资源简介
河北 省地 方计 量技 术规 范
JJF(冀)255—2026
电容电流测试仪校准规范
Calibration Specification for Capacitive Current Testers
2026-05-28 发布 2026-07-29 实施
河北 省市 场监 督管 理局 发布
JJF(冀)255—2026
电容电流测试仪校准规范Calibration Specification for Capacitive Current Testers
JJF(冀)255—2026
归口 单位 : 河北省市场监督管理局
主要起草单位 : 河北省计量监督检测研究院
参加起草单位 : 国网冀北电力有限公司承德供电公司
本规范委托河北省计量监督检测研究院负责解释
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本规范主要起草人:
李凌云 (河北省计量监督检测研究院)
李德亨 (河北省计量监督检测研究院)
毕丽新 (河北省计量监督检测研究院)
参加起草人:
赵冬松 (河北省计量监督检测研究院)
王艳芹 (国网冀北电力有限公司承德供电公司)
张海宁 (国网冀北电力有限公司承德供电公司)
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目录
引言................................................................ (Ⅱ)
1 范围.............................................................. (1)
2 引用文件.......................................................... (1)
3 术语.............................................................. (1)
4 概述.............................................................. (1)
5 计量特性.......................................................... (2)
5.1 电容............................................................ (2)
5.2 电容电流........................................................ (2)
6 校准条件.......................................................... (2)
6.1 环境条件........................................................ (2)
6.2 测量标准及其他设备.............................................. (2)
7 校准项目和校准方法............................................... (3)
7.1 校准项目....................................................... (3)
7.2 校准方法....................................................... (3)
8 校准结果表达...................................................... (6)
9 复校时间间隔...................................................... (6)
附录 A 测量结果不确定度评定示例..................................... (7)
附录 B 校准原始记录格式............................................ (11)
附录 C 校准证书内页格式............................................ (14)
I
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引言
JJF 1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001—2011《通用计量术语及定义》和 JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列文件。
本规范为首次发布。
ⅡI
电容电流测试仪校准规范
1 范围
本规范适用于 6kV~66kV 配电网电容电流测试仪(以下简称测试仪)的校准。
2 引用文件
本规范引用了以下文件:
DL/T 308—2012《中性点不接地系统电容电流测试规程》
DL/T 1953—2018《电容电流测试仪通用技术条件》
DL/T 1694.11—2024《高压测试仪器及设备校准规范第 11 部分:电容电流测试仪》
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本规范。
3 术语
下列术语和定义适用于本规范。
3.1 对地分布电容 ground distribution capacitance配电网中每相导线与大地之间自然形成的电容。
3.2 PT 开口三角 open delta
PT 开口三角,特指在三相电压互感器(PT)中,将三个二次辅助绕组的首尾依次串联,形成一个开口三角形回路的连接方式,专门用于检测零序电压。
3.3 零序电压 zero-sequence voltage
零序电压是指由三相系统中幅值相等、相位相同的电压分量所组成的一种虚拟电压。
3.4 异频(非 50Hz)信号注入法 inter-frequency (non-50Hz) signal injection
method
从电磁式电压互感器(PT)的二次侧注入非 50Hz 的异频信号。
3.5 电容电流 capacitive current
电容电流是指无补偿的中性点不接地系统发生单相金属性接地时的容性电流。
4 概述
电容电流测试仪是用于测量从电磁式电压互感器(PT)二次侧测量无补偿的中性
1
点不接地系统对地的电容和电流的仪器。其测量原理是从 PT 二次开口三角处向系统(接地变压器、电容器组)注入非 50Hz 频率的异频电流信号(为了消除工频信号的干扰,频率不等于 50Hz),来测量电网的容性电流值及相应的电容值。测试仪主要由交流恒流电源、 主控单元、采样单元、输出单元组成等部分组成(见图 1)。
图 1: 电容电流测试仪工作原理图
5 计量特性
5.1 电容
5.1.1 测量范围:0.3 μF~125 μF ;
5.1.2 最大允许误差: ±5%。
5.2 电容电流
5.2.1 测量范围:1A~300A;
5.2.2 最大允许误差: ±5%。
注: 以上指标不用于合格性判别,仅供参考。
6 校准条件
6.1 环境条件
环境温度:20℃±5℃;
相对湿度:30%~80%;
交流供电:电压 220V±22V,频率 50Hz±1Hz;
6.2 测量标准及其他设备
6.2.1 标准器及配套设备
标准电容器组(箱),准确度等级不低于 0.5 级;
标准电压互感器,准确度等级不低于 0.2 级;
电容电流测试仪校准装置,最大允许误差优于被校测试仪的 1/5。
6.2.2 标准器的基本要求
2
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校准时由标准器、辅助设备及环境条件所引起的扩展不确定度应不大于被校准测试仪最大允许误差绝对值的 1/5(包含因子 k取 2)。
校准时的标准器的允许电流应不低于被校测试仪的工作电流。
标准电容器组(箱)须在 50Hz 的频率下溯源后使用(若在 1kHz 或 100Hz 条件下溯源的,需要考虑 1kHz 或 100Hz条件下溯源引入的不确定度分量)。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
校准项目见表 1。
表 1 校准项目一览表
序号
校准项目
校准方法条款
1
电容示值误差校准
7.2.2
2
电容电流示值误差校准
7.2.3
7.2 校准方法
7.2.1 校准前的准备
1) 外观检查
a) 测试仪的面板、机壳或铭牌上应有以下主要标志和符号:产品名称及型号、制造厂名称或商标、制造日期、出厂编号等。
b) 测试仪不应有影响功能的损伤,所有按键、功能开关等应灵敏可靠。
2) 通电检查
a) 测试仪的供电电源、显示器、开关等应能正常工作。
b) 测试仪在校准条件下放置时间不少于2h,以消除温度梯度的影响。
3) 预热
测试仪按各自说明书的要求进行预热;无要求时,开机预热时间不小于30min。
7.2.2 电容示值误差校准
7.2.2.1 校准的一般要求
1) 测试仪电容测量范围内,均匀选取不少于7个校准点(包括量程的上限、下限值)进行校准,也可根据客户要求选取校准点。
2) 根据测试仪与标准电压互感器、电容器组(箱)的接线方式不同,可采用 1PT、 3PT、4PT 模式。其中,1PT 模式接线方式如图 2 所示,3PT 模式接线方式如图 3 所示,4PT模式接线方式如图 4 所示。
3) 1PT 模式校准,对所有校准点进行校准。
4) 3PT、4PT 模式校准,仅校准量程的上限、中限、下限三点。
3
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5) 对每个校准点读数一次。
7.2.2.2 1PT 模式校准按图 3 正确接线。设置电容电流测试仪校准装置的电容值或电容器组(箱)电容值,启动测试仪。待示值稳定后,读取被校测试仪电容显示值。
测试仪电容值的绝对误差按式(1)计算:
ΔC = Cx _Cs (1)
式中: ΔC ——测试仪电容示值的绝对误差, μF;
Cx ——测试仪电容示值, μF;
Cs ——标准电容器组(箱)实际值, μF。
测试仪电容的相对误差按式(2)计算:
(2)
式中: rC ——测试仪电容的相对误差
图 2:1PT 模式电容量示值校准接线图
图 3:3PT 模式电容量示值误差校准接线图
4
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图 4:4PT 模式电容量示值误差校准接线图
7.2.2.3 3PT、4PT 模式校准分别按图 3、图 4 正确接线。
设置电容电流测试仪校准装置的电容值或电容器组(箱)电容值,启动测试仪。待示值稳定后,读取测试仪显示值,测试仪的绝对误差和相对误差分别按式(1)、式(2)计算。采用图 3、图 4 方式接线,(1)、(2)式中Cs = C1+ C2 + C3,C1 = C2 = C3 = Cs / 3。
7.2.3 电容电流示值误差校准
电容电流示值误差校准可同电容示值校准同时进行。采用 7.2.2.1 选取的电容校准点进行电容电流示值误差校准,根据测试仪接线方式按 1PT、3PT、4PT 模式接线。 1PT 模式校准,对所有校准点进行校准;3PT、4PT 模式校准,仅校准量程的上限、中限、下限三点;也可根据客户要求选取校准点。读取测试仪电容电流显示值Ix,根据公式(3)计算出相电压,根据(4)计算标准电容电流理论值 Is,按式(5)、(6)分别计算电容电流的示值绝对误差和相对误差。
Us (3)
Is (4)
式中: Um ——线电压,kV;
Us ——相电压,kV;
Is ——电容电流理论计算值,A;
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⑴ ——角频率,rad/s;
Cs ——标准电容器组(箱)实际值, μF。
ΔI =Ix _Is (5)
(6)
式中: ΔI——测试仪电容电流绝对误差,A;
Ix ——测试仪电容电流显示值,A;
Is ——电容电流理论计算值,A;
rI ——测试仪值电容电流相对误差。
8 校准结果表达
校准结果应在校准证书(报告)上反映,校准证书(报告)应至少包括以下信息:
a) 标题,如“校准证书 ”;
b) 实验室名称和地址;
c) 进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);
d) 证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;
e) 客户的名称和地址;
f) 被校对象的描述和明确标识;
g) 进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收日期;
h) 如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;
i) 对校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;
j) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;
k) 校准环境的描述;
l) 校准结果及其测量不确定度的说明;
m) 对校准规范的偏离的说明;
n) 校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
o) 校准结果仅对被校对象有效的声明;
p) 未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。
9 复校时间间隔
建议复校时间间隔为 1 年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。
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附录 A
测量结果不确定度评定示例
A.1 概述
A.1.1 测量依据:JJF XXXX—20XX《电容电流测试仪校准规范》
A.1.2 测量标准:标准电压互感器,10kV/100V,0.1 级,1 台;电容箱,测量范围0.1 μF~250 μF,允许误差±0.5%。
A.1.3 环境条件:温度 20℃±2℃ , 相对湿度 30%~80%。
A.1.4 被校对象:电容电流测试仪,电容值测量范围 1 μF~125 μF,最大允许误差土 5%;电容电流测量范围 1A~300A,最大允许误差士 5%
A.1.5 测量过程:将电容器通过 10kV/100V 电压互感器的二次侧与被检测试仪相连。启动测试仪后,待示值稳定后,在测试仪上读取对应的电容值,用此示值减去电容器的标准值,即可得到被检测试仪的电容示值误差;同时在被检测试仪上读取电流值,用该电流值减去该标准电容对应的理论电流值,便得到电流示值误差。下面以 1PT 模式,100 μF 点为例,对其示值测量结果的不确定度进行评定。
A.2 测量模型
A.2.1 电容测量模型
ΔC = C _ C
x s
式中: ΔC ——测试仪示值误差;
Cx ——测试仪显示读数;
Cs ——标准电容器值。
A.2.2 电流测量模型
ΔI = I _ I
x s
式中: ΔI ——测试仪示值误差;
Ix ——测试仪显示读数;
Is ——标准电容器值。
A.3 测量结果最佳估计值的计算
由于整个检定装置稳定性、重复性很好,每个被测点只取一次测量值作为其测量结果,故测量结果的最佳估计值为:
电容: ΔC = Cx _ Cs
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电流: ΔI = Ix _ Is
A.4 方差和传播系数
A.4.1 方差
电容:u2 (ΔC) = c2 (Cx)u2 (Cx) + c2 (Cs)u2 (Cs)
电流:u2 (ΔI) = c2 (Ix)u2 (Ix) + c2 (Is)u2 (Is)
A.4.2 传播系数
8
电容:
电流:
c(Cx) = ∂f / ∂Cx = 1
c(Cs) = ∂f / ∂Cs = _1
c(Ix) = ∂f / ∂Ix = 1
c(Is) = ∂f / ∂Is = _1
A.5 电容测量结果的不确定度分量
A.5.1 标准电容器、电压互感器不准给出的不确定度分量u(Cs)
a) 标准电容的最大允许误差引入的标准不确定度分量u(Cs1),采用B 类方法进行评定。服从均匀分布,取包含因子 k=3,则:u(Cs1) =a /k ,计算结果如下:
u(Cs1) =a / k = (0.5%×100)/ 3 =0.289 (μF)
b) 标准电压互感器的最大允许误差引入的标准不确定度分量u (Cs 2),采用B 类方法进行评定。服从均匀分布,取包含因子 k= ·3,则:u (Cs 2) =a /k ,计算结果如下:
u (Cs 2) =a / k = (0.1%×100)/ 3 =0.058 (μF)
c) 合成标准不确定度分量u (Cs)
A.5.2 电容测量重复性给出的不确定度分量
用测试仪分别对 0.5 级 100μF 标准电容器进行 10 次重复测量,电容测量数据见表 A.1。
A.6 电流测量结果的不确定度分量
A.6.1 标准电容器、电压互感器不准给出的不确定度分量u (Is)
电容值为 100 μF 时,电流理论值为 181.39A。
a) 标准电容的最大允许误差引入的标准不确定度分量u(Is1),采用B 类方法进行评定。服从均匀分布,取包含因子 k=3,则:u(Is1)=a /k ,计算结果如下 :
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u(Is1) =a / k = (0.5%×181.39)/ 3 =0.524(A)
b) 标准电压互感器的最大允许误差引入的标准不确定度分量u (Is2),采用B 类方法进行评定。服从均匀分布,取包含因子 k= ·3,则:u (Is2) =a /k ,计算结果如下:
u (Is2) =a / k = (0.1%×181.39)/ ·3 =0.105(A)
c) 合成标准不确定度分量 u(Is)
A.6.2 电流测量重复性给出的不确定度分量
用测试仪分别对 0.5 级 100μF 标准电容器进行 10 次重复测量,电流测量数据见表 A.1。
表 A.1 测量数据一览表
测量次数
测量值 xi
电容(μF)
电流(A)
1
99.82
180.4
2
99.76
180.5
3
99.86
180.5
4
99.89
180.5
5
99.79
180.3
6
99.85
180.5
7
99.79
180.6
8
99.88
180.5
9
99.73
180.3
10
99.81
180.4
平均值
99.818
180.45
因测试仪分辨力引入的不确定度分量已包含在重复性测量列中,故无需单独计算;标准电容器值在 50Hz 频率下进行溯源使用,因此不考虑其在 1kHz 或 100Hz 条件下溯源所引入的不确定度分量。
A.7 标准不确定度一览表(见表 A.2、表 A.3)
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表 A.2 标准不确定度一览表(电容)
测量点
标准 u(不)x(定)i)度分量
不确定度来源
标准不确定度 u (xi)
100 μF
u(Cs1)
标准电容器的误差
0.289 μF
u (Cs2)
标准电压互感器的误差
0.058 μF
u (Cx)
测量重复性
0.053 μF
表 A.3 标准不确定度一览表(电流)
测量点
标准)度分量
不确定度来源
标准不确定度u(xi)
标准电容值: 100 μF
电流理论计值:
181.39A
u ( Is1)
标准电容器的误差
0.524A
u ( Is2)
标准电压互感器的误差
0.105A
u ( Ix)
测量重复性
0.097A
A.8 合成标准不确定度
电容:u u2 =0.300
电流:u u2 =0.543
A.9 扩展不确定度
电容:U = tp (Ⅴ )× u (ΔC ) = 2 × u (ΔC) =2×0.300=0.60 (μF)
电流:U = tp (Ⅴ )× u (ΔI) = 2 × u (ΔI)) =2×0.543=1.09(A)
A.10 测量不确定度的报告表示
被测 100 μF 点测量结果的扩展不确定度分别为:
电容:U =0.60 μF k=2
电流:U =1.09A k=2
换算成相对扩展不确定度:
电容:Urel =0.60% k=2
电流:Urel =0.61% k=2
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附录 B
校准原始记录格式
电容电流测试仪校准原始记录证书编号:
送校仪器信息:
委托单号
送校单位
名称
制造单位
型号/规格
出厂编号
校准环境条件及地点:
温度
℃
地点
相对湿度
%
其它
校准所依据的技术文件(代号、名称):
校准所使用的主要测量标准:
名称
测量范围
不确定度/准确度等级/最大允许误差
检定/校准证书编号
证书有效期至(YYYY-MM-DD)
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证书编号:
校准结果记录
1. 电容示值校准:
1PT 模式
标准值 ( μF)
显示值 ( μF)
示值误差(%)
测量不确定度 (k=2)
3PT 模式
标准值 ( μF)
显示值 ( μF)
示值误差(%)
测量不确定度 (k=2)
4PT 模式
标准值 ( μF)
显示值 ( μF)
示值误差(%)
测量不确定度 (k=2)
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12
证书编号:
校准结果记录
2. 电容电流示值校准:
1PT 模式
标准电容值( μF)
理论计算值
(A)
显示值
(A)
示值误差(%)
测量不确定度
(k=2)
3PT 模式
标准电容值( μF)
理论计算值
(A)
显示值
(A)
示值误差(%)
测量不确定度
(k=2)
4PT 模式
标准电容值( μF)
理论计算值
(A)
显示值
(A)
示值误差(%)
测量不确定度
(k=2)
校准人员: 核验人员: 校准日期: 年月 日
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13
附录 C
校准证书内页格式
证书编号:XXXXXX-XXXX
校准机构授权说明
校准环境条件及地点:
温度
℃
地点
相对湿度
%
其他
校准所依据的技术文件(代号、名称):
校准所使用的主要测量标准:
名称
测量范围
不确定度/准确度等级/最大允许误差
检定/校准证书编号
证书有效期至(YYYY-MM-DD)
14
第 X 页
共 X 页
证书编号:XXXXXX-XXXX校准 结果
1. 电容示值校准:
1PT 模式
标准值 ( μF)
显示值 ( μF)
示值误差(%)
测量不确定度 (k=2)
3PT 模式
标准值 ( μF)
显示值 ( μF)
示值误差(%)
测量不确定度 (k=2)
4PT 模式
标准值 ( μF)
显示值 ( μF)
示值误差(%)
测量不确定度 (k=2)
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证书编号:XXXXXX-XXXX校准 结果
2. 电容电流示值校准:
1PT 模式
标准电容值( μF)
理论计算
值(A)
显示值
(A)
示值误差(%)
测量不确定度
(k=2)
3PT 模式
标准电容值( μF)
理论计算
值(A)
显示值
(A)
示值误差(%)
测量不确定度
(k=2)
4PT 模式
标准电容值( μF)
理论计算值
(A)
显示值
(A)
示值误差(%)
测量不确定度
(k=2)
说明:
根据客户要求和校准文件的规定,通常情况下个月校准一次。
声明:
1.仅对加盖“XXXXX 校准专用章 ”的完整证书负责。
2.本证书的校准结果仅对所校准的计量器具有效。
校准员: 核验员:
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