GB/T21705-2008
低压电器电量监控器
Powermonitorforlow-voltageelectricalapparatus
- 中国标准分类号（CCS）K30
- 国际标准分类号（ICS）29.100.99
- 实施日期2008-12-01
- 文件格式PDF
- 文本页数32页
- 文件大小1.19M
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低压电器电量监控器
国家标准 GB/21705一2008 低压电器电量监控器 Powermonitorforow-vtageelectriealapparatus 2008-04-24发布 2008-12-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T21705一2008 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 定义 产品分类、分级 正常使用,安装条件和参比条件 结构和性能要求 试验 13 试验规则 21 标志 22 21 参考文献
GB/T21705一2008 前 言 本标准由电器工业协会提出
本标准由全国低压电器标准化技术委员会(SAC'/TC189)归口
本标准负责起草单位:上海电器科学研究所(集团)有限公司
本标准参加起草单位:苏州万龙集团有限公司、施耐德电气()投资有限公司、常熟开关制造有 限公司
本标准主要起草人:施惠冬,季慧玉、阮于东、将周积刚
本标准参加起草人:袁俊杰、管瑞良、程玉标、韩光辉
业
GB/T21705一2008 引 言 本标准是依据IEC和国家相关电能质量标准,根据目前低压电器电量监控器市场发展的要求制定 的
其目的在于规范低压电器电量监控器的开发、生产和检验
本标准在制定过程中结合了我国电力系统的特点和低压电器电量监控器的生产现状,参阅了IEC 及IEEE等国际和国外标准化组织的相关标准及文献,参考了祛国、德国等国际公司现场总线的行业 规范
本标准有关准确度要求和影响量引起的误差主要参考GB/T17215一2002(1级和2级静止式交流 有功电能表》(idtIEC61036;2000)等标准
实际上电子式仪表对于影响量会表现出更好的性能特性
由于GB/T17215一2002未针对电子式仪表作出新的定义,而沿用GB/T15283一1994《0.5、1和2级 交流有功电能表》(idtIEC60521:l988)中的规定,同时考虑到修改需要实践数据经验)的积累,因此本 标准沿用目前现行有效的标准,准备在今后的修订中再针对电子仪表的特点作出相应的修改
GB/T21705一2008 低压电器电量监控器 范围 本标准适用于一般低压电器电量监控器和基于现场总线的电量监控器(以下简称监控器),本标准 规定的监控器适用于参比频率为50Hz或60Hz)的电路,能检测电压,电流、有功功率、无功功率,功率 因数、频率、电能等参数,也可附带开关量输人和开关量输出,通过开关量输出实现某种保护或控制功 能,并可作为监控模块与低压电器配合使用,使不带智能控制的低压电器具有智能控制和网络控制 功能
本标准不适用于便携式监控器 本标准规定了监控器的分类、工作条件、结构和性能要求试验方法和试验规则等
规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款
凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准
GB/T2423.1一2001电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验A;低温(idtIEC 60068-2-l:1990 GB/T2423.2一2001电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验B;高温(idtIEC 60068-2-2:1974 GB/T2423.4 1993电工电子产品基本环境试验规程试验Db:交变湿热试验方法(eqvIEC 60068-2-30:l980 电工电子产品环试验第二部分;试验方法试脸E
和导则.冲击(ide GB/T2423.51995 IEC60068-2-27:1987 电工电子产品环境试验第二部分;试验方达试验F和导则振动正 GB/T2423.10一1995 弦)(idtIEC60068-2-6;1982 GB/T2423.17一1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka:盐雾试验方法(eqvIEC 60068-2-11;1981 GB42081993外壳防护等级(IP代码eqvIEC60529;1989) GB9254一1998信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法(idtCIsPR22;1997) GB/T13850-1998交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器(idtIEC60688:1992 GB14048.1一2006低压开关设备和控制设备第1部分;总则(IEC60947-1:2001,MOD) GB/T15283一19940.5、1和2级交流有功电度表idtIEC60521一1988) GB/T16935.12008低压系统内设备的绝缘配合第1部分:原理、要求和试验idtIEC 60664-1:2007 GB/T1721520021级和2级静止式交流有功电能表idtIEC61036:2000) GB/T17626.2一2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验idtIEC61000-4-2: 1995 GB/T17626.3一2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验idtIEC 61000-4-31995 GB/T17626.4一1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验idtIEC
GB/T21705一2008 61000-4-4:1995) GB/T17626.5一1999电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击)抗扰度试验idtIEC61000-4 5:1995) GB/T17626.61998电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度(idtIEc 61000-4-6:1996 IEC60050-301;1983国际电工词汇IEV)第301章;电测量一般术语 IEC60050-302:1983国际电工词汇(IEV)第302章:电测量仪表 IEC60050-303:1983国际电工词汇(IEV)第303章:电子测量仪表 IEC60736:1982电能表试验设备 定义 本标准采用下列定义
下列定义中的大部分摘自IEC60050-301:1983、,IEC60050-302:1983、,IEC60050-303:1983的有关 章节
为了便于理解,本标准中也增加了一些新的定义和经修改的IEV定义 误差 errOr 被测量实测值与被测量真值的偏差
3.2 基本误差 intrinsicerror 在参比条件下确定的误差 3.3 绝对误差absoluteerron 被测量实测值与被测量真值的差值
引用误差 referenceer0r 被测量绝对误差与被测量量程的比值，一般用百分数表示 5 ? 由基准值的百分数表示的误差errorexpressedasapereentageofthefidueialvalue 误差与基准值的比值乘以100%
3.6 影响量引起的改变量(简称;改变量》 variatioduetoaninfluencequantity 某一影响量相继取两个不同的规定值时,对同一被测量值产生的两个输出信号之差
由基准值的百分数表示的影响量引起的改变量 variationduetoaninlueneeqwantityexpressedas apercentageofthefiducialvaue 影响量引起的改变量与基准值的比值乘以100%
3.8 准确度aeeuraey 测量结果偏离真值(约定真值)的程度
aceuraeyclass 准确度等级 其准确度可用同一数字标定的分级
GB/T21705一2008 3.10 等级指数classindex 表示准确度等级的数字
注;等级指数既适用于基本误差也适用于改变量 许可的最大需量athorizelmaximmdemand 由用户事先要求并由供电企业按协议条款提供的供电容量可达到的最大值
3.12 辅助电源auxiliarysupply 在监控器内供给数据处理单元等工作的电源 3.13 基本绝缘basieinsuation 为防止电击,对带电部件采取的一种基本保护的绝缘 注:基本绝缘不一定包括仅用于功能目的的绝缘
3.14 功能绝缘 functi0nalinsulation 导体部分之间仅适用于设备特定功能所需要的绝缘 3.15 加强绝缘reinforeedinsulatiom" 设置在带电部分上的一种单独的绝缘结构,主要在有关标准规定的条件下提供与双重绝缘相等的 防触电等级的绝缘
注:一个单独的绝缘结构不意味该绝缘必须是一同质的部件,它可有许多层次组成,而这些层次不能按基本绝缘或 附加绝缘单独地进行试验
3.16 附加绝缘supplementaryinslation 除用于故障保护的基本绝缘外,另外再设置的独立绝缘
3.17 双重绝缘doubleinsulationm 由基本绝缘和附加绝缘两者组成的绝缘
3.18 电气间隙elearanee 两导电部分之间在空气中的最短距离
3.19 distance 爬电距离creepage 两导电部件间沿绝缘材料表面的最短距离
3.20 数据处理单元dataproeessingunit 对输人信息进行数据处理的监控器部件
3.21 需量demandl 以千瓦或千伏安表示的供电功率
3.22 电磁骚扰 electromagneticdisturbance 破坏性电磁能从一个电子设备通过辐射或传导传到另一个电子设备的过程
GB/T21705一2008 3.23 I/o报文I/omessage 1/0连接是在一个生产(产生数据)应用及一个或多个消费应用之间提供的专用的,具有特定用途 的通信路径
在这个路径传送特定的应用数据
在I/0连接之间传送的数据报称为I/O报文
I/0报 文的内容是预先约定的通过设备描述),一般仅包含约定长度、结构的应用数据
I/0报文是周期重复 传送的,传送周期是在网络配置阶段确定的
3.24 现场总线fieldhus 现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行,多点 双向通信的数据总线
3.25 基本量程basiecrange 误差最小的量程
3.26 谐波(分量 haronic(component 周期量的傅里叶级数中序数大于1的分量(即基波以外的频率分量)
3.27 均匀电场homogeneousfield 电极之间的电压梯度基本恒定的电场(一致电场),例如两个球之间每一球的半径均大于二者间的 距离的电场
3.28 冲击耐受电压impseewithstamdvoaee 在规定的条件下,监控器能够耐受而不击穿的具有规定形状和极性的冲击电压峰值
该值与电气 间隙有关
监控器的额定冲击耐受电压应等于或大于该监控器所处的电路中可能产生的瞬态过电压规定值
3.29 非均匀电场inhomwgeneousfield 电极之间的电压梯度基本不恒定的电场(非一致电场)
3.30 微观环境maeroenvironment 特别会影响确定爬电距离尺寸的绝缘附近的环境
3.31 测量范围 measurementrange 输人信号能够被测量的连续值域
注:双极性仪器应包括正、负两个值域
3.32 测量单元 measuringnit 产生与被计量的电量成比例输出的监控器部件
3.33 过电压owervotage 蜂值大于在正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压
GB/T21705一2008 3.34 峰值响应peak-rspmdine 在规定频率范围内,对于具有各种谐波分量的周期波形,其测量结果等于输人交流信号的峰值
3.35 电量监控器powermonitor 由测量单元和数据处理单元等组成,除测量电压,电流、功率因数等电参量外,还可具有计量有功 (无功)电能量,分析谐波等功能,并能显示,储存和输出数据的仪器
36 33 量程range 满足规定误差极限的测量范围
测量范围的最大值或最小值即为量程的上限值或下限值
3.37 额定值ratedValue 制造厂对监控器的一个规定的工作条件所指定的量值
3.38 真有效值方法realvirtualvaluemethod 按有效值定义直接测量方均根值的方法
3.39 周期性)再现峰值电压periudiereuringpeakvoae 由于交流电压畸变或交流分量叠加在直流电压上使电压波形发生周期性振幅偏移的最大峰值 电压
注，不规则的过电压(例如,由于偶尔通断操作产生的过电压)不认为是再现峰值电压
3.40 参比值referencevale -组参比条件之一的规定值
.41 33 参比频率 referecefrequeney 确定监控器有关特征的频率值
3.42 计度器 register 机电或电子的装置
由存储器和显示器组成,用以储存和显示信息
3.43 相对误差 relativeerror 被测量绝对误差与被测量真值的比值,一般用百分数表示
3.44 分辨率resolution 仪器能够显示出的被测量最小增量 注，仪器最灵敏量程的分辨率即该仪器的最高分辨率
3.45 有效值响应virtualvalueresponding 在测量交流信号时,对于在规定频率范围内和峰值因数下的输人波形,其测量结果等于它的方均根 值(RMS)
46 方均根值 root-mean-squarevalue 各瞬时值的平方的平均值的平方根,对于周期量,时间间隔是一个周期
GB/T21705一2008 3.47 crrteient 温度系数temperature 测量示值随温度的变化率
3.48 暂态过电压temporaryoveroltage 持续相对长时间(对应于瞬态过电压)的工频过电压
3 49 瞬态过电压transientoerotage 振荡的或非振荡的,通常为高阻尼的,持续时间只有几毫秒或更短的短时间过电压
3.50 型式试验typetest 对按某一设计而制造的一个或多个电器所进行的试验,以表明这一设计符合一定的规范(IEV151- 04-l5). 产品分类,分级 按接入线路的方式分类 按接人线路的方式可分为直接接人式、互感器接人式
注通常监控器的电流线路采用互感器接人式,电压线路可采用直接接人式或互感器接人式
4.2按适用的电源相数和线数分类 按适用的电源相数可分为单相二线、三相三线和三相四线
4.3按测量的准确度等级分类 按测量的准确度等级可分为:0.2、0.5、1、2级
以等级指数表示的准确度等级分级,每种功能可以有不同的等级指数,直流和交流应认为是电流和 电压测量的两种不同的测量功能,并且功能的某些范围可以有与其他范围不同的等级指数
注;一般来讲,电能计量的等级指数是在参比条件下测试,在0.05L,一l间的全部电流值上,功率因数为1(三相 监控器为平衡负载)时规定的允许百分数误差(=((记录电能一真值电能/真值电能)×100%)极限的数字
电压,电流和功率等计量的等级指数是表示准确度等级的数字,用基准值(作为确定准确度参考的值,例如量 测量范围的上限等)的百分数表示的基本误差(=((测量值-真值)/基准值)xI00%)不得超过相应于其准 程 确度等级的限值
4.4按结构形式分类 按结构形式可分为分体式监控器和整体式监控器
正常使用、安装条件和参比条件 正常使用条件 满足本标准规定的监控器应能在如下条件下运行
非标准使用条件可按制造厂和用户的协议确定
5.1.1电源 5.1.1.1辅助电源 辅助电源为监控器所需的工作电源,也可从被测量电路取得
-AC:220(230)V、380(400)V; -DC:24V、48V、110V、220V
5.1.1.2标称工作电压 标称工作电压是监控器输人端的输人工作电压,见表1
GB/T21705一2008 表1标称工作电压 标准值 例外值 监控器 直接接人 120,220,230277、380,400、480 100、,127、200,240,415 经电压互感器接人 7.7,63.5,100,10,115,120,200 173,190,220 5 .1.1. 3 参比频率 -50Hz;或 -60Hz
5.1.1.4标称工作电流和最大电流lm 标称工作电流见表2
表2标称工作电流 基本电流I推荐值 额定电流I推荐值 接人线路方式 接人线路方式 直接接人式 5、,10、20,30,40 经互感器接人式 1、2、5 最大电流1规定如下 对直接接人式监控器,最大电流的优先值应为基本电流的整数倍,例如,基本电流的4倍; 对互感器接人式监控器,应注意监控器的电流范围与电流互感器的二次电流范围相匹配
监控器 的最大电流为1.2l.、1.5I
或2I
制造厂应规定监控器的最大电流1m
5.1.2周围空气温度 除非制造厂另有规定时,监控器的温度范围如表3所示
表3温度范围 正常工作温度范围 0C十45C" -20C十60c 极限工作温度范围 -25C十70C 储存和运输极限温度范围 符合GB/T138501998中环境条件l用于对极端条件有防护的环境中,介于精心管理的室内与户外之间的 环境条件) 5.1.3海拔 监控器安装地点的海拔不超过2000m.
5.1.4大气条件 5.1.4.1湿度 最高温度为十40C时,空气的相对湿度不超过50%;在较低的温度下可以允许有较高的相对湿度， 例如十20C时达90%
对由于温度变化偶尔产生的凝露应采取特殊的措施
5.1.4.2污染等级 监控器的污染等级为3级
5.1.5过电压类别安装类别 监控器的安装类别为皿或N
参比条件 影响量的参比条件和试验允许误差见表4
GB/T21705一2008 表4影响量的参比条件和试验允许误差 试验时允许误差 影响量 参比条件(另有标志除外 适用于一个参比值 十15C十30 士1c 环境温度 士2% 非频敏式 标称值 输人量频率 频敏式 标称值 士0.1% 畸变因数×100不超过等级指数 输人量波形 正弦 制造厂另有规定除外 按制造厂规定 输出负载 士1% 士2% 交流电压 标称值 士1% 直流电压 标称值 辅助电源 频率 士1% 标称值 畸变因数 <0.05 0.05 外磁场 零 0.05mT 5 安装 监控器应按制造厂的说明书安装
结构和性能要求 结构要求 6.1.1 一般机械要求 监控器的设计和结构应能保证在额定工作条件下和正常工作位置使用时不引起任何危险,尤其应 保证 -防电击的人身安全 防过高温度的人身安全; 材料应具有相应的耐非正常热和火 防固体异物和灰尘的进人 在正常工作条件下易受腐蚀的所有部件应予以有效防护
在正常工作条件下,任一保护层不应由 于一般的操作而损坏,也不应由于在空气中暴露而损坏
注用在腐蚀环境中的监控器应满足订货合同规定的附加要求(例如，盐雾试验按GB/T2423.17一1993要求 6.1.2外壳 监控器外壳的构造和安排应能保证在出现非永久性变形时不妨碍监控器正常工作
监控器前面板应符合GB4208一1993中规定的防护等级IP40,外壳应符合防护等级IP20
除非另有规定,在参比条件下接人对地电压超过250V电网的监控器,且外壳的全部或部分是金 属材料时,应装有保护接地端子
6.1.3接线端子 接线端子的结构应保证良好的电接触和预期的载流能力,其所有的接触部件和载流部件都应由导 电的金属制成,并应有足够的机械强度
接线端子的连接应该用螺钉、弹簧或其他等效方法与导体连接以便保证维持必要的接触压力
接线端子的结构应能在适合的接触面间压紧导体,而不会对导体和接线端子有任何显著的损伤
接线端子应设计成不允许导体移动或其移动不应有害于监控器的正常运行及不应使绝缘电压值下 降至低于额定值
GB/T21705一2008 6.1.4冲击 监控器在非工作状态、无包装条件下,应能承受半正弦脉冲的加速度试验
试验后不应有破裂、变 形及内部各零部件松动抓坏
通电后程序仍应正常,且内存不丢尖 6.1.5振动 监控器在非工作状态、无包装条件下,应能承受三个互相垂直的轴线上依次进行的振动试验
试验 后不应有破裂,变形及内部各零部件松动、损坏
通电后程序仍应正常,且内存不丢失
6.1.6电气间隙和爬电距离 监控器的电气间隙和爬电距离根据其额定工作电压、过电压类别、污染等级等有关条件按 GB14048.1一2006中表13和表15有关规定确定
电子线路板的爬电距离按GB/T16935.1一2008中 表F.4的污染等级2及相应的工作电压的有关规定确定
6.2性能要求 6.2.1功能 6.2.1.1基本功能 6.2.1.1.1 实时量测量 监控器可具有以下的测量功能 a)电压,以真有效值方法测量系统的各相电压和各线电压; b) 电流,以真有效值方法测量系统的各相电流或各线电流 e)有功功率,测量各相有功功率和系统总的有功功率; d)无功功率,测量各相无功功率和系统总的无功功率; 视在功率,测量各相视在功率和系统总的视在功率; e 功率因数,测量各相功率因数和系统平均功率因数; g)频率,以测得的A相电压频率作为系统频率 h 三相不平衡度,包括电压不平衡度和电流不平衡度
6.2.1.1.2电能计量 计量单向或双向有功电能、单向或双向或四象限无功电能,亦可按时段来计量电能,并储存其数据
6.2.1.1.3通信接口 监控器可具有电气隔离的数据通信接口电路,采用现场总线技术或基本通信协议实现远程数据信 息采集和交换
通信规约及通信方式由制造厂确定,可采用相应的现场总线通信协议,例如.Modbus、 DeviceNet,Profbus等
6.2.1.2扩展功能 a)谐波分析 D) 事件记录; e) 日负荷曲线记录,数据保存容量1天一36天; 失压记录和失压计时功能" d 负荷监控功能; o 需量功能; g)开关量输人功能 h 电量脉冲输出或开关量输出功能,采用光学电子线路输出、继电器触点输出电子开关元件输 出等方式; 根据实时测量和预置值的比较,驱动输出实现某种保护功能
i 6.2.2电气性能 6.2.2.1测量回路功率消耗 6. .2.2.1.1电压线路 在参比电压、参比温度和参比频率下,监控器的每一电压线路的视在功率损耗不应超过0.5VA
GB/T21705一2008 6.2.2.1.2电流线路 在参比温度和参比频率下,每一电流线路电流值等于额定电流值时的视在功率不应超过0.5VA 6.2.2.2电压影响 6.2.2.2.1电压范围 电能测量的电压范围见表5,电压和功率测量的电压的范围按制造厂规定的量程
表5电能测量电压范围 规定的工作范围 0,9U.l.1U 极限工作范围 0.8U,1.15. 6.2.2.2.2电压跌落和短时中断对电能测量的影响 电压跌落和短时中断不应使计度器产生大于.x(lkW
h)的改变,测试输出不应产生大于.x(kw
h 的脉冲信号量
.r值由下式算出 mU.Im×10" 式中: -测量单元数; n U
参比电压,单位为伏(V):; 最大电流,单位为安(A)
当电压恢复后,不应使监控器计量特性降低
试验见7.5.2.
6.2.2.3自热影响 在参比条件下,由自热引起的误差改变量不应超过表6给出的值
注;规定的参比条件见5.2,这里的参比条件是指除了下表规定量值以外的其他参比量均符合5.2的参比量值
表6自热引起的改变量 电流,电压,功率和频率等计量 电能计量 各等级监控器以百分数误差表示的改变量极限 以等级指数的百分数 电流值 功率因数 表示的改变量 0.5 0.2 0.2 0.7 0.l 100% Ima 0.5感性 0.2 0.1 1.0 6.2.2.4温升 监控器在室温+10C十40C的条件下,电流线路通以最大电流1.,电压线路包括辅助电源线路 施加115%的参比电压,用电阻法或热电偶法测量各部件的温升,其外壳表面温升应不超过25K，线 圈温升应不超过60K，且各部件不应损坏,工作正常,绝缘性能仍应符合7.5.5要求
6.2.2.5绝缘性能 监控器应能经受7.5.5规定的冲击耐受电压试验和工频耐受电压试验
试验时不应出现电弧放 电或击穿,并应保持数据及程序不改变,准确正常工作
6.2.2.6接地故障的抑制 对三相四线经互感器工作的,并接入带接地故障抑制器或中性点不接地的星形配电网络上的监控 器(在接地故障及线对地产生10%过电压情况下,不受接地故障影响的两线的对地电压将会达到1.9 倍的标称电压)，规定有下述要求 在三线中的某一线上进行模拟接地故障状态的试验中,各线电压提高至标称电压的1.1倍历时 4h.试验时,监控器的中性端与测量试验设备 (MITE》的接地端断开,并与MTE中模拟接地故障的 端连接,见图1
这时不受接地故障影响的两电压端的电压为相电压的1.9倍
试验时,电流线路设定 电流为0.5I,功率因数为1，对称负载
试验后,监控器不应出现损坏,并且应能正常工作
10
GB/T21705一2008 当监控器恢复到标称工作温度时,在参比条件下(见6.2.2.3的注),误差的变化量不应超过表7中 规定的极限值
表7接地故障引起的误差变化量 电流电压,功率和频率等计量 电能计量 各等级监控器以百分数误差表示的改变量极限 以等级指数的百分数 电流值 功率因数 表示的改变量 0.5 0.2 100% 0.3 0.5 l.0 被试表 ！ 试验设备 模拟第1相接地故障状态线路 被试仪表上的电压 U=0 接地故障状态 正常状态 图1接地故障抑制试验线路图 6.2.3电磁兼容EMc 6.2.3.1电磁骚扰的抗扰度 监控器的设计应保证传导和辐射以及静电放电的电磁骚扰不使监控器损坏或不受实质性影响
所 考虑的电磁骚扰包括;静电放电、高频电磁场、电快速瞬变脉冲群、浪涌、射频场感应等
试验见7.6. 1l
GB/T21705一2008 6.2.3.2无线电干扰抑制 监控器不应产生能干扰其他设备的传导和辐射的噪声
试验见7.6. 6.2.4准确度要求 6.2.4.1输入电流改变引起的误差极限 在参比条件下(见6.2.2.3的注),监控器的百分数误差不应超过表》和表》的要求 表8百分数误差极限(单相监控器和带平衡负载的三相监控器 相角和功率因数计量 电能计量 各等级监控器以百分数误差 以 等级指数的百分数 表示的误差极限 电流值 电流值 功率因数 表示的改变量 0.2 0.5 0.021<1<0.05I 0.4 1.0 1.5 0.05I,<1GB/T21705一2008 表11其他影响量改变引起的误差极限 除电能及下面 电能计量 标注的量以外 各等级监控器以百分数 以等级指数的百分数 误差表示的改少量极限 影响量 电流值 功率因数 表示的改变量 0.2 0.5 输人量频率改变量 0.021
GB/T21705一2008 7.4功能检查 监控器在进行准确度等试验前,应检查其基本功能是否符合要求
7.4.1基本功能 7.4.1.1检查测量和计量功能 按6.2.1.1.1和6.2.1.1.2的要求检查监控器实时量测量和电能计量功能
7.4.1.2检查通信功能 按6.2.1.1.3的要求检查监控器的通信功能
监控器按制造厂规定的方式与相应的现场总线系统 连接,检查监控器的通信功能,应符合规定的要求
7.4.1.2.1通信接口试验 监控器按制造厂规定的方式与相应的现场总线系统连接进行I/O通信,连接线长度不超过2m,并 且系统应运行在监控器所支持的最高波特率之下
7.4.1.2.2在正常使用的温度下验证通信功能 监控器分别放置在0C士2C和十45C士2C的环境温度下至温度稳定
监控器处于典型应用条件 下,陪试品可处于常温条件下
然后进行通信试验,测试其1/0报文和参数配置功能,应能达到预定 要求
7.4.1.2.3在常温下验证通信功能 监控器在常温下测试其I/0报文和参数配置功能,所有通信功能应能达到预定要求 每个监控器在出厂前均应在常温下验证通信功能
7.4.2扩展功能 如果监控器具有扩展功能时,应按制造厂规定的功能及6.2.1.2的要求验证其扩展功能
7.5电气性能试验 7.5.1功率消耗试验 应在7.1和7.7.1的试验条件下,测定电压线路和电流线路的功率消耗
功率消耗测量的综合最 大误差不应超过5%
7.5.1.1电压线路的功率消耗 在参比条件下,通电达到热稳定,测量每个电压线路流过的电流和电压线路上的电压降,计算电压 线路的视在功率,应符合6.2.2.1.1的要求
7.5.1.2电流线路的功率消耗 在参比条件下,每个电流线路通以额定电流,达到热稳定后,测量每个电流线路上的电压降,计算电 流线路的视在功率,应符合6.2.2.1.2的要求
7.5.2电压影响试验 7.5.2.1电压降落和短时中断影响试验 7.5.2.1.1试验条件 a)电压线路和辅助线路接人参比电压; b)电流线路无电流
7.5.2.1. .2 试验方法 电压中断为U=100% a 中断时间ls; 中断次数:3 中断之间的恢复时间50ms
见GB/T17215一2002附录C，图C.1
b)电压中断U=100% 中断时间:20; ms; 中断次数:1
见GB/T17215一2002附录C，图C.2 15
GB/T21705一2008 电压降落U=50% -降落时间1 min; -降落次数1
见GB/T17215-2002附录C，图C.3.
电压降落和短时中断时,计度器不应产生大于.z(kW
h)的变化,输出不应产生大于r(kW
h)的 信号
7.5.3自热影响试验 7.5.3.1自热对电流、电压,功率和频率等测量的影响 监控器在环境温度下不通电至少4h
然后在参比条件下预热
通电后连续工作大约相同的被测 量值
在1min和3min之间,30min和35min n之间测定输出信号值,两个输出的差相对于基准值的百 分误差不应超过表6规定的改变量
7.5.3.2自热对电能计量的影响 对于电能计量应如下进行试验;电流线路无电流,电压线路接参比电压至少2h后,在电流线路中 施加最大电流Ia
在功率因数为1时,施加电流后立刻测量监控器误差,接着以足够短的间隔时间准 此项试验至少应进行1h,直至在20mim内误差变化不应大 确地画出作为时间丽数的误差变化曲线
于0.05%对0.2级和0.5级)或0.2%对1级和2级)为止
功率因数为0.5(感性)时重复上述试验
按规定测得的误差改变量不应超过表6给出的值 7.5.4温升影响试验 每一电流线路通最大电流l,每一电压线路(以及通电持续时间比它们的热时间常数长的那些辅 助电压线路施加1.15倍的参比电压,在环境温度为 十40C时监控器各部件的温升应符合反.2.2.4 的要求
在2h的试验期间,监控器不应位于通风或阳光辐射处 试验后监控器不应出现损坏,并应满足7.5.5的绝缘性能试验 7.5.5绝缘性能试验 7.5.5.1一般试验条件 绝缘试验的正常条件为: -环境温度;十15C~十25C; 相对湿度;45%一75%; 大气压力:86kPa一106kPa
绝缘性能试验时,应对完整的监控器进行试验,监控器带有表盖和端子盖,接线螺钉应拧到固定最 粗导线位置
先进行冲击耐受电压试验,再进行工频耐受电压试验
试验时,非被试线路应与下文指明 的“地”连接
标准中“地”的含义: a)如外壳是用金属制造的,“地”是指安装在导电平面上的外壳自身 b 如外壳或其一部分是用绝缘材料制造的,“地”是指覆盖在监控器外壳并与所有可触及导电件 接触、与安装表底的导电平面连接的导电箔
在端子盖处,应使导电箔尽可能地接近端子和 接线孔,距离不大于2enm. 7.5.5.2冲击耐受电压试验 7.5.5.2.1试验条件 脉冲波形:标准的1.2/50As脉冲; 电压上升时间:士30%; 电压下降时间:士20%; 电源阻抗:500Q士50Q; 16
GB/T21705一2008 电源能量:0.5J士0.05J: 试验电压:6kV; 试验电压允差:十0% -10%
每次试验应分别在不同极性下施加10次脉冲电压各脉冲之间最小间隔时间为3s 7.5.5.2.2试验方法 线路和线路之间的冲击耐受电压试验 a 应对监控器在正常使用中每一相互隔离的线路(或组合线路)单独地进行试验,不经受脉冲电 压试验的线路端应接地
在正常使用中,测量元件的电压线路和电流线路连接在一起时,应对整体进行试验
电压线路 的另一端接地,脉冲电压施加于电流线路端和地之间,当监控器的几个电压线路有公共点时
此公共点应接地,脉冲电压依次施加于未连接的或与其连接的电流线路的)每一端和地之间
在正常使用中,如同一测量元件的电压线路和电流线路是分离的并且是相互绝缘的(例如与仪 用互感器连接的各线路)，则应分别对每一线路进行试验
直接同电网连接或着与/和监教器线路相同的电压互感器连接,参比电压超过0V的辅助线 路应按照与电压线路试验的相同条件进行冲击耐受电压试验
其他辅助线路不进行试验
线路对地的冲击耐受电压试验 监控器所有的线路端,包括参比电压超过40V的辅助线路端均相互连接在一起 参比电压低于或等于40V的辅助线路应接地,冲击耐受电压施加于所有线路和地之间
7.5.5.3工频耐受电压试验 7.5.5.3.1试验条件 电压波形;实际上的正弦波 幅值:2kV 频率;45Hz一65Hz; -施加时间:lmin 电源容量:>500VA
7.5.5.3.2试验方法 a)线路相对于地的工频耐受电压试验 试验电压施加于线路与地两点之间,具体是;所有电流、电压线路及参比电压超过40V的辅助 电源线路端均相互连接在一起为一点,另一点是地
b)线路和线路之间的工频耐受电压试验 试验电压施加在正常工作中不连接的各线路之间
7.5.6接地故障抑制试验 应检验是否符合6.2.2.6规定的接地故障抑制要求
试验线路图见图1
试验后,误差的改变量不应超过表7的规定
7.6电磁兼容试验 7.6.1一般试验条件 在下列所有试验中,监控器处于正常工作位置,装上盖板和端子盖,并按制造厂规定的要求与通信 系统连接,所有需接地的部件应接地
试验后,监控器不应出现损坏,并能准确正常地工作
7.6.2静电放电抗扰度试验 7.6.2.1试验条件 按照GB/T17626.22006中规定,并在下述条件下进行: 17
GB/T21705一2008 接触放电 -严酷等级:4; 试验电压:8kV; -放电次数:l0; -对监控器在正常操作时,人易触及的部分例如控制按键、面板等)进行放电
7.6.2.2试验方法 监控器为非工作条件: a 电压线路、电流线路和辅助线路不通电 所有电压线路端及辅助线路端连接在一起,电流端应开路
静电放电作用后,监控器不应出现损坏或信息的改变,并能准确正常地工作
b)监控器在工作条件下 电压和辅助线路加参比电压; 电流线路中无电流,电流端应开路
静电放电作用后,监控器不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作,电能计度器不应产生 大于x(kw
h》的变化,测试输出也不应产生大于r(kw
h的变化
的计算公式见 6.2.2.2.2
7.6.3高频电磁场抗扰度试验 按照GB/T17626.3一2006中规定,并在下述条件下进行 电流线路无电流,电流端开路 电压和辅助线路加参比电压; 频率范围;80MHz~1000MHz; 严酷等级:3; 试验场强;10V/m
在高频电磁场的作用下,监控器不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作,电能计度器不应产 生大于r(kwh的变化,测试输出也不应产生大于r(kwh的脉冲信号量
r的计算公式见 6.2.2.2.2
在额定电流I.,功率因数为1、敏感频率或主振频率上,误差改变量应在表11规定的范围内
7.6.4电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 7.6.4.1试验条件 按照GB/T17626.4一1998中规定,并在下述条件下进行
试验电压应以共模方式施加于地与下列线路间 -电压线路 正常工作时与电压线路分离的电流线路 -正常工作时与电压线路分离的辅助线路 -输人/输出电路和数据通信线路
7.6.4.2试验方法 在额定电流I.、功率因数为1条件下: a 电压和辅助线路加参比电压 -严酷等级:3; 电流和电压线路的试验电压:2kV 参比电压超过40V的辅助线路:1kV; 试验时间在10min内等间隔地作用3次,每次作用1s. 试验时,监控器不应损坏并能正常工作,监控器的记录值相对于同一负载下无脉冲群作用时记 18
GB/T21705一2008 录值的改变,对1级及以上等级表和2级及以下等级表分别不应大于4%或6%
b)电流线路中无电流,电流端开路: 电压线路和辅助线路加参比电压 严醋等级4 电流和电压线路的试验电压;4kV; 试验时间.60s 在脉冲群的作用下,监控器不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作
电能计度器不应产 生大于r(kwh的变化,测试输出也不应产生大于r(kwh的脉冲信号量
r的计算公 式见6.2.2.2.2
电流线路中无电流,电流端开路,使用电容耦合夹将试验电压耦合至线路上 电压线路和辅助线路加参比电压; 严酷等级3; 通过电容稠合夹施加在输人/输出信号、数据,控制及通信线路的试验电压1kV 试验时间.60s
在脉冲群的作用下,监控器不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作
电能计度器不应产 生大于r(kw
h的变化,测试输出也不应产生大于.r(kwh的脉冲信号量
r的计算公 式见6.2.2.2.2
7.6.5浪涌试验 按照GB/T17626.5一1999中规定,并在下述条件下进行
试验电压应施加于下列线路(端)间 电压线路端之间; -正常工作时与电压线路分离的辅助线路端之间; 电压线路各端与地之间; 正常工作时与电压线路分离的辅助线路各端与地之间 -正常工作时与电压线路分离的电流线路与地之间
电流线路无电流,电流端开路: 电压线路和辅助线路加参比电压 严酷等级:4; 试验电压:4kV; 波形1.2/50 s; 极性;正,负 试验次数;正负极性各5次; 重复率;lmin一次
在电浪涌的作用下,监控器不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作
电能计度器不应产生大于 .(kw
h的变化,测试输出也不应产生大于z(kw
h的脉冲信号量
工的计算公式见6.2.2.2.2
注:此项试验不考核通信接口 7.6.6无线电干扰试验 无线电干扰试验应按GB9g5-198中B级设备的规定,并在下述条件下进行 电压和辅助线路加参比电压; 电流线路中无电流电流端开路 -1m长未屏蔽的电缆应用于连接电压电路
注:通信接口可不参与此项试验
7.6.7射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 本试验应按GB/T17626.6一1998中的规定,并在下述条件下进行 19
GB/T21705一2008 电压和辅助线路加参比电压; 频率范围:150kHz80MHz; 电压:10Vrms
调幅波; 电流线路中无电流,电流端开路
在射频场的作用下,监控器不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作
计度器不应产生大于 r(kwh)的变化,测试输出也不应产生大于r(kwh)的脉冲信号量
z的计算公式见6.2.2.2.2
7.7准确度试验 7.7.1试验条件 为检验6.2.4规定的准确度要求,应保持下列条件: a)监控器应装在外壳内; 进行试验之前各线路应通电并达到热稳定; b 此外,监控器应该， 符合接线图所示的相序; 电压和电流应基本平衡见表14). 表14电压和电流平衡 监控器 每一相对中性线间的电压和任二相间的电压与对应的电压平均值之差不大于 士1% 每 导体中的电流与平均电流之差不应大于 士2% 这些电流的每一电流与对应的相对中性线的电压的相位,它们相互间的差不应大于(不考 虑相位角》 参比条件应符合反.2的要求
试验装置要求见IEC60736:1982
7.7.2影响量试验 应检验是否满足6.2.4.1一6.2.4.4规定的影响量要求
其中6.2.4.2,6.2.4.3中,电压改变量、频率改变量的电能计量试验点推荐为I 宜单独地对某个影响量引起的改变量进行测试,所有其他影响量保持为参比条件见表4). 7.7.2.1在有谐波情况下的准确度试验 试验条件 -基波电流:l=0.51; 基波电压;U=U 基波的功率因数:l -5次谐波电压含量;U，=10%U,; -5次谐波电流含量;！=40%l
谐波功率因数:l 基波和谐波在原点同相
由5次谐波产生的谐波功率为P=0.1UX0.4I=0.04P,或总功率为1.04P，等于真值功率 基波十谐波)
7.7.2.2奇次和次谐波影响试验 奇次和次谐波影响试验应按GB/T17215一2002中图B.4线路进行或采用可产生所要求波形的其 他试验设备进行,电流波形分别为GB/T17215一2002中的图B.5和图B.7所示， 在GB/T17215一2002图B.5和图B.7所示的试验波形和标准波形下测得的误差改变不应超过 表11规定的改变量极限
注，图中仅给出了50Hz的参数,对其他频率的参数可按此推算
20
GB/T21705一2008 7.7.2.3外部恒定磁感应 恒定磁场可采用直流电磁铁获得,见GB/T17215一2002附录D
该磁场应作用于按正常使用时 安装的监控器的所有可触及表面
其磁势值应为1000At安匝 7.7.2.4外磁场影响 可使用中心能放置监控器的环形电流线圈产生该磁感应强度场
环形线圈的平均直径为lm,截 面为矩形,并且相对直径具有较小的径向宽度
磁场强度为400At(安匝)
7.7.3环境温度影响试验 应检验是否满足62.4.4规定的环境温度影响要求
试验规则 试验的目的是证明监控器符合本标准规定的有关要求,本标准规定监控器的试验分为型式试验和 常规试验
型式试验项目和常规试验项目见表15
表15型式检验和常规检验项目 本标准条款 试验类别 试验项目 序号 技术要求 试验方法 型式试验 常规试验 冲击试验 6.1.4 7.2.1 振动试验 6.l.5 7.2.2 高温试验 5.1.2 7.3.1 低温试验 5.l.2 7.3.2 5.1.4 77 交变湿热试验 3.3 6.2.1.1 7.4.1 基本功能检查 扩展功能检查 6.2.1.2 7.4.2 功率消耗试验 6.2.2.1 7.5.1 电压影响试验 6,2.2.2 7.5.2 自热影响试验 10 6.2.2.3 7.5.3 温升影响试验 6.2.2.4 7.5.4 12 77 .5.5 绝缘性能试验 6.2.2.5 13 7
.5.6 接地故障抑制试验 6.2.2.6 14 电磁兼容试验 7.6 15 准确度试验 7.7 16 标志 目测检查 常规试验时,基本功能检查(包括通信检查)仅在常温下进行
常规试验时,仅在参比条件及常温下检查准确度要求
型式试验 8 型式试验旨在验证监控器的设计是否符合本标准的有关要求
在下列情况均应进行型式试验 a)新产品设计定型鉴定; b 当监控器的结构、工艺或主要材料有所改变,可能影响其符合本标准及产品技术条件要求时; 批量生产的监控器生产间断一年后,又重新投人生产时
型式试验项目按表15中第5栏规定的项目进行 21
GB/T21705一2008 推荐按表16的试验顺序进行型式试验,每个试验顺序用2台试品进行试验,所有的试验顺序和所 有试验均通过试验,则型式试验合格
只要有1台试品有任何一个试验顺序或任何一项试验没有通过 试验,则应对工艺或设计改进以后,对相关的试验顺序重新进行试验直至全部试验合格,才能通过型式 试验 表16推荐的试验顺序 试验顺序 试 验 条款号 标志 7.2.1 冲击试验 振动试验 7.2.2 7.3.1 高温试验 低温试验 7.3.2 功能检查在常温下检查 7.4.1、7.4.2" 绝缘性能试验 7.5.5 交变湿热试验 7.3.3 验证绝缘性能 7.5 .5 基本功能检查 扩 7.4.2 “展功能检查 7.5.1 功率消耗试验 电压影响试验 7.5.2 7.5. 自热影响试验 7.5.4 温升影响试验 接地故障抑制试验 7.5.6 电磁兼容试验 7.6 准确度试验 E 7.7 常规试验 对正常生产的每个监控器均应进行常规试验,以检验制造和装配中的缺陷
试验合格后的监控器 应加封印,并给出检验合格证
常规试验项目按表15中第6栏规定的项目进行
常规试验一般可在常温下进行
如有1台试品1项常规试验不合格,则应对该批产品进行分析,找 出不合格的原因,进行返修后重新进行常规试验
制造厂根据质量状态以及生产批量,也可采用抽样试验的方法,具体抽样方法样本数量及试验项 目由制造厂根据有关标准在相关的技术文件中规定
标志 在每只监控器上应有下列标志 D)制造厂名称或商标; b) 产品型号; e)产品编号(以顺序号表示编号,并应置人内存); 制造日期 d 监控器适用的相数和线数例如单相二线、三相三线或三相四线,可与标称电压一起标志,见 e 表17); 标称电压(标志见表17); 直接接人式;基本电流和额定电流[例如;10(40)A],互感器接人式;额定电流和最大电流[例 g 如:/5A(6A]; 22
GB/T21705一2008 准确度等级各种测量功能如准确度等级不同时应分别标志); h i 参比频率(Hz); 正常工作温度范围 j k 监控器常数为.r,单位是r/kw
h(r/kvarh或w
h/r(varh/r)，脉冲常数为z，单位是 imp/kw
h(imp/kvarh)或w
h/imp(varh/in imp); 标明有关功能的识别符号或文字; 相应的接线端子标志
m 表17电压标志 额定电源系统电压 电压线路端电压 监控器 单相二线 220 220 三相三线2元件[相间电压 2X220230 3×220(230 220V230V门 三相三线3元件[相对中性 3×220(380 3X220/380 点电压220V(230V 3×230(400) 3×230/400 23
GB/T21705一2008 参 考 文献 [1] GB/T2423.24一1995电工电子产品环境试验第二部分;试验方法试验Sa;模拟地面 上的太阳辐射(idtlIEC60068-2-5;1975) [2] GB/T7676.7一1998直接作用模拟指示电测量仪表及其附件第7部分:多功能仪表的特 殊要求(idtIEC60051-7;1998) [3 GB/T15282一1994无功电度表(eqIEC60145:1963) 的 GB/T17882一19992级和3级静止式交流无功电度表idtIEC61268;1995 [ GB/T1788319990.2S级和0.5S级静止式交流有功电度表(idtIEC60687:1992 [a1 GB/T18858. 2002低压开关设备和控制设备控制器-设备接口(CDI)第1部分;总 则(idtlEC62026-l:2000 GBy/T18858.3一2002低压开关设备和控制设备控制器-设备援口(cD第3部分:De [7 viceNet(idtlEC62026-3:2000) [8]IEC61038:1990费率和负载控制时间开关 [9 IEc611583,2003用于测量和控制的数字数据通信一用于工业控制系统的现场总线一第3 部分:数据链路服务定义 214
