论文部分内容阅读
摘 要：在泄漏电流测试中，测量的电流可用来计算耐压测试的电流跳闸设定的近似值。文章根据《泄漏电流测试仪检定规程》（JJG843－2007）对泄漏电流测试仪测量方法的规定，对泄漏电流测试仪测量不确定度的评定进行了分析。
关键词：泄漏电流；测量；不确定度
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）27－0036－02
随着电力系统自动化程度的不断提高，对电力产品质量定量测量的准确性和可靠性的要求也越来越高；另外，由于国际贸易的发展，检测数据的质量高低需要在国际间得到评价和承认。因此，测量不确定度的定量表示越来越受到人们的重视。用于测试泄漏电流项目的泄漏电流测试仪是根据《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求第一部分：通用要求》（GB/T4793.1－1995）、《接触电流和保护导体电流的测量方法》（GB/T12113－2003）、《家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求》（GB/T4706.1－2005）等国家最新标准要求研制生产的，主要用于测量电器的工作电源（或其他电源）在工作状态下通过绝缘或分布参数阻抗产生的与工作无关的泄漏电流。因此，正确分析和评估泄漏电流测试仪的不确定度来源及其示值误差的测量结果不确定度具有一定的现实意义。
1 评定概述
测量依据：《泄漏电流测试仪检定规程》（JJG843－2007）。
测量环境条件：温度（20±2）℃；相对湿度45%～75%。
测量用标准器：1271型标准数字多用表。交流电流10 mA（50 Hz）量程的最大允许误差为±3×10－3 mA，分辨力为±1×10－3 mA。
被测对象及其技术指标：9620A型泄漏电流测试仪，交流2～20 mA量程50 Hz时泄漏电流准确度为±3%。
测量方法：采用标准数字多用表比较法测量泄漏电流测试仪。在标准检定条件下，对被检9620A型泄漏电流测试仪开机通电预热，并按使用说明书要求的操作步骤将其功能置于测量状态。检定时通过标准信号源输出稳定的交流电流信号，将1271
型数字多用表与被检泄漏电流测试仪串联后测量标准信号源所输出的电流信号，通过标准数字多用表的实际值和被检泄漏电流测试仪的显示值，确定被检泄漏电流测试仪的示值误差。本文以交流10 mA（50 Hz）的测量点为例，对被检泄漏电流测试仪进行评定。另外，由于该评定是在其检定规程要求的标准检定条件下进行，环境温度、湿度的偏移、波动等对测量结果的影响几乎很小，由此引入的不确定度分量可以忽略不计。
评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定方法，其中交流10 mA（50 Hz）点可直接使用本不确定度的评定结果。
2 数字模型误差公式
△I＝IX－IN
式中：△I：被检泄漏电流测试仪的示值误差，mA；
IX：被检泄漏电流测试仪的显示值，mA；
IN：准数字多用表的实际值，mA。
3 不确定度来源
采用1271型标准数字多用表的标准表法对9620A型泄漏电流测试仪进行检定，其检定结果的不确定度来源主要有：①由被检泄漏电流测试仪引入的标准不确定度分量u（IX），采用A类评定方法。②由数字多用表引起的标准不确定度分量u（IN），采用B类评定方法。
4 标准不确定度分量评定
4.1 由被检泄漏电流测试仪引入的标准不确定度分量u（IX）
（1）由被检泄漏电流测试仪测量重复性引入的标准不确定度分量u（IX1）。该标准不确定度分量由被检泄漏电流测试仪测量重复性引起，而该测量重复性又主要由读数的重复性和标准信号源稳定性两方面造成，主要影响数字模型中的IX分量。
在实际检定过程中，对被检泄漏电流测试仪的泄漏电流20 mA量程的交流10 mA（50 Hz）点进行10次重复测量，可根据贝塞尔公式：
u（IX1）＝S（IX1）＝
取得该标准不确定度分量。该标准不确定度分量的自由度uX1＝n－1＝10－1＝9，结果见表1。
（2）由标准信号源的稳定度和调节细度引入的标准不确定度分量u（IX2）。该标准不确定度分量由标准信号源的稳定度和调节细度引起。其中标准信号源的稳定度对测量的影响绝大部分在被检泄漏电流测试仪的测量重复性中体现出来，此部分标准不确定度分量在前面已分析过，而标准信号源调节细度较小，在检定中连续可调，其对测量的影响可忽略。因此，由标准信号源的稳定度和调节细度引入的标准不确定度分量可以忽略不计，即u（IX2）≈0。
4.2 由标准数字多用表引起的标准不确定度分量u（IN1）
（1）由数字多用表允许误差引起的标准不确定度分量u（IN 1）。该标准不确定度分量由数字多用表本身示值误差的不确定度引起，主要影响数字模型中的分量IN，可采用B类评定方法。
由于所使用的经上级检定机构检定合格的数字多用表在测量前已按说明书要求经过充分的开机预热，且检定条件符合其技术要求，故按照该标准器的技术指标，可求得其在交流电流10 mA（50 Hz）点的最大允许误差e＝±3×10－3 mA，其区间半宽a属于均匀分布，设包含因子k＝3，故标准不确定度分量u（IN1）＝a/ ，估计△IN1/IN1＝0.1，其自由度vN1＝50，结果见表2。
（2）由数字多用表分辨力引起的标准不确定度分量u（IN 2）。该标准不确定度分量由数字多用表的分辨力引起，主要影响数
字模型中的IN分量，也采用B类评定方法。由于分辨力是数字多用表在误差范围内固有的技术特性，可认为在其分辨力范围内均匀分布，包含因子k＝3，另外，数字多用表允许误差100%在其分辨力范围内，由此获得的标准不确定度非常可靠，所以其自由度vN 2可取为&，结果见表3。
5 合成标准不确定度评定
标准不确定度分量汇总见表4。各标准不确定度分量彼此独
立，互不相关，所以合成标准不确定度按uc＝ 计算，即：
uc＝ ＝ ＝3.89×10－3 mA
其自由度按veff＝ 计算，即veff＝15。
6 扩展不确定度评定
用1271型标准数字多用表测量泄漏电流测试仪时，为提高可靠性，通常取置信概率p＝95%，相应的包含因子k95＝2，则其扩展不确定度：
U95＝k95uc＝2×3.89×10－3 mA＝7.8×10－3 mA
7 测量结果不确定度报告
通过上述分析，采用1271型数字多用表测量9620A型泄漏电流测试仪，在交流电流10 mA（50 Hz）测量值的测量结果的扩展不确定度为U95＝7.8×10－3mA，k95＝2。
8 结束语
工作温度下，电动机基本绝缘相对扩展不确定度u′＝3.6%；潮态试验后，电动机基本绝缘相对扩展不确定度u′＝4.2%。通过对泄漏电流测试仪示值误差测量不确定度来源分析及其评定结果可知，对测量结果不确定度的影响主要是被测仪器示值误差测量时引入的不确定度分量，而其他影响因素较小。
参考文献
1 刘玉峰.泄漏电流测试仪电流示值误差的不确定度评定［J］.工业计量，2010（09）
Discussion on the Measurement Uncertainty of Leakage Current
Li Yingling
Abstract: In the leakage current test, the measurement current can be used to calculate the approximation set by current trip in pressure test. According to the provisions of measurement methods for leakage current tester in “The Test Procedures of Leakage Current Tester”（JJG843－2007）, the article analyzes the evaluation of measurement uncertainty for leakage current tester.
Key words: leakage current; measurement; uncertainty
关键词：泄漏电流；测量；不确定度
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）27－0036－02
随着电力系统自动化程度的不断提高，对电力产品质量定量测量的准确性和可靠性的要求也越来越高；另外，由于国际贸易的发展，检测数据的质量高低需要在国际间得到评价和承认。因此，测量不确定度的定量表示越来越受到人们的重视。用于测试泄漏电流项目的泄漏电流测试仪是根据《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求第一部分：通用要求》（GB/T4793.1－1995）、《接触电流和保护导体电流的测量方法》（GB/T12113－2003）、《家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求》（GB/T4706.1－2005）等国家最新标准要求研制生产的，主要用于测量电器的工作电源（或其他电源）在工作状态下通过绝缘或分布参数阻抗产生的与工作无关的泄漏电流。因此，正确分析和评估泄漏电流测试仪的不确定度来源及其示值误差的测量结果不确定度具有一定的现实意义。
1 评定概述
测量依据：《泄漏电流测试仪检定规程》（JJG843－2007）。
测量环境条件：温度（20±2）℃；相对湿度45%～75%。
测量用标准器：1271型标准数字多用表。交流电流10 mA（50 Hz）量程的最大允许误差为±3×10－3 mA，分辨力为±1×10－3 mA。
被测对象及其技术指标：9620A型泄漏电流测试仪，交流2～20 mA量程50 Hz时泄漏电流准确度为±3%。
测量方法：采用标准数字多用表比较法测量泄漏电流测试仪。在标准检定条件下，对被检9620A型泄漏电流测试仪开机通电预热，并按使用说明书要求的操作步骤将其功能置于测量状态。检定时通过标准信号源输出稳定的交流电流信号，将1271
型数字多用表与被检泄漏电流测试仪串联后测量标准信号源所输出的电流信号，通过标准数字多用表的实际值和被检泄漏电流测试仪的显示值，确定被检泄漏电流测试仪的示值误差。本文以交流10 mA（50 Hz）的测量点为例，对被检泄漏电流测试仪进行评定。另外，由于该评定是在其检定规程要求的标准检定条件下进行，环境温度、湿度的偏移、波动等对测量结果的影响几乎很小，由此引入的不确定度分量可以忽略不计。
评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定方法，其中交流10 mA（50 Hz）点可直接使用本不确定度的评定结果。
2 数字模型误差公式
△I＝IX－IN
式中：△I：被检泄漏电流测试仪的示值误差，mA；
IX：被检泄漏电流测试仪的显示值，mA；
IN：准数字多用表的实际值，mA。
3 不确定度来源
采用1271型标准数字多用表的标准表法对9620A型泄漏电流测试仪进行检定，其检定结果的不确定度来源主要有：①由被检泄漏电流测试仪引入的标准不确定度分量u（IX），采用A类评定方法。②由数字多用表引起的标准不确定度分量u（IN），采用B类评定方法。
4 标准不确定度分量评定
4.1 由被检泄漏电流测试仪引入的标准不确定度分量u（IX）
（1）由被检泄漏电流测试仪测量重复性引入的标准不确定度分量u（IX1）。该标准不确定度分量由被检泄漏电流测试仪测量重复性引起，而该测量重复性又主要由读数的重复性和标准信号源稳定性两方面造成，主要影响数字模型中的IX分量。
在实际检定过程中，对被检泄漏电流测试仪的泄漏电流20 mA量程的交流10 mA（50 Hz）点进行10次重复测量，可根据贝塞尔公式：
u（IX1）＝S（IX1）＝
取得该标准不确定度分量。该标准不确定度分量的自由度uX1＝n－1＝10－1＝9，结果见表1。
（2）由标准信号源的稳定度和调节细度引入的标准不确定度分量u（IX2）。该标准不确定度分量由标准信号源的稳定度和调节细度引起。其中标准信号源的稳定度对测量的影响绝大部分在被检泄漏电流测试仪的测量重复性中体现出来，此部分标准不确定度分量在前面已分析过，而标准信号源调节细度较小，在检定中连续可调，其对测量的影响可忽略。因此，由标准信号源的稳定度和调节细度引入的标准不确定度分量可以忽略不计，即u（IX2）≈0。
4.2 由标准数字多用表引起的标准不确定度分量u（IN1）
（1）由数字多用表允许误差引起的标准不确定度分量u（IN 1）。该标准不确定度分量由数字多用表本身示值误差的不确定度引起，主要影响数字模型中的分量IN，可采用B类评定方法。
由于所使用的经上级检定机构检定合格的数字多用表在测量前已按说明书要求经过充分的开机预热，且检定条件符合其技术要求，故按照该标准器的技术指标，可求得其在交流电流10 mA（50 Hz）点的最大允许误差e＝±3×10－3 mA，其区间半宽a属于均匀分布，设包含因子k＝3，故标准不确定度分量u（IN1）＝a/ ，估计△IN1/IN1＝0.1，其自由度vN1＝50，结果见表2。
（2）由数字多用表分辨力引起的标准不确定度分量u（IN 2）。该标准不确定度分量由数字多用表的分辨力引起，主要影响数
字模型中的IN分量，也采用B类评定方法。由于分辨力是数字多用表在误差范围内固有的技术特性，可认为在其分辨力范围内均匀分布，包含因子k＝3，另外，数字多用表允许误差100%在其分辨力范围内，由此获得的标准不确定度非常可靠，所以其自由度vN 2可取为&，结果见表3。
5 合成标准不确定度评定
标准不确定度分量汇总见表4。各标准不确定度分量彼此独
立，互不相关，所以合成标准不确定度按uc＝ 计算，即：
uc＝ ＝ ＝3.89×10－3 mA
其自由度按veff＝ 计算，即veff＝15。
6 扩展不确定度评定
用1271型标准数字多用表测量泄漏电流测试仪时，为提高可靠性，通常取置信概率p＝95%，相应的包含因子k95＝2，则其扩展不确定度：
U95＝k95uc＝2×3.89×10－3 mA＝7.8×10－3 mA
7 测量结果不确定度报告
通过上述分析，采用1271型数字多用表测量9620A型泄漏电流测试仪，在交流电流10 mA（50 Hz）测量值的测量结果的扩展不确定度为U95＝7.8×10－3mA，k95＝2。
8 结束语
工作温度下，电动机基本绝缘相对扩展不确定度u′＝3.6%；潮态试验后，电动机基本绝缘相对扩展不确定度u′＝4.2%。通过对泄漏电流测试仪示值误差测量不确定度来源分析及其评定结果可知，对测量结果不确定度的影响主要是被测仪器示值误差测量时引入的不确定度分量，而其他影响因素较小。
参考文献
1 刘玉峰.泄漏电流测试仪电流示值误差的不确定度评定［J］.工业计量，2010（09）
Discussion on the Measurement Uncertainty of Leakage Current
Li Yingling
Abstract: In the leakage current test, the measurement current can be used to calculate the approximation set by current trip in pressure test. According to the provisions of measurement methods for leakage current tester in “The Test Procedures of Leakage Current Tester”（JJG843－2007）, the article analyzes the evaluation of measurement uncertainty for leakage current tester.
Key words: leakage current; measurement; uncertainty