杨 磊 强玉华

(丽水市气象局，浙江 丽水323000)

防雷检测精准度能力验证及评价研究

杨 磊 强玉华

(丽水市气象局，浙江 丽水323000)

能力比对验证的实施是检验防雷检测机构的能力水平、促进机构质量管理体系持续改进的重要技术手段，对于防雷检测机构具有重要意义。本文结合防雷检测行业特点，重点分析了能力验证统计方法，选取了适合防雷检测行业的能力统计量算法，以9家检测机构能力验证过程为例，制定了能力验证方案。通过计算分析了各检测机构的测试值、指定值及其不确定度之间的关系，并利用En值来评价参加能力验证机构的满意程度。文中的能力验证分析和实施为防雷检测机构有效开展能力验证提供了指导和借鉴作用。

防雷检测；能力验证；评价

0 引 言

防雷检测机构必须取得气象主管部门颁发的防雷检测资质证书，同时还须获得质量技术监督部门颁发的计量认证证书或实验室认可证书才能对外开展防雷安全检测，防雷检测机构出具的报告才具有公正性、科学性和权威性。通常检测机构取得的计量认证简称“CMA”，即对检测机构检测能力及可靠性进行的全面认证和评价。检测机构在计量认证有效期内应每年开展完整的内部审核、管理评审、质量监督并至少参加一次实验室之间的能力比对验证活动，并获得满意的验证结果[1-3]。

检测机构的能力水平可通过两种方法来评判，一种是外部评审组按照评审准则对检测机构开展外部评审来评判检测机构的能力[4-6]，另一种是检测机构利用实验室间的能力比对试验，来评价参加者的能力，即能力验证[7-8]。通过检测机构之间能力比对验证，可为检测机构出具数据的可靠性和有效性提供客观证据，监控检测机构的持续能力，保证和维持检测工作质量，增强对检测结果的信任，同时识别检测机构之间的差异和存在的问题并启动改进措施。能力验证作为判断和监控实验室检测能力的有效手段之一，是检测机构通过外部措施补充内部质量控制的方法，也是确保检测机构质量管理体系持续改进的有效措施之一。因此防雷检测机构如何科学有效的开展能力验证和评价，对评价检测工作的准确可靠性、计量认证工作的有效性均提供了重要的技术参考依据，具有重要意义。

参加能力验证的各检测机构，测量仪器、测量范围、测量不确定度都有所不同，能力验证可以用多种形式表示，并可以构成复杂的统计变换。如董喆等人[9]，通过稳健Z比分数方法对参加保健食品中西布曲明含量检测能力进行能力分析和评价，得出大部分参加实验室检测能力评价为满意，检测水平总体较好。魏京京等人[10]，将参加实验室测试的水杨酸片溶出结果的平均值、平均值±3标准偏差(SD)、最大值、最小值、极值、相对标准偏差进行了统计分析。测定结果减去平均值>3SD为不满意结果，≤3SD的结果，为满意结果。王承忠[11]采用国际上普遍接受的En值来评定12家实验室测试WE-300型液压式万能材料试验机的压力数据，5号和8号实验室的验证结果不满意，建议查找问题，分析原因，制定纠正措施，认为采用En比率值能正确评价和比较参加实验室的技术能力。

针对不同的检测实验室、不同的检测对象选用的能力验证方法、评价方法也不相同，通常采用En来评定。通过研究发现针对防雷检测机构开展的能力验证方法及评价并不明确，防雷检测行业内未见相应规范规定，拟通过研究选择适合防雷检测机构的能力验证方法，并结合案例对验证结果开展评价分析。

1 能力验证统计方法

能力统计量对参加能力比对验证的检测机构具有重要意义。统计量应适合于防雷检测，并在防雷检测领域内得到广泛认同，参加能力验证的专家达成一致是评估定性测试结果的典型方法。对测量审核结果，可根据参加者、测量方法及测量物品的具体情况，选用合适的方式进行评价。

本文选用En数作为能力验证测量比对的判定公式：

(1)

式(1)中：x为参加者的测试结果；X为测量对象的指定值；Ux为参加者测试结果的扩展不确定度；UX为测量对象指定值的扩展不确定度；

利用En值评定参加检测机构的验证结果，其前提是参加验证的检测机构必须能获得可靠的测试值x，选择合理的指定值X，并能正确评定测量不确定度U，否则无法使用该方法。

1.1 测试值x和指定值X

设m个检测机构之间开展能力验证测试，每个检测机构进行n次独立的测试，每检测机构测试值的平均值作为测试值x，即：

(2)

通过参加能力验证测试数据来确定指定值X，通常有二种方法[12]。一是对m×n个独立测试值求算数平均值，指定值X1可表示为：

(3)

(4)

1.2 扩展不确定度Ux和UX

(5)

(6)

(7)

(8)

扩展不确定度U可表示为式9，如下：

U=ku=

(9)

2 能力验证方案

参加本次检测机构能力比对的单位共9家，主要来自地市级防雷检测机构，检测能力相近。根据能力验证计划，每家检测机构安排3名具有检测资格证并具有丰富检测经验的人员参加能力验证检测，确保参加人员能够胜任检测和仪器操作等工作。每家检测机构应携带一主一备2台机构内常用的接地电阻测试仪，要求各机构应携带相同级别、同等精度的接地电阻测试仪,测试仪均应在检定或校准有效期内，并定期开展仪器期间核查，确保仪器技术参数持续有效。各机构使用仪器型号及其参数如表1，其中仪器精度和分辨力的参数为仪器0～30 Ω测量范围内的对应值。

表1 检测机构仪器主要参数

本次检测是现场检测，为保证每家检测机构检测对象稳定一致，检测对象确定为办公楼天面同一支接闪小针，测试内容为小针的工频接地电阻值。为了减小测量方法对检测能力比对的影响，均采用三级法检测[14]，通过仪器测量零电位区，并固定电压探测极P和电流探测极C的位置，采用同一标准地线做接地电阻测试，依次使用携带的仪器重复测量同一小针电阻值10次，并记录。测量应在天气晴朗情况下开展，测试线应与被测对象可靠搭接后测试。

表2 接地电阻测试值及平均值

3 能力验证评定

通过表1、表2给出的仪器精度、分辨力和测试值，将数据代入式(5)～式(8)，分别计算各机构测试值x对应的不确定度分量uA(x)、uB1(x)、uB2(x)、合成标准不确定度ux。同时计算指定值X1和X2对应的不确定度分量uA(X)、uB1(X)、uB2(X)、合成标准不确定度uX。测试值x和指定值X的不确定度分量和合成标准不确定度u计算数据见表3。

表3 测试值x和指定值X的不确定度分量及合成标准不确定度

由公式(9)可计算测试值和指定值的扩展不确定度Ux和UX。测试值x，指定值X1、X2和扩展不确定度Ux、UX代入公式(1)，计算各检测机构的En1值和En2值结果，数值见表4。

表4 不确定度和En值

图1 检测机构能力验证结果示图 (以偏倚估计值x-X1作图)

图2 检测机构能力验证结果示图 (以偏倚估计值x-X2作图)

方法二见图3，每个检测机构的测试值x和指定值X1、X2用●表示，检测机构的测试值、指定值向上和向下延伸的线段代表检测机构测试值、指定值的扩展不确定度Ux和UX。

由图3同样可知1、3、4、6、8、9号检测机构的测试值x更接近指定值X。检测机构编号为2、5、6的扩展不确定度较其他实验室更小。

图1—图3对测试和计算数据进行了直观显示，较好的反应了各检测机构的测试值、指定值及其不确定度之间的关系。但不代表其能力验证的最终结果，其结果应由En值来评定。当|En|≤0.7时，判定检测机构的测试结果是可接受的，表明能力是满意，无须采取进一步的措施，当0.7<|En|≤1.0时，表明能力是较为满意，但应引起实验室的关注，分析原因并采取适当的预防措施。当|En|>0.1时，不能满足判定公式，表明能力是不满意，认为该检测机构存在系统偏离，应分析原因并迅速采取纠正措施。

图3 检测机构能力验证结果示图(以检测结果x作图)

由表4给出的检测机构En1值和En2值结果，|En|值最小值为8号检测机构的0.063，最大值为5号检测机构的0.488，|En|均小于0.7，表明参加能力验证的检测机构的检测能力是满足要求的。

4 结 语

能力验证能够有效反映防雷检测机构的检测能力，是判别检测机构检测能力的重要技术方法。本文中的能力验证结果评价为满意，各检测机构现场测试提交的接地电阻测试结果理想，检测机构质量体系运行良好，各机构能够准确的测量天面接闪小针的接地电阻值，表现出了较高的检测水平，为防雷安全检测提供了有利的技术保障。如果能力验证结果为不满意，则应利用评价结果开展针对检测机构的系统偏离分析，查找存在的问题并纠正，从而推动检测机构管理体系的持续改进和提升。本文采用的检测机构能力验证方法和能力统计量分析方法为防雷检测机构开展能力比对验证提供了重要参考价值。

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[12] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 28043-2011 利用实验室间比对进行能力验证的统计方法.北京:中国标准出版社，2011.

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[14] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 21431-2015 建筑物防雷装置检测技术规范.北京：中国标准出版社，2015.

2016-06-23