林艳红

摘 要：随着社会经济的高速发展，用电需求不断增加，使得电气设备使用率显著提升，但是其安全隐患始终存在。考量电气设备安全与否的重要指标之一，就是其绝缘程度的好坏。利用目前电力部门广泛使用的TIR2000型绝缘参数带电测试仪，人们能够及时发现电气设备的绝缘缺陷。本文浅析了其技术特点，采用适宜的计量方法对校准结果进行分析，以期建立完善的量值溯源体系。

关键词：绝缘参数;带电测试;在线监测

中图分类号：TM934.3文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）29-0050-03

Discussion on Calibration of Electric Test Instrument

for Insulation Parameters

LIN Yanhong

（Fujian Provincial Institute of Metrology，Fuzhou Fujian 350003）

Abstract： With the rapid development of the social economy， the increasing demand for electricity has led to a significant increase in the use of electrical equipment， but its safety hazards have always existed. One of the important indicators to consider the safety of electrical equipment is the degree of insulation. With the TIR2000 insulation parameter live tester widely used in the power sector， people can find the insulation defects of electrical equipment in time. In this paper， the technical characteristics were discussed， and the calibration results were analyzed by suitable measurement methods， in order to establish a perfect value traceability system.

Keywords： insulation parameters;live testing;online monitoring

随着人民生活质量的快速提高，用电需求大幅增长，大量电气设备投入使用，而设备本身的安全可靠程度直接关系着大众的人身安全，也关系着电力系统各个环节能否正常有序运转。因此，绝缘程度作为设备安全性的重要指标之一，必须有一针对性的方法对其进行检测与监测。

传统措施以预防为主，即对电力设备进行定期的停电试验和检修维护。虽然它能够发现绝缘程度已存在重大问题的设备，但是伴随着电气设备的不断更新换代，密封技术更加完好的设备出现，造成传统方法已难以满足现实的检测与监测需要。因此，通过不断的研究，更具操作性的新方法应运而生。

在线监测，即对被测设备的运行状态进行实时监测，从而获得真实可靠的测试结果，以此判断运行设备的绝缘状况。与传统方法相比，其更具优势。不能轻易断电的设备运用在线监测，可避免经济损失，消除社会不良影响;在线监测可以避免对密封性良好的设备進行解体，使得设备的完好性得以保全;在线监测避免投入大量的人力、物力与财力，节约成本。传统方法试验电压一般在10kV以下[2]，试验电压低，难以发现问题。在线监测可以反映设备运行的真实情况，避免因停电检修造成设备温度降低和运行环境改变。

目前，电力部门广泛使用的TIR2000型绝缘参数带电测试仪，就是运用在线监测的原理，很好地完成了电气设备绝缘程度的检测与监测工作。因此，作为现场衡量电气设备绝缘程度优劣的最高标准，TIR2000型绝缘参数带电测试仪自身的准确性便显得尤为重要，它将直接影响到其对电气设备绝缘程度的判断结果。本文对TIR2000型绝缘参数带电测试仪的技术特点进行浅析，利用科学的计量方法，对测量结果进行校准分析。

1 TIR2000型绝缘参数带电测试仪的简介

TIR2000型绝缘参数带电测试仪，通过在线测试结果以及与传统的预防试验结果的对比，从可以更好地判断出运行设备的绝缘状况。其采用可自校的高精度电流传感器，配以先进的数字鉴相技术，谐波干扰以及测试环境的影响被完全排除。它增加了同相电容型设备介质损耗差值及电容量比值的检测功能，减弱了相间电场干扰的影响，避免了测试结果的失真。数字化处理技术的应用，降低了谐波干扰对阻性电流测试结果的影响，保证了测得阻性电流及基波分量峰值的准确性[3]。在仅设置参考电流[In]和被测电流[Ix]两个信号输入端的情况下，利用合适的电阻与输入端串联，运用其先进的嵌入式计算机系统[3]，即可转化为相应的电压信号，从而增加了该仪器的使用范围。此外，使用输入阻抗极低的传感器，使其可承受较高的电流冲击。自身重量低，携带方便，十分适用于现场检测，因此在现今电力部门广泛使用。

但是，国家颁布的检定规程或校准规范中并无专门针对此类仪器的检定和校准，造成对此类仪器的量值溯源工作出现空白。本文分析该仪器设置的参考电流[In]和被测电流[Ix]两个重要且唯一直观体现的校准数据结果，进而达到量值溯源的目的。

2 TIR2000型绝缘参数带电测试仪的校准

从图1可以看出，该仪器输入的参考电流[In]和被测电流[Ix]的准确性直接影响着最后测量结果的判断，其中一个电流信号的准确性出现偏差，都会造成两个电流值的等同程度出现较大差异。因此，对二者的校准便十分必要。

首先，选取主标准器——多功能校准源的相应量程，直接连接带电测试仪的电流输入端，将主标准器输出的标准电流值输入被测带电测试仪，在被测带电测试仪上读得相应的电流读数。将读得的电流值与标准器输出的标准值相减，其差值即为被测带电测试仪电流的示值误差。然后，以参考电流[In]为例，构建数学模型，如式（1）所示。最终，对各分量的标准不确定度进行评定。

[Δ=Ix-I0]                                             （1）

式中，[Δ]为电流示值误差;[Ix]为被检电流示值;[I0]为标准电流值。

2.1 输入量[Ix]的标准不确定度[u（Ix）]的评定

由被检仪器的重复性引起的输入量[Ix]的标准不确定度，默认为线性，可针对被检仪器在相同环境条件下进行单点连续测量，并用A类标准不确定度评定的方法对得出的校准数据结果进行评定。因此，对一台TIR2000型缘参数带电测试仪的参考电流[In]在1mA测量点连续测量10次的测量结果如表1所示。

根据贝塞尔公式，带入有关数据，计算可得：

[s（x）=i=1n（xi-x）2n-1=0.021 21mA]                    （2）

2.2 被检仪器分辨力引入的不确定度评定

TIR2000型缘参数带电测试仪的参考电流[In]在1mA测量点时的分辨力为0.01mA，半宽区间[a]=0.005mA，服从正态分布，取[k]=[3]，则[ak]=0.005/[3]=0.002 89mA。

根据《计量标准考核规范》（JJF 1033—2016）的规定，若重复性引入的不确定度分量大于被校仪器的分辨力引入的不确定度分量，可以忽略分辨力引入的不确定度分量，反之，若被校仪器的分辨力引入的不确定度分量大于重复性引入的不确定度分量，则重复性引入的不确定度分量可以忽略不计[4]。

通过计算，参考电流[In]等于1mA时，重复性引入的不确定度分量为0.021 21mA，远大于因分辨力引入的不确定度分量0.002 89mA，则分辨力引入的不确定度可以不予考虑。因此，输入量[Ix]的标准不确定度[u（Ix）]为0.021 21mA。

2.3 输入量[I0]的标准不确定度[u（I0）]的评定

输入量[I0]的不确定度主要是由标准器输出不准引起的，采用B类标准不确定度评定。由于主标准器的稳定度、调节细度及读数分辨力所引起的不确定度已经包含在重复性条件下所测得的测量列的分散性中，可以忽略不计，参考其技术说明书给出的示值误差，输出电流在1mA测量点时，[u（I0）=a/k=]0.000 04/[3]=0.000 023mA。

2.4 合成标准不确定度的评定

灵敏系数：[C1=Δ/I=1]，[C2=Δ/I0=-1]，测量参数[Ix]与[I0]彼此独立，互不相关，则其合成标准不确定度计算如下：

[ucΔ=C1u2（I）+C2u2（I0）=0.021 212+0.000 0232=0.021 21]               （3）

2.5 擴展不确定度[U]的评定

一般情况下，取包含因子[k]=2，参考电流[Ix]在1mA时的扩展不确定度[U=k·uc（Δ）=0.042 42]，即[Urel]=4.2%，[k]=2。

同理，参考电流[In]其他各个测量点的扩展不确定度[U]也可按此方法评定。例如，在2mA测量点时的测量结果如表2所示。

根据以上数据，标准偏差[S]=0.014 14mA，由被检仪器的重复性引入的不确定度分量大于其分辨力引入的不确定度，因此也可以忽略不计。由于标准器带来的不确定度为0.001 2mA，可以得到在2mA测量点时的合成标准不确定度为0.014 19mA，因此，参考电流[In]在2mA测量点时的扩展不确定度[U]为0.028 38，即[Urel]=2.8%，[k]=2。

综上所述，TIR2000型绝缘参数带电测试仪设置的两个重要且唯一直观体现的测量参数（参考电流[In]和被测电流[Ix]），其所有测量点皆可依据以上方法和相关步骤进行校准。

3 结语

TIR2000型绝缘参数带电测试仪利用其在线监测的原理，能够及时发现电气设备的绝缘缺陷，与传统的停电检修方法相比，有着巨大的优势。因此，该类仪器在现今电力部门中广泛使用。作为现场衡量电气设备绝缘程度优劣的最高标准，人们对其准确性提出了更高的要求。为保证该类仪器的准确性，本文对其设置的唯一两个测量参数进行校准及不确定分析，不仅保证了该类仪器在电力部门检修维护设备时的正常使用，也完善了该类仪器的量值溯源体系，为今后该类仪器的更新发展提供了一定的技术依据。

参考文献：

[1]宋奇吼.基于TIR2000型绝缘参数带电测试仪的电容型设备带电测试[J].电工技术，2010（4）：57-58.

[2]宋奇吼.基于TIR2000的电容型设备绝缘参数带电测试仪[J].电测与仪表，2010（12）：24-26.

[3]李建明，欧阳，杨微可，等.TIR2000型绝缘参数带电测试仪[J].四川电力技术，1999（3）：20-23.

[4]国家质量监督检验检疫总局.计量标准考核规范：JJF 1033—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.