殊要求 61部分：功耗和电压要求 IEC62059-11：2002 电测量设备（交流）-- 可靠性 11部分： 一般概念 IEC62059-21：2002 电测量设备（交流）-- 可靠性 21部分：仪表可靠性数据现场采集 本部分是一个电能表型式试验的标准。它涵盖室内用仪表的特殊要求，但不包括专用部件（如：计量部件和独立的显示器件）。涉及 本标准应与IEC62052-11联起来使用。本标准中涉及的任何要求若已在IEC 62052-11中阐述，本标准的要求优于IEC62052-11的要求。 本标准区分： --准确度等级指数为0.2S和0.5S的仪表 --Ⅰ类防护仪表和Ⅱ类防护仪表 --在装有或没有装有接地故障抑制的电网上使用的仪表 为保证在标称工作条件下仪表的正常功能，本试验等级被定为最低值。对特殊的应用,需要规定其它试验等级时，可由用户与制造商间协商确定。 0.2s级和0.5s级静止式交流有功电能表特殊要求 21范围 IEC62053的本部分仅适用于新制造的用于测量50Hz或60Hz交流有功电能的准确度等级为0.2级和0.5级的静止式有功电能表及其型式试验。 本部分仅适用于室内使用的，由一个测量元件和一个或多个计度器装在同一表壳内的互感器接入式的静止式电能表。它也适用于一个或多个工作指示器及一个或多个测试输出。如果仪表具有一个用于测量不止一种电能的测量元件（多电能仪表），或其它功能单元，如最大需量指示器、电子费率寄存器、时间开关、脉动控制接收器、数据通讯接口等包封在同一表壳内，则对这些功能单元适用相应的标准 1注：​ IEC60044-1对测量范围在0.01In到1.2In或0.05In到1.5In或0.05In到2In的互感器以及用在准确度等级为0.2S和0.5S表计上测量范围在0.01In到1.2In的互感器给予了规定。电能表与所连接互感器的测量范围必须是相匹配的，且等级为0.2S和0.5S表计的互感器只有达到本标准中工作仪表的准确度要求时，仪表的测量范围才能是0.01In到1.2In。 本部分不适用于： a) 接线端电压超过600V（多相仪表为线对线电压）的有功电能表; b) 可携式仪表和户外用仪表; c) 仪表计度器的数据接口； d) 标准表。 可靠性方面的要求按IEC62059系列文件。 22规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 IEC 60044-1:1996 仪用互感器－第一部份：电流互感器 IEC 60736:1982 电能表试验设备 IEC 62052-11：2002 电测量设备（交流）通用要求 试验和试验条件—11部分 测量设备 IEC 62053-61：1998 功耗和电压要求 23术语和定义 引用IEC 62052-11中规定的的术语和定义。 24标准的电量值 引用IEC 62052-11中规定的电量值。 25机械要求 引用IEC 62052-11中规定的要求 26气候条件 引用IEC 62052-11中规定的条件 27电气要求 除了IEC 62052-11中规定的电气要求外，仪表还应满足下列要求。 27.1功率消耗 在8.5给出的参比条件下，以任意合适方式测得的电压线路和电流线路的功率消耗最大误差不应超过5%。 在参比温度和参比频率下，每一电压线路在参比电压下和每一电流线路在额定电流下的有功功率和视在功率消耗不应超过表1的规定值。 表1功率消耗（包括电源） 带电源的电压线路 不带电源的电压线路 电压线路 2 W、10 VA 0.5 VA 电流线路 1 VA 1 VA 辅助电源 - 10 VA 注1：为了匹配仪表的电压电流互感器，仪表制造商应予注明负荷是感性或容性的（仅适用于互感器接入式仪表） 注2：上述数值是平均值, 开关电源的峰值允许超过上述值, 但应注意同所接电压互感器额定值匹配。 注3：多功能仪表参照IEC 62053-61 27.2短时过电流影响 短时过电流不应损坏仪表，当回到初始工作条件时，仪表应能正常工作，且在额定电流和功率因数1.0时的误差改变量不超过0.05%. 试验线路应近似无感，多相仪表应逐相进行试验。 在施加短时过电流后，接线端仍保持电压，在各电压线路通电条件下应使仪表恢复到初始温度（约1h）。 仪表应能经受相当于20Imax （＋0－10%）的电流，施加时间为0.5s。 27.3自热影响 由自热引起的误差改变量不应超过表2给出的值。 表2自热引起的改变量 电 流 值 功率因数 各等级仪表以百分数误差表示的改变量极限 0.2 S 0.5 S Imax 1 0.1 0.2 0.5 L 0.1 0.2 应进行如下试验：电流线路无电流，电压线路上施加参比电压至少2h后，在电流线路中施加最大电流。在功率因数为1.0时，施加电流后应立刻测量仪表误差，接着以足够短的间隔时间准确地画出作为时间函数地误差变化曲线。此项试验至少应进行1h，直至在20min内误差变化不大于0.05%时为止。 功率因数为0.5L时重复上述试验。 用来给仪表施加电压电流的电缆长度为1m，截面积在1.5mm2和2.5 mm2 之间。 27.4交流电压试验 交流电压试验应按照表3进行。 试验电压应近似正弦波，频率在45Hz和65Hz之间，施加1min。电源容量至少应为500VA。 在对地电压试验中，参比电压等于或低于40V的辅助线路应接地。 所有试验均应在装上表壳和端子盖情况下进行试验。 试验中不应发生飞弧、击穿放电和爆破现象。 表3交流电压试验 试验 施加于 试验电压 （有效值） 试验电压施加点 A I类防护仪表 2kV a)所有的电流线路和电压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，试验电压施加于该两点间 2kV b)在工作中不连接的各线路之间 B Ⅱ类防护仪表 4kV a)所有的电流线路和电压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，试验电压施加于该两点间。 2kV b)在工作中不连接的各线路之间 - c)按照IEC62052-11中5.7的条件用目视检验 28准确度要求 试验和试验条件应符合IEC62052-11规定。 28.1电流改变量引起的误差极限 仪表在8.5规定的参比条件下，其百分数误差不应超过表4和表5中给定的相应准确度等级的极限。 如果仪表是按测量双向电能设计的，则表4和表5的值适用于每个方向。 在额定电流和功率因数为1.0时，0.2S级和0.5S级仪表在单相负载和平衡多相负载的百分数误差之差分别不超过0.4％和1.0％ 。 2注：​ 当按表5试验时，试验电流应依次加入每一测量单元。 表4百分数误差极限(单相仪表和带平衡负载的多相仪表) 电 流 值 功率因数 各等级仪表百分数误差极限 0.2 S 0.5 S 0.01In I 0.05In 1 0.4 1.0 0.05In I Imax 1 0.2 0.5 0.02In I 0.1In 0.5L 0.8C 0.5 0.5 1.0 1.0 0.1In I Imax 0.5L 0.8C 0.3 0.3 0.6 0.6 用户特殊要求时： 0.1In I Imax 0.25L 0.5C 0.5 0.5 1.0 1.0 表5百分数误差极限(带有单相负载的多相仪表, 电压线路加平衡的多相电压) 电 流 值 功率因数 各等级仪表百分数误差极限 0.2 S 0.5 S 0.05In I Imax 1 0.3 0.6 0.1In I Imax 0.5L 0.4 1.0 28.2由其他影响量引起的误差极限 相对于8.5给出的参比条件下影响量的变化引起的附加百分数误差不应超过表6规定的与准确度等级有关的极限。 表6影响量 影 响 量 电 流 值 (平衡的, 有说明除外) 功率因数 各等级仪表的平均温度系数 ％/K 0.2S 0.5S 环境温度变化9） 0.05In I Imax 0.1In I Imax 1 0.5L 0.01 0.02 0.03 0.05 各等级仪表百分数误差改变极限 0.2S 0.5S 电压改变量 10％ 1)8） 0.05In I Imax 0.1In I Imax 1 0.5L 0.1 0.2 0.2 0.4 频率改变量 2％8） 0.05In I Imax 0.1In I Imax 1 0.5L 0.1 0.1 0.2 0.2 逆相序 0.1In 1 0.05 0.1 电压不平衡3) In 1 0.5 1.0 辅助电压 15％4) 0.01In 1 0.05 0.1 电流和电压线路中的谐波分量5) 0.5Imac 1 0.4 0.5 交流电流线路中的次谐波 0.5In2） 1 0.6 1.5 外部恒定磁感应5) In 1 2.0 3.0 外磁感应强度0.5mT6) In 1 0.5 1.0 高频电磁场 In 1 1.0 2.0 附件工作7) 0.01In 1 0.05 0.1 射频场感应传导骚扰 In 1 1.0 2.0 快速瞬变脉冲群 In 1 1.0 2.0 阻尼振荡波 In 1 1.0 2.0 注： 1) 电压范围从-20％到-10％和从+10％到+15％时，以百分数误差表示的改变量极限为本表规定值的3倍。低于0.8Un时， 仪表误差可在+10％和-100％之间改变。 2) 电压的畸变因数应低于1%。试验条件见8.2.2。 3) 如果有以下情况发生，具有三个测量单元的多相仪表应能在本表规定的以百分数误差表示的改变量极限内测量和计度: -在三相四线网络中缺1相或2相 -在三相三线网络中（如果设计的仪表是应用在这个场合）缺1相 本条款仅适用于缺相，不包括如互感器熔丝断等事件 4) 仅适用于辅助电源不在内部连接于电压测量电路的情况。 5) 试验条件按8.2.1到8.2.3规定。 6) 外部0.5 mT 的磁感应强度，该磁场由施加给仪表电压相同频率的电流产生，并在最不利的相位和方向的条件下，仪表以百分数误差表示的改变量不应超过本表规定值。 可使用中心能放置仪表的环形电流线圈产生该磁场。环形线圈的平均直径为1m，截面为矩形，并且相对直径具有较小的径向宽度。磁场强度为400安匝。 7) 该附件为封装在表壳内的并且是间断通电的，如: 多费率计度器的电磁铁。 为能正确接线,最好标出与辅助装置的连接方法。若这种连接是插头和插座方式，则应是不可逆的。 如果没有接线标识或是不可逆的连接，那么在最不利的连接下进行测试，误差改变不应超出表6中的规定值。 8）对电压和频率改变的推荐测试点是In 9）平均温度系数是在整个仪表工作温度范围来确定的。将工作温度范围等分成20K，平均温度系数由这些子范围得到，测量范围的中间点上下各10K。测试时，温度决不能超过工作温度范围。 应单独对某个影响量引起的改变量进行测试，所有其他影响量应保持为参比条件（见表8） 28.2.1在有谐波情况下的准确度试验 试验条件： -基波电流：I1＝0.5Imax -基波电压：U1=Un -基波功率因数：1.0 -5次谐波电压含量：U5＝10％Un -5次谐波电流含量：I5＝40％I1 -谐波功率因数：1.0 -基波和谐波电压在原点是同相的 由5次谐波产生的谐波功率为P5＝0.1U1×0.4I1＝0.04P1或总有功功率为1.04P1（基波＋谐波） 28.2.2次谐波影响 次谐波影响试验按图A.1中的线路进行或采用可产生所要求波形的其他试验设备，电流波形如图A.2所示。 当按图A.3所示的试验波形和标准波形施加在仪表上时，仪表以百分数表示的误差改变不得超过表6中的改变极限。 3注：​ 图中仅给出了50Hz的参数，对其他频率的参数可按此推算。 28.2.3外部恒定磁感应 恒定磁场可采用直流电磁铁获得，见附录B。该磁场应作用于按正常使用时安装的仪表的所有可触及表面。其磁势值应为1000At（安匝） 28.3起动和潜动试验 对这些试验，除下述规定外，影响量的条件和值按8.5中的规定。 28.3.1仪表的初始起动 额定电压加到仪表接线端后，5s内仪表应达到全部功能状态。 28.3.2潜动 当施加电压而电流线路无电流时，仪表的测试输出不应产生多于一个的脉冲。 试验时，电流线路应开路，电压线路所加电压应为参比电压的115％。 最短试验时间△t为： 对0.2S级表：△t≥ 对0.5S级表：△t≥ 其中： k――仪表输出单元发出的脉冲数/千瓦小时（imp/kWh）; m――测量单元数； Un――参比电压，单位为伏(V)； Imax――最大电流，单位为安(A)； 28.3.3起动 在功率因数为1.0和0.001In下，表计应能起动并连续记录（若为多相仪表，则带平衡负载） 如果仪表是按测量双向电能设计的，则这项试验应适用于电能的每个方向。 28.4仪表常数 测试输出与显示器指示之间的关系，应与铭牌标志一致。 28.5准确度试验条件 为检验准确度的要求，应保持下列试验条件： a)​ 被试表应装在表壳内，并装配表盖，所有应接地的部件应接地； b)​ 进行试验之前，各线路应通电并达到热稳定； c)​ 此外，多相仪表应该 ――符合接线图所示的相序 ――电压和电流基本平衡（见表7） 表7电压和电流平衡 多相仪表 仪表等级 0.2S 0.5S 每一相对中性线间的电压和任二相间的电压与对应的电压平均值之差不大于 ±1% ±1% 每一导体中的电流与平均电流之差不应大于 ±1% ±1% 这些电流的每一电流与对应的相对中性线的电压的相位，它们相互间的差不应大于（不考虑相位角） 2o 2o d）参比条件见表8 e）试验装置要求见IEC 60736。 表8参比条件 影 响 量 参 比 值 各等级仪表允许偏差 0.2S 0.5S 环境温度 如不是23℃ 时标出参比温度 1) ±2℃ ±2℃ 电 压 参比电压2) ±1.0％ ±1.0％ 频 率 参比频率3) ±0.3％ ±0.3％ 相序 L1-L2-L3 - - 电压不平衡 连接所有相位 - - 波 形 正弦波电压和电流 畸变因数小于： 2％ 2％ 外部恒定磁感应 等于零 - - 参比频率的外部磁感强度 磁感应强度等于零4) 引起的误差改变量不大于以下值的磁感应强度值： ±0.1％ ±0.1％ 但在任何情况应小于0.05mT2） 30kHz到3GHz的高频电磁场 等于零 ＜1V/m ＜1V/m 附件工作 附件不工作 - - 150kHz到80MHz的射频场骚扰 等于零 ＜1V ＜1V 1) 若在非参比温度(包括允许偏差)下进行试验，结果应通过相应的温度系数校正。 2) 试验包括： a)单相仪表，首先将仪表同电网电源正常连接测定各项误差，接着将电流线路以及电压线路反向连接后测定各项误差。两个误差之差的一半即是误差改变量的值。由于外磁场相位未知，试验应在0.05In，功率因数1.0和0.1In，功率因数0.5条件下进行。 b)三相仪表，在0.05In，功率因数为1条件下进行三次测量，在每次测量之后，电流线路和电压线路的连接改变120o，相序不改变。测定的每个误差与它们的平均值之间的最大的差值即是误差改变量的值。 28.6试验结果的整理 由于存在测量的不确定度和某些能影响测量的参数，有些测试结果可能会超出表4和表5中规定的极限范围。但是如果将零线平移不超过表9中规定的极限，所有测试结果便落入表4和表5中规定极限范围，则该仪表型式应认为是可接受的。 表9试验结果的整理 仪 表 等 级 0.2 S 0.5 S 允 许 零 线 移 动 量(％) 0.1 0.2 附　录　 （规范性附录） 次谐波的试验线路图 4注：​ 图A.2和A.3中仅给出了50Hz的参数，对其他频率的参数可按此推算。 图​ A.1试验线路图 5注：​ 当有谐波分量时，标准表应测量总的有功电能量（基波＋谐波） 2个周期导通，2个周期关断 图​ A.2脉冲串触发波形 A.​ 3谐波（傅立叶分析是不完整） 附　录　 (规范性附录) 外磁场影响试验电磁铁 比例尺1:1（尺寸单位: mm） 绕组参数举例: 500 匝 0.6 mm2 / 0.28 mm2 或: 1 000 匝 0.4 mm2 / 0.126 mm2 铁芯比总损耗: 1.0 W/kg