變壓器有載分接開關測試儀檢定裝置校準方法研究

摘要：在校準變壓器有載分接開關測試儀的過渡電阻和過渡時間過程中，通常采用變壓器有載分接開關測試儀檢定裝置。本文對變壓器有載分接開關測試儀檢定裝置的校準方法進行了總結和研究。結果表明，應用該校準方法得到的校準結果準確可靠，且為變壓器有載分接開關測試儀檢定校準裝置的量值溯源提供了可靠的參考。

關鍵詞：變壓器有載分接開關；檢定裝置；過渡電阻；過渡時間；校準方法

中圖分類號：TM403.4文獻標志碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1674-4977.2025.01.081

0引言

變壓器有載分接開關是與變壓器回路連接的唯一運動部件，因此對有載分接開關的檢測至關重要。DL/T 596—2021《電力設備預防性試驗規程》規定應檢查有載調壓裝置的過渡電阻、過渡時間等參數。

鑒于變壓器有載分接開關在變電運行工作中的重要性，國內越來越多的電力測試儀器制造商開始制造變壓器有載分接開關測試儀。為了促使變壓器有載分接開關測試儀規范化發展，國家能源局發布了DL/T 846.8—2017《高電壓測試設備通用技術條件第8部分：有載分接開關測試儀》電力行業標準，對此類測試儀器的性能提出了相應要求。變壓器有載分接開關測試儀檢定裝置（以下簡稱“檢定裝置”）主要是針對目前市場上主流的（基于恒流源原理）變壓器有載分接開關測試儀的過渡電阻、過渡時間等測量性能進行校準檢定的專用裝置。檢定裝置包括上位機和下位機兩部分。上位機是基于PC機實現，下位機核心控制部件是單片機最小系統，通過RS-232串口與上位機通信，響應用戶指令；單片機系統按照既定要求操作過渡電阻模擬電路，已獲得所需的電阻值，通過這些電阻值再加上單片機的高速控制與切換操作，可以同時模擬出過渡過程中的兩個重要標準參數：過渡電阻和過渡時間。整個下位機可以模擬出A、B、C三個通道的過渡過程，其中A、B、C三相均可同時兼顧電阻值和時間兩個參數的準確度，從而實現對變壓器有載分接開關測試儀的過渡電阻和過渡時間這兩個重要標準參數進行高準確度的校準，為變壓器有載分接開關測試儀的高準確度校驗工作提供了條件和保障。

1校準條件

1.1環境條件

環境溫度為-10～50℃，相對濕度不大于80%或滿足儀器使用說明書要求。

1.2測量標準及其他設備

測量標準及其他設備、環境影響引起的擴展不確定度（k = 2）應小于被校儀器最大允許誤差絕對值的1/3。標準器的測量范圍應能覆蓋檢定裝置的輸出范圍。

校準時所需的標準器及配套設備主要包括直流數字電壓表、標準電流源、直流數字電流表、直流穩流源、電阻測量儀器或裝置、時間間隔測量儀。

2校準項目和校準方法

2.1外觀及工作正常性檢查

被校檢定裝置外觀完好，應用專用的接地端，且有明顯的接地標識。銘牌上應明確標明產品名稱、型號、制造廠名、出廠編號等信息。

2.2過渡電阻示值誤差

在測試儀過渡電阻測量范圍內選擇過渡電阻值進行示值誤差試驗，所選擇的試驗點包括起始值、最大值、中間值，均勻選取不少于8個測量點。

2.2.1標準源法

2.2.2標準表法

將檢定裝置、直流數字電壓表、直流數字電流表、直流穩流源按圖2所示接線。將檢定裝置過渡電阻設置至校準點，使其在工作狀態下，調節直流穩流源至過渡電阻的額定電流，待電流穩定后記錄直流數字電流表的示值和直流數字電壓表的示值，按公式（1）計算過渡電阻的實際值，并按公式（2）計算過渡電阻示值的相對誤差。

2.2.3直接測量法

將檢定裝置、電阻測量儀器或裝置按圖3接線。將檢定裝置過渡電阻設置至校準點，使其在工作狀態下，記錄電阻測量儀器或裝置的示值作為檢定裝置過渡電阻的實際值，按公式（2）計算過渡電阻示值的相對誤差。

2.3過渡時間示值誤差

式中，ε2為有載分接開關測試儀檢定裝置過渡時間示值的相對誤差，%；t為有載分接開關測試儀檢定裝置過渡時間的標稱值，ms；to為有載分接開關測試儀檢定裝置過渡時間的實際值，ms。

3結論

在使用多功能標準源和數字多用表校準變壓器有載分接開關測試儀檢定裝置的過渡電阻時，以及使用時間間隔測量儀校準其過渡時間的過程中，可以依據以下方法進行操作。

3.1過渡電阻的校準

根據市面上常見型號的有載分接開關測試儀的特性，其過渡電阻測量時的電流有所不同：5Ω以下電阻，測試電流為1 A；5Ω以上電阻，測試電流為0.2 A。結合多功能標準源的直流電流帶載能力，在校準過渡電阻時可以采用以下方法：對于5Ω以下電阻，推薦使用電流-電壓法，此方法通過測量已知電流下的電壓降來計算電阻，適合較低電阻的精確測量；對于5Ω以上電阻，可以使用數字多用表直接測量法，這種方法直接通過高精度的數字多用表測量電阻值，適用于較高電阻的測量。

3.2過渡時間的校準

校準變壓器有載分接開關測試儀檢定裝置的過渡時間時，通常采用以下步驟：選擇檢定裝置的5Ω過渡電阻；通過1 A電流來觸發時間間隔測量儀；使用時間間隔測量儀校準有載分接開關測試儀的切換時間。

4結束語

本文給出的檢定裝置的過渡電阻和過渡時間等參數的校準方法科學合理、簡單易行，為計量技術機構開展該類計量器具的校準提供了技術參考。

參考文獻

[1]高電壓測試設備通用技術條件第8部分：有載分接開關測試儀：DL/T 846.8—2017[S].

[2]電力設備預防性試驗規程：DL/T 596—2021[S].

[3]變壓器有載分接開關測試儀：JJG（粵）036—2017[S].

[4]測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1—2012[S].

[5]時間間隔發生器：JJG 723—2008[S].

[6]直流標準電阻器：JJG 166—2022[S].

[7]朱琦，包玉樹，田宇，等.智能化變壓器有載分接開關測試儀校驗裝置的研究[J].計量技術，2012（7）：27-30.

[8]馬青亮，任明珠，李振娜.變壓器有載分接開關測試儀校準方法研究[J].計量與測試技術，2016，43（7）：17-19，21.

[9]郝丹，侯瓊，肖鵬.變壓器有載分接開關測試儀校準裝置的研制[J].電子測量技術，2023，46（7）：165-171.

[10]林勇.變壓器有載分接開關測試儀校準裝置的研究[J].電工技術，2023（18）：105-106，109.

作者簡介

林志輝，男，1988年出生，工程師，學士，研究方向為電磁計量。

（編輯：李加鵬，收稿日期：2024-06-26）