新疆维吾尔自治区地方计量技术规范JJF（新）32－2019脉冲电火花检漏仪校准规范

Calibration Specification for Pulsed Spark Leak Detector

 

  2019-11-20 发布                     2020-02-20 实施

新 疆 维 吾 尔 自 治 区 市 场 监 督 管 理 局  发 布

JJF（新）32—2019

脉冲电火花检漏仪校准规范

Calibration Specification for

Pulsed Spark Leak Detector

  归 口 单 位：新疆维吾尔自治区市场监督管理局

起 草 单 位：新疆维吾尔自治区计量测试研究院

 

  

本规范委托新疆维吾尔自治区市场监督管理局负责解释

 

  本规范主要起草人：            

史鹏飞（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）

杰恩斯▪木卡依（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）

 

参加起草人：  

倪大志（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）

吴  蓓（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）

罗雪芳（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）

陶  梅（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）

 

    

目   录

 

引言………………………………………………………………………………………（Ⅱ）

1  范围…………………………………………………………………………………（ 1 ）

2  引用文件……………………………………………………………………………（ 1 ）

3  概述…………………………………………………………………………………（ 1 ）

4  计量特性……………………………………………………………………………（ 2 ）

4.1  脉冲电压…………………………………………………………………………（ 2 ）

4.2  脉冲电压稳定度…………………………………………………………………（ 2 ）

4.3  安全性能…………………………………………………………………………（ 2 ）

5  校准条件……………………………………………………………………………（ 2 ）

5.1  环境条件…………………………………………………………………………（ 2 ）

5.2  校准装置  ………………………………………………………………………（ 3 ）

5.3  其他条件  ………………………………………………………………………（ 3 ）

6  校准项目和校准方法………………………………………………………………（ 3 ）

6.1  外观及工作正常性检查…………………………………………………………（ 3 ）

6.2  预处理……………………………………………………………………………（ 3 ）

6.3  安全性能…………………………………………………………………………（ 3 ）

6.4  脉冲电压输出误差………………………………………………………………（ 4 ）

6.5  脉冲电压输出稳定度……………………………………………………………（ 5 ）

7  校准结果……………………………………………………………………………（ 5 ）

7.1  校准记录…………………………………………………………………………（ 6 ）

7.2  校准证书…………………………………………………………………………（ 6 ）

8  复校时间间隔………………………………………………………………………（ 6 ）

附录A 脉冲电火花检漏仪校准原始记录格式………………………………………（ 7 ）

附录B 校准证书的内容………………………………………………………………（ 8 ）

附录C脉冲电火花检漏仪测量不确定度评定………………………………………（ 10 ）

引   言

 

JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》和JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成本规范制订的基础性系列规范。

本规范在参考了JJF1691-2018《绕组匝间绝缘冲击电压实验仪校准规范》、以GB4793.1-2007《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第一部分：通用要求》，结合实际工作现状制订。

    本规范为首次发布。

 

脉冲电火花检漏仪校准规范

1  范围 　　

本规范适用于检测导电基材上非导电涂层缺陷的脉冲式电火花检漏仪(输出电压范围在40kV 以内)的校准。脉冲电火花检漏仪以下简称检漏仪。

　　

2  引用文件

本规范引用以下文件：

JJF1691-2018  绕组匝间绝缘冲击电压实验仪校准规范

JJF（鲁）101-2015电火花检漏仪山东省地方校准规

GB4793.1-2007 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第一部分 通用要求

凡是注明日期的引用文件，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  概述

检漏仪主要用来检测金属基材上的厚的非导电涂层是否存在针孔，砂眼等缺陷的仪器。 该仪器使用很简单，一头接地，另一头是探头（探头形式一般有碳刷型、圆圈弹簧型、平板橡胶型等），仪器通过高压探头发出高压电，当探头经过有缺陷的涂层表面时，发生电压击穿，产生放电电流，仪器会发出声光报警，从而实现防腐层的检漏目的。

检漏仪由稳压电路、脉冲调制电路、升压整流电路和高压发生器等几部分组成，由电源提供工作电压，调节脉冲调制电路旋钮，通过高压发生器产生（0-40）kV 连续脉冲高压信号,并在显示器中显示输出脉冲电压值，其工作原理如图：

图1检漏仪工作原理图

4  计量特性　　

4.1  脉冲电压

检漏仪的输出脉冲最大允许误差：±5%～±10%。

4.2 脉冲电压稳定度

在1min内，脉冲电压输出值最大变化量不大于该测量点最大允许误差绝对值的1/5。

4.3 安全性能

4.3.1 绝缘电阻

用500V 兆欧表测量检漏仪的电源输入端与机壳及地之间的绝缘电阻，绝缘电阻应不小于20 MΩ。连接高压发生器后，高压输出端和机壳及地之间绝缘电阻不低于100MΩ。

4.3.2 工频耐压

采用工频220 V 供电的检漏仪，电源输入端对机壳及地应能承受2 kV、50 Hz 工频电压1min，无闪络或击穿现象。

注：以上指标不做合格判定依据，仅供校准及测量不确定度评定时参考。

5  校准条件　

5.1  环境条件

校准时的环境条件应满足以下要求：

a)环境温度：20℃±5℃；

b)相对湿度：不大于80%；

c)电源电压：220V±22V；

d)电源频率：50Hz±0.5Hz；

e)由外界电磁场影响而引起的误差，应小于被检检漏仪允许误差的1/10；

f)应配备保障校准人员安全的绝缘橡胶垫、绝缘手套和良好的接地线。

5.2校准装置

5.2.1脉冲电压测量装置

选用的标准器引入的扩展不确定度不应超过检漏仪输出电压示值最大允许误差的1/3；可选用满足测量范围的数字示波器作为主标准器（由数字示波器及高压探测棒组成），其垂直最大允许误差不应超过被校仪器输出电压示值最大允许误差的1/3，带宽不小于100MHz，高压探测棒变比应为1000:1，带宽不低于75MHz，阻抗不小于100MΩ，峰值电压量程应覆盖（0-40）kV。

5.2.2耐电压测试仪

耐电压测试仪输出电压不低于2kV，准确度等级不低于5级。

5.2.3绝缘电阻表

绝缘电阻表测量电压500V，准确度等级不低于10级。

5.3 其他条件

校准检漏仪时，操作人员应佩戴绝缘手套，实验室应配备接地线，校准场所应铺设绝缘胶垫。

6  校准项目和校准方法　　

6.1  外观及工作正常性检查

a） 检漏仪外观应完好，应有专用接地端子，且有明显接地标识；

b） 检漏仪铭牌上应明确标明：产品名称、型号、制造厂名、出厂日期、出厂编号、准确度等级、额定电压等信息；

c） 对于使用中的检漏仪，不允许有影响计量性能和操作安全的外观缺陷。

6.2  被校检漏仪应在5.1 规定的环境条件下存放不少于4h，电池充满电。

6.3  脉冲电压输出误差

对于指针式检漏仪，应对所有带数字分度值的点进行校准；对于数字式检漏仪，应在其量程的20%到量程上限内均匀选取不少于5个点进行校准；实际校准过程中也可根据用户的需求来确定校准点。

对于多量程的检漏仪，每个量程都应按照前述要求进行校准。

采用直接测量法，将数字示波器与高压探测棒连接，检漏仪高压棒的高压部分与高压探测棒的探测端连接，检漏仪接地端与高压探测棒接地端共地，接线方式见图2，设置示波器量程及变比，调节检漏仪输出脉冲电压，确保显示幅度值占到显示页面的80%以上，同时读取并记录示波器所测量电压的峰峰值。

图2 脉冲电压校准接线图

检漏仪输出电压示值误差按照公式(1)计算：

                              （1）

式中：

——检漏仪输出脉冲电压的相对误差，%；

——检漏仪的输出示值，kV；

——示波器测量的标准值，kV。

6.4 脉冲电压输出稳定度

选取50%最大输出电压进行稳定度的校准，校准接线如图2所示，在1min 内，读取并记录相同时间间隔的5个数据，选取此组数据中的最大值和最小值，按照公式（2）计算稳定度：

                              （2）

D ——检漏仪输出脉冲电压稳定度，%；

——在1min 时间内，同一被校点的最大测量值，kV；

——在1min 时间内，同一被校点的最小测量值，kV。

——在1min 时间内，被校点的平均测量值，kV。

6.5  安全性能

a）   绝缘电阻

用500V兆欧表测量检漏仪的电源输入端与机壳及地之间的绝缘电阻。

b）   工频耐压

在检漏仪的电源输入端与机壳及地之间施加2kV、50Hz的工频电压，历时1min。

7  校准结果

7.1  校准记录

校准记录应尽可能详尽地记载测量数据和计算结果，记录格式见附录A。

7.2  校准证书

校准证书由封面和校准数据组成，经校准的测定仪应出具校准证书，校准证书应包括的信息及推荐的校准证书内页格式见附录B。

当客户要求时，可以根据计量特性进行符合性判定，并将结论列入校准证书。进行符合性判定应考虑测量不确定度。

8  复校时间间隔

建议复校时间间隔一般不超过1年。如果经维修、更换重要部件或对性能有怀疑时，应重新校准。

 

附录A
脉冲电火花检漏仪校准原始记录格式

 

记录编号：                   证书编号：                  第   页 共   页

送校单位：                          地    址：                             

仪器名称：                          生产厂家：                               

型号/规格：                         出厂编号：                               

校准技术依据：                      校准日期：         年      月     日             

主要测量设备：                      测量范围：                            

编    号：                 最大允差/准确度等级/不确定度：                

证书编号：                             有效期至：                                  

环境温度：    ℃  环境湿度：    ﹪RH  校准员：          核验员：         

一、外观及工作正常性检查：                                           

二、输出电压基本误差

三、脉冲电压输出稳定度：1min

测量次数	1	2	3	4	5
测量值

 =           ；  =             ；D =                。

五、绝缘电阻：

六、工频耐压试验：
附录B

校准证书的内容

B.1  校准证书至少包括以下信息：

a） 标题：“校准证书”；

b） 实验室名称和地址；

c） 进行校准的地点（如果不在实验室内进行校准）；

d） 校准证书编号，页码及总页数的标识；

e） 校准单位校准专用章；

f） 送校单位的名称和联络信息；

g） 被校测定仪的描述和明确标识：测定仪的制造单位、名称、型号及出厂编号；

h） 校准日期；

i） 校准所依据的技术规范的名称及代号；

j） 本次校准所用的主要计量标准器具（包括标准物质）的名称、测量范围、不确定度或准确度等级或最大允许误差、证书编号及有效期；

k） 校准时的环境温度、相对湿度；

l） 校准结果及其测量不确定度的说明；

m）  校准人与核验人的签名；

n） 校准证书批准人的签名与职务；

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，不得部分复制证书的声明。

B.2  校准证书（内页）格式

 

一、外观及工作正常性检查：                                                  

二、输出电压基本误差

三、脉冲电压输出稳定度：

在50%最大输出电压下，1min 时间内，D=                。

 

五、绝缘电阻：                                                        

 

六、工频耐压试验：                                                     
附录C

脉冲电火花检漏仪脉冲电压示值误差测量不确定度评定

 

C.1   概述

C.1.1  测量依据：JJF（新）xx－2019 脉冲电火花检漏仪校准规范

C.1.2  环境温度（20±5）℃，相对湿度：≤80%RH

C.1.3  测量标准：高压探测棒＋示波器  脉冲：（1~40）kV，U_rel=1.2%，k=2

C.1.4  被测对象：脉冲电火花检漏仪

C.1.5  测量过程: 采用高压探测棒＋示波器测量被测脉冲电火花检漏仪的输出示值误差。将高压探测棒＋示波器与被测脉冲电火花检漏仪直接连接，在示波器上读取实际值，在被校准仪器上读取测得值。

C.1.6 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40kV点的测量结果的不确定度可直接使用本不确定度的评定结果。

C.2  测量模型

C.2.1  测量模型

                         （C.1）

式中：

δ_V  ——脉冲电火花检漏仪输出电压示值相对误差，％；

V_x ——脉冲电火花检漏仪输出电压示值, kV；

V_s ——示波器的测量的实际值, kV。

C.2.2  灵敏系数

灵敏系数              

，

 由于可以认为V_x≈V_s，则有

     ，

C.2.3  传播律公式

由于两个分量相互独立，故有

       （C.2）

C.3  全部输入量的标准不确定度评定　

C.3.1  测量输入量V_x 引入的相对标准不确定度u_rel（V_x）的评定

u_rel（V_x）的主要来源包括被测脉冲电火花检漏仪的测量重复性与分辨力。

C.3.1.1  测量重复性引入的相对标准不确定度分量u_1rel（V_x）的评定

取一台分压器，选择20kV点，在重复性条件下连续测量10次，获得1组测量值（kV）：20.1kV，20.2kV，20.1kV，20.2kV，20.1kV，20.2kV，20.2kV，20.1kV，20.2kV，20.1kV。

                         20.15 Kv

实验标准差为

=0.053 kV  

实际测量一次，则：

  

C.3.1.2  被测电火花检漏仪分辨力引入的相对标准不确定度分量u_2rel（V_x）的评定

被测脉冲电火花检漏仪的分辨力为0.1kV，则：

               

C.3.1.3  u_rel（V_x）的评定

 因为由重复性带来的不确定度分量中包含有分辨力的影响，为了避免重复计算，u_1rel（V_x）与u_2rel（V_x）取两者中较大者，即有：

                u_rel（V_x）＝u_1rel（V_x）＝0.26％

C.3.2  输入量V_s引入的相对标准不确定度u_rel（V_s）的评定

高压探测棒和示波器在量程为（0～40）kV，U_rel=1.2%，k=2，包含因子k=2，则：

C.4  合成标准不确定度的评定　

根据公式C.2，合成标准不确定度为：

 

C.5  扩展不确定度的评定　

取包含因子k=2,扩展不确定度U_rel为：

U_rel =ku_c（δV）=2×0.65％＝1.3％

C.6  其他测量点的测量不确定度评定

根据上述同样的评定方法，对其他测量点进行不确定度评定，得到结果见表1。

表1  常用校准点的测量不确定度计算结果

测量点（kV）	不确定度分量（kV）		ucrel（kV）	Urel (k＝2) （%）
	urel（Vx）	urel（Vs）
5	0.07%	0.60%	0.60	1.2
10	0.13%	0.60%	0.61	1.2
15	0.20%	0.60%	0.63	1.3
20	0.26%	0.60%	0.65	1.3
25	0.33%	0.60%	0.68	1.4
30	0.39%	0.60%	0.72	1.4
35	0.46%	0.60%	0.76	1.5
40	0.52%	0.60%	0.79	1.6

 

 

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