直流分流器检定装置校准结果不确定评定分析

国网湖北省电力有限公司营销服务中心（计量中心） 陈 辉

新能源汽车产业发展迅猛，“智能有序充电、邻近车位共享、统一建设标准”的充电网络已见雏形，为规范电动汽车充电设备投运前质量检测工作，保障新能源车车主的充电贸易公平，确保充电设备安全稳定运行，必须对每个充电设施的内置计量器具进行检定，内置计量器具由充电设备供应商完成设备生产后，100%进行检定后，检测合格后方可将内置计量器具装入充电设备。本文重点介绍充电设施内置分流器的检定/校准，介绍直流分流器检定装置校准结果不确定评定。

1 直流分流器检定装置概述

1.1 直流分流器检定装置工作原理

直流电能表外附分流器（以下简称分流器）配合直流电能表使用，是测量直流电流的工作用四端电阻量具，由两个铜接头及其之间的板状或棒状电阻元件组成，电压降由安装在分流器接头上的电位端子引出，如图1所示。

图1 连接示意图

本计量标准采用直流标准源法，直流电能表检定装置输出通过分流器的标准电流源，用数字多用表对分流器两端电压进行测量，将测得的电压值除以直流电能表检定装置输出的电流值，即得到分流器的电阻测量值，将其与分流器的标称电阻值进行比较即得到分流器的电阻误差值，其检定原理框图如图2。

图2 分流器检定装置原理框图

1.2 测量依据

《JJG 1069-2011》《直流分流器》。

1.3 计量标准

主要计量标准设备为直流分流器检定装置XL-9201T3。

1.4 被测对象

适用于输入额定电流5A～10kA、准确度0.02级～2级，由铜接头及其之间的板状或棒状电阻元件组成的直流分流器的首次检定、后续检定和使用中检查。

1.5 测量方法

采用直流标准源法，将分流器接入到对应的分流器工装，小信号测试线可靠连接，通过标准电流源给分流器额定电流，测试分流器输出的小信号，计算出分流器的实测值，分流器的实测值W’与分流器的标称值W 比较，按下式计算出相对误差γ。

1.6 数学模型

图3 标准电流源法示意图

其中Δ 为电量绝对误差，其余符号同(1)式。

1.7 方差以及传播系数

2 不确定度分析及评定

以校准FL-2，0.2级，75mV/600A 直流分流器为例，给定电流：100A，测量小信号12.5mV 为例，其不确定度的主要来源有：标准器引入的标准不确定度分量u1；测量重复性引入的标准不确定度分量u2。

2.1 标准器引入的标准不确定度分量u1

标准器最大允许误差为0.02%，即分散区间的半宽为a=0.02%，在此区间可认为服从正态分布(k=)，则标准不确定度μ(γW02)=0.02%/=0.0115%

2.2 测量重复性引入的标准不确定度分量u2

在额定工作条件下，对型号为FL-2，0.2级，75mV/600A 直流分流器的100A 点进行10次测量，得到以下数据（见表1）：

表1

用贝塞尔公式计算，相对不确定度分量为：u2rel（Ux）=0.002156%

2.3 合成标准相对不确定度

2.4 扩展不确定度

取k=2。则在此点的扩展不确定度为Urel= k×urel=2×0.012%=0.024%。

3 检定或校准结果的验证

采用传递比较法，即用计量检定装置测量一只稳定的被检二等标准电阻100Ω，然后将该被检送上一级计量标准的部门进行检定后。若计量标准和高一级计量标准时的扩展不确定度（k=2）分别为U和U0，它们的测量结果分别为y 和y0,则应满足：

当U0≤U/3成立时，U0可忽略不计,即|y-y0| ≤U

表2

4 结语

根据对整套装置不确定度的评定和验证结果，该装置稳定可靠，保障国家计量单位制的统一和量值传递的一致性、准确性。为电力经济发展和电动汽车产业发展以及计量监督管理提供公正、准确的检定、校准数据或结果，对供电区域内的直流系统中的电能计量器具提供准确的量值传递，实现直流分流器全省统一检定和管理，为新能源电动汽车内置直流计量器具检测提供坚强保障，大力推进全省新能源电动汽车充电设备的发展。