JJF 1799-2020 低压断路器动作特性试验台校准规范

砂砂JIB

屮华人民共和国国家计量技术规范

JJF1799—2020

低压断路器动作特性试验台校准规范

CalibrationSpecificstionofTestDevicesforActionCharacteristics

ofLowVoltageCircuitBreakers

2020-01-17发布2020-04-17实

国家市场监督管理总局发布

JJF1799—2020

低压断路器动作特性

试验台校准规范

£JJF1799—20202

CaIibrationSpecificationofTest

DevicesforActionCharacteristies

ofLowVoltageCircuitBreakers

归口单位：全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会

主要起草单位：天津天传电控设备检测有限公司

北京东方计量测试研究所

天津电气科学研究院有限公司

天津电传富华科技有限公司

国家电控配电设备质量监督检验中心

参加起草单位：宝鸡同步电器有限公司

本规范委托全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会负责解释O

II

JJF1799—2020

本规范主要起草人：孙宁（天津天传电控设备检测有限公司）

耿丽恺（天津电气科学研究院有限公司）

黄晓钉（北京东方计量测试研究所）

李昕（天津天传电控设备检测有限公司）

王春武（国家电控配电设备质量监督检验中心）

李洁平（天津电传富华科技有限公司）

参加起草人：顾丕骥（宝鸡同步电器有限公司）

III

JJF1799—2020

目录

引言II

1范围1

2术语和计量单位1

2.1延时试验1

2.2瞬时试验1

2.3第一周期正负半波面积差1

2.4峰值系数偏离值1

3概述1

4计量特性2

4.1输出电流2

4.2电流持续时间2

4.3谐波失真2

4.4第一周期正负半波面积差2

4.5峰值系数偏离值2

4.6输出电流稳定性2

5校准条件3

5.1环境条件3

5.2测量标准及其他设备3

6校准项目和校准方法3

6.1校准项目3

6.2校准方法4

7校准结果的表达7

7.1校准证书7

7.2数据处理7

8复校时间间隔8

附录A测量不确定度评定示例9

附录B校准原始记录格式14

附录C校准证书内页格式（第2页）16

附录D校准证书校准结果页格式（第3页）17

JJF1799—2020

引言

本规范依据国家计量技术规范JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、

JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编

制而成。

本规范为首次制定的国家计量校准规范。

II

JJF1799—2020

低压断路器动作特性试验台校准规范

1范围

本规范适用于工频下低压断路器动作特性试验台的校准。

2术语和计量单位

2.1延时试验delaytest

验证断路器等保护器件的延时特性是否符合标准要求的试验。

2.2瞬时试验instantaneoustest

验证断路器等保护器件的瞬时特性是否符合标准要求的试验。

2.3第一周期正负半波面积差areadifferenceofthefirstcycle

第一个正弦波正半波和负半波面积的差异，用来衡量电流非对称性的一项指标。

2.4峰值系数偏离值deviationofcrestfactor

第一周期波形的峰值与有效值之比偏离标准值（正弦波峰值系数的标准值为“）的

百分比。

3概述

低压断路器动作特性试验台是一种用于检测断路器等过流保护电器的脱扣动作特性

的仪器。试验台分为延时试验台和瞬时试验台两种。检测过载条件下脱扣特性的试验台

称为延时试验台，检测在短路条件下脱扣特性的试验台称为瞬时试验台。

试验台主要由调压器、多磁路变压器、电流测量模块、时间测量模块等部分组成。

试验台通过调节调压器电压，控制多磁路变压器的输出电压，并输出试验需要的延时或

瞬时电流值，且显示出断路器的脱扣电流和脱扣时间，其原理如图1所示。

1

JJF1799—2020

图1试验台原理图

4计量特性

4.1输出电流

试验台输出电流应满足：

1A-5A,最大允许误差为±1.5%；

5A〜150kA,最大允许误差为土2.5%o

4.2电流持续时间

试验台电流持续时间应满足：

10ms〜Is,最大允许误差为±5%；

ls〜lh,最大允许误差为±1%。

4.3谐波失真

对延时试验台，输出电流的谐波失真应不超过5%。

4.4第一周期正负半波面积差

对瞬时试验台，输出电流的第一周期正负半波面积差应不超过5%。

4.5峰值系数偏离值

对瞬时试验台，输出电流的第一周期峰值系数偏离值应不超过3%。

4.6输出电流稳定性

对延时试验台，电流输出稳定后，在10分钟内输出电流相对波动应不超过2.5%。

注：以上条款不作为校准合格评定，只作为技术参考。

2

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5校准条件

5.1环境条件

试验台的校准环境应满足以下要求：

——环境温度：10°C〜30°C；

——环境湿度：W80%RH；

——交流供电电压：220V±22V；380V±38V；

——交流供电频率：50Hz±lHz；

——交流供电谐波失真：W5%。

5.2测量标准及其他设备

测量标准及其他设备具体要求见表lo

表1校准设备及其要求

校准用设备技术要求

电流/电压转换器

测量设备的最大允许误差不大于被校准试验台最

（如光纤电流传感器、分流器、电流传感器、罗氏

大允许误差的1/3

线圈等）

波形分析仪时基最大允许误差士1%;幅值最大允许误差士

（如数字示波器、数据采集器、谐波分析仪、电能0.5%；失真度测量最大允许误差2%；谐波分析不

质量分析仪、失真度测量仪等）低于20次谐波

6校准项目和校准方法

6.1校准项目

表2校准项目

校准项目瞬时试验台延时试验台

输出电流VV

电流持续时间VX

谐波失真XV

第一周期正负半波面积差VX

峰值系数偏离值VX

输出电流稳定性XV

注：”表示试验台需要进行的校准项目，“X”表示试验台不需要进行的校准项目。

3

JJF1799—2020

6.2校准方法

6.2.1校准点的选取

对固定夹具的试验台，应在各个工位量程电流的50%〜100%范围内，均匀选取3〜5

个点（含100%量程电流点）作为校准点；对通用型的试验台，应在各个量程电流的10%~

100%范围内，均匀选取不少于5个点（含100%量程电流点）作为校准点。

6.2.2输出电流

按图2接线，将电流/电压转换器接入回路，设定输出电流，用波形分析仪测量。按式

（1）计算出试验台的输出电流，按式2（）计算输出电流示值误差，按式3（）计算输出

电流相对误差。

图2测量原理图

输出电流测量值计算公式为式（1）:

I.=KU⑴

S

式中：I——试验台输出电流测量值，A；

s

U——波形分析仪测得电压，V；

s

K——电流/电压转换器转换系数，A/Vo

输出电流示值误差用式（2）表示：

m⑵

式中：△（/）输出电流示值误差，A；

I试验台输出电流显示值，A；

Is——试验台输出电流实际值，Ao

输出电流相对误差用式3（）表示:

4

JJF1799—2020

乙=攀区100%(3)

式中：Yj——输出电流相对误差，%o

6.2.3电流持续时间

电流持续时间校准按图2接线，可与622输出电流校准同时进行，用波形分析仪测

量电流/电压转换器输出波形，测量波形的持续时间即为电流持续时间。

输出电流持续时间的示值误差用式(4)表示：

A(T)=T-T(4)

S

式中：ACT)电流持续时间示值误差，ms；

T试验台电流持续时间显示值，ms；

T——试验台电流持续时间实际值，ms。

s

输出电流持续时间的相对误差用式(5)表示：

=^2x100%(5)

z

T

s

式中：yT——输出电流持续时间相对误差，%。

6.2.4谐波失真

测量最大输出电流下的谐波失真，按图2接线，谐波分析不低于20次谐波。试验台

电流输出稳定后，用波形分析仪直接测量电流/电压转换器输出波形的谐波失真，测量5次,

取5组数据中的最大值作为校准结果。

6.2.5第一周期正负半波面积差

按图2接线，用波形分析仪测量电流/电压转换器输出波形，按式(6)、(7)计算波形

中第一个周期正负半波的面积，并代入式(8),计算面积差。

1

5=fidt⑹

+

十Jfo

—J:购⑺

5

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(8)

式中：p——第一周期正负半波面积差，%;

S+——正半波面积；

s_—负半波面积。

测量不少于5次，取测量数据中的最大值作为校准结果。

6.2.6峰值系数偏离值

按图2接线，用波形分析仪测量电流/电压转换器输出波形，计算波形中第一个半波峰

值系数。测量公式见式(9)：

CF=Epeak(9)

^RMS

式中：CF——第一半波峰值系数；

«EAK一一第一半波峰值，V；

仏一一第一半波有效值，Vo

峰值系数偏离值2计算公式见式(10)：

4彳壬涉卜12%

(10)

测量不少于5次，取测量数据中的最大值作为校准结果。

6

JJF1799—2020

6.2.7输出电流稳定性

测量试验台在10分钟内的稳定性，按图2接线。试验台输出其额定电流稳定后，用

波形分析仪测量电流电压转换器输出波形，在10分钟内观察被测电流的变化量，按式（11）

计算试验台输出电流的稳定性。

G=/max~/minx100%（11）

（Anax+4±1）/2

式中：G——输出电流稳定性，%；

hax——10分钟内，输出电流有效值的最大值，A；

Anin——10分钟内，输出电流有效值的最小值，Ao

7校准结果的表达

7.1校准证书

校准结果应在校准证书（报告）上反应，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）被校对象的名称和明确标识；

g）进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和有关时，应说明被校对象的接收日期;

h）对校准所依据的技术规范的名称及代号；

i）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

j）校准环境的描述；

町校准结果及其测量不确定度；

l）校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识；

m）校准结果仅对被校对象有效的声明；

n）未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

校准原始记录格式见附录B,校准证书（报告）内页格式见附录C、附录D。

7.2数据处理

证书中数据的有效位数应该与扩展不确定度的有效位数对应。

7

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8复校时间间隔

建议复校时间间隔为一年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。

8

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附录A测量不确定度评定示例

根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的要求，以一台动作特性试验台

为被校准对象，采用光纤电流传感器和数据采集器对其进行校准，分析输出电流示值误差

和时间示值误差的扩展不确定度，其中评定内容包括不确定度来源、分类以及不确定度合

成等。

A.1输出电流示值误差不确定度评定

A.1.1测量方法

光纤电流传感器、数据采集器以及被校准的动作特性试验台校准测量装置的电路连接

如图2,按要求的输出电流值进行设置，动作特性试验台和数据采集器分别同时显示输出

电流的有效值Z和厶，进行比较和不确定度分析。

A.1.2测量模型

AZ（）=7-Z（A.1）

S

式中：

AI（）——被测试验台的电流示值误差，A；

I——动作特性试验台输出电流的显示值，A；

A——光纤电流传感器和数据采集器的电流测量值，A；

A.1.3标准不确定度评定

A.1.3.1测量重复性引入的测量不确定度“i（Z）

被校准的动作特性测试台、光纤电流传感器和数据采集器

构成了测量系统，试验台输出交流5040A,在相同环境条件下，重复测量10次，获得数

据如表A.Io

表A.1重复性测量结果

次数厶A）（

15045.4

25043.8

35042.7

45040.9

9

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55041.1

65047.3

75047.5

85050.6

95047.4

105047.5

_110

测量结果的平均值：7-g,5045.4A

==2

蓟T2

单次测量值的实验标准偏差:

则:“i(Z)=3.198A

A.1.3.2由光纤电流传感器和数据采集器引入的标准不确定度分量u(I)

2s

光纤电流传感器和数据采集器作为整体校准装置，根据技术手册，在10°C~30°C条件

下，3kA~100kA范围内校准装置电流测量最大允许误差为0.2%,符合均匀分布。因此，

0.2%x5040

对于5040A的电流，相应的标准不确定度为：u2(/J==5.820A

A.1.3.3由动作特性试验台的电流分辨力引入的标准不确定度分量u3(I)

被校准装置在交流5040A的数字显示分辨力为1A,在(-0.5A,0.5A)区间内为均

匀分布，包含因子k-y/3,则由u-a/k得到：w(1)=^=0.289A

3

5/3

A.1.4合成标准不确定度

不确定度分量的汇总见表A.2o

表A.2不确定度分量的一览表

输入量不确定度来源标准不确定度分量概率分布灵敏系不确定度分量

I测量重复性3.198A正态13.198A

光纤电流传感

I.器、数据采集器5.820A均匀15.820A

的最大允许误差

10

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动作特性试验台

I0.289A均匀10.289A

的分辨力

合成不确定度“c=yjuj⑴+^(厶)+均2(Z)=6.647A

A.1.5校准不确定度

取置信概率p=95%,k=2｝得到试验台在交流5040A点的示值误差校准结果

的校准不确定度为：CZ=Am=13.294A«13.3A

c

换算至相对校准不确定度为：U=0.26%,k=2.

Kl

A.2电流持续时间示值误差不确定度评定

A.2.1测量方法

光纤电流传感器、数据采集器以及被校准的动作特性试验台校准测量装置的电路连接

如图2,按照要求的时间进行设置，动作特性试验台和数据采集器分别同时显示输出时间T

和Z,进行比较和不确定度分析。

A.2.2测量模型

△(T)=T—7；(A.2)

式中：

A(T)——被测试验台的时间示值误差，ms；

T动作特性试验台电流持续时间的示值，ms；

T——光纤电流传感器和数据采集器的时间测量值，ms；

s

A.2.3标准不确定度评定

A.2.3.1测量重复性引入的测量不确定度址(T)

被校准的动作特性测试台、光纤电流传感器和数据采集器构成了测量系统，试验台电

流持续时间为60ms,在相同环境条件下，重复测量10次，获得数据见表A.3。

表A.3重复性测量结果

次数T(ms)

t

160.1

11

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259.7

358.9

460.2

560.1

659.8

75&9

859.9

960.2

1060.3

_110

测量结果平均值：7=—£7]=59.81ms

10i=i

单次测量值的实验标准偏差：$=]七宀0.曲

贝！1：«!7（）=0.515ms

A2.3.2光纤电流传感器和数据采集器引入的标准不确定度分量“2妇）（

光纤电流传感器和数据采集器作为整体校准装置，根据技术手册，在10°C~30°C条件

下，校准装置时间测量最大允差为0.2%,符合均匀分布。因此，相应的标准不确定度为

0.2%x60

U1(T)==0.069ms

S

A.2.3.3由动作特性试验台的时间分辨力引入的标准不确定度分量3（T）

被校准装置在60ms的数字显示分辨力为1ms,在（-0.5ms,0.5ms）区间内为均匀

分布，包含因子k=y/3,则由u=a/k得到：wT（）==0.289ms

3

A.2.4合成标准不确定度

不确定度分量的汇总见表A.4o

表A.4不确定度分量的一览表

输入量不确定度来源标准不确定度分量概率分布灵敏系数不确定度分量

T测量重复性0.515ms正态10.515ms

12

JJF1799—2020

光纤电流传感器、数据

T0.069ms均匀10.069ms

s采集器的最大允差

动作特性试验台的分

T0.289ms均匀10.289ms

辨力

合成不确定度％=屁7（）+^2（久）+均2T（）=0.595ms

A.2.5校准不确定度

取置信概率/2=95%,k=2由此得到试验台在时间60ms点的示值误差校准结果的

校准不确定度为：

U=ku=1.038ms«1.19ms

Q

换算至相对校准不确定度为：CZ=2.0%,k=2

relo

13

JJF1799—2020

附录B校准原始记录格式

B.1校准原始记录格式(瞬时试验台)

原始记录号XXXXXX-XXXX

第1页共X页

委托单位：任务编号：

设备名称：型号/规格：仪器/设备编号：

制造单位：出厂编号：

温度：°C湿度：%RH

校准用标准仪器型号测量范围不确定度/准确度有效期至

校准依据

一、输出电流有效,直：

工位示值(A)测量值(mV)变比(A/V)实际值(A)

二、电流持续时间：

工位显示时间实测时间

三、第一周期正负半波面积差异：

12345

S+

S-

Di

四、峰值系数偏离值：

12345

VpEAK

Vrms

d

2

校准员：______年月曰核验员：_______年月曰

14

JJF1799—2020

B.2校准原始记录格式(延时试验台)

原始记录号XXXXXX-XXXX

第1页共X页

委托单位：任务编号：

设备名称：型号/规格：仪器/设备编号：

制造单位：出厂编号：

温度：°C湿度：%RH

校准用标准仪器型号测量范围不确定度/准确度有效期至

校准依据

一、输出电流有效,1:

工位示值(A)测量值(mV)变比(A/V)实际值(A)

二、谐波失真：

12345

三、稳定性：

[maxIminG

校准员：______年月曰核验员：_______年月曰

15

JJF1799—2020

附录C校准证书内页格式（第2页）

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°C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：

不确定度/检定/校准证

名称测量范围证书有效期至

准确度等级书编号

注：

1.XXXXX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对象有效。

3•未经实验室书面批准，不得部分复印证书。

第X页共X页

16

JJF1799—2020

附录D校准证书校准结果页格式（第3页）

D.1校准证书第3页（瞬时试验台）

证书编号XXXXXX-XXXX

校准结果

一、输出电流有效值：

不确定度%

工位示值（A）实际值⑷示值误差（A）（扫2）

二、电流持续时间：

不确定度&1

工位示值实测值示值误差

（D

三、第一周期正负半波面积差：

第一周期正负半波面积差

四、峰值系数偏离值

峰值系数偏离值

校准结果不确定度的评估和表述均符合JJF1059的要求。

敬告：

1.被校准仪器修理后，应立即进行校准。

2.在使用过程中，如对被校准仪器的技术指标产生怀疑，请重新校准。

3.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。

校准员：