根据中国电力企业联合会《2025年全国电网设备可靠性分析报告》数据,2025年我国110kV及以上高压开关设备故障共发生127起,其中32%的故障源于事前检测数据失真,而检测数据失真的核心诱因之一是高压开关测试仪未按规范完成检定,直接造成年均停电时间损失超1.2万小时,直接经济损失达4.7亿元【1】。高压开关测试仪是高压开关设备检测、高压断路器测试、高压开关耐压测试的核心计量器具,其计量性能的准确性直接关系到电网设备状态判断的可靠性,严格执行高压开关测试仪检定规程,是防范电网运行风险、保障供电可靠性的核心基础。
高压开关测试仪检定工作的开展,源于电力设备安全管理的刚性需求和计量监管的法定要求。作为直接影响电力系统运行安全的计量器具,高压开关测试仪于2024年被纳入*市场监管总局修订的《强制管理的计量器具目录》,明确要求所有用于电力现场检测的高压开关测试仪必须定期开展法定检定,未经检定或检定不合格的不得投入使用。
当前国内高压开关测试仪检定的标准体系已形成三级架构:第一层级为*计量检定规程《高压开关测试仪检定规程》(JJG(电力) 021-2021),是开展检定工作的核心法定依据,明确了检定的技术要求、操作方法、合格判定规则和处置要求;第二层级为行业技术标准《高电压测试设备通用技术条件 第6部分:高压开关测试仪》(DL/T 846.6-2018),规定了高压开关测试仪的产品技术参数要求,为检定工作提供基础技术参考;第三层级为电网企业作业规范,包括*电网《高压开关测试仪校验规范》(Q/GDW 11399-2015)、南方电网《高压开关测试仪检验技术规范》(Q/CSG 1205018-2017),针对电网现场应用场景提出了更具实操性的检定操作要求。
国际层面,《高压开关设备和控制设备 *00部分:高压断路器》(IEC 62271-100:2023)明确要求,用于高压断路器测试的检测设备必须具备可追溯的计量检定证明,测量不确定度需满足测试场景的精度要求,与国内标准的核心要求保持一致。
《高压开关测试仪检定规程》(JJG(电力) 021-2021)的核心条款覆盖检定全流程的关键节点,是开展高压开关测试仪检定工作的基本遵循。
首先是适用范围条款,规程明确覆盖额定电压3kV及以上电力系统中,用于高压开关设备检测、高压断路器测试、高压开关耐压测试的所有类型高压开关测试仪,包括机械式、电子式、智能型等不同技术路线的产品,同时适用于*检定、后续检定和使用中检查三类场景:*检定指新购入仪器投入使用前的检定,后续检定指有效期满后的定期检定,使用中检查指仪器在使用过程中的随机核查,三类检定的技术要求保持统一。
其次是检定环境要求条款,规程明确规定检定环境温度需控制在15℃~35℃,相对湿度≤80%,周围电场强度≤1V/m,无强机械振动和腐蚀性气体,供电电源电压波动范围不超过额定值的±10%,接地电阻≤4Ω,上述参数是保障检定数据准确性的基础,若环境参数超出范围,需在检定记录中注明,必要时中止检定。
第三是标准器配置要求条款,规程要求检定所用标准器的扩展不确定度需优于被检测试仪允许误差的1/3,其中时间测量标准器的扩展不确定度应≤0.1ms(k=2),速度测量标准器的扩展不确定度应≤0.05m/s(k=2),电流电压测量标准器的扩展不确定度应≤0.2%(k=2),所有标准器必须经过上一级计量机构检定合格,且在有效期内使用。
第四是检定周期条款,规程规定高压开关测试仪的强制检定周期不超过1年,对于年使用次数超过100次、应用于220kV及以上电压等级高压开关设备检测的仪器,检定周期应缩短为6个月,仪器经过维修、更换核心部件后,必须重新开展*检定后方可投入使用。
*后是不合格处置条款,经检定不符合标准要求的高压开关测试仪,检定机构需出具检定结果通知书,注明不合格项目,使用单位需对不合格仪器进行隔离,不得用于现场检测,维修后需重新送检定,合格后方可再次投入使用。
高压开关测试仪的检定参数分为四大类,对应高压开关设备检测的不同场景需求,每类参数的允许误差和判定规则均有明确规定。
第一类是时间特性参数,是高压断路器测试的核心指标,包括合分闸时间、相间同期性、断口同期性、弹跳时间、反弹时间等,规程规定合分闸时间测量误差≤±1ms,同期性测量误差≤±0.5ms,弹跳时间测量误差≤±0.5ms,这类参数的准确性直接关系到断路器开断故障电流的能力判断,若误差过大,可能误判断路器的合分闸性能,导致带故障运行。
第二类是机械特性参数,包括行程、超程、刚分速度、刚合速度、平均速度等,规程规定行程测量误差≤±1mm或±1%(取两者较大值),刚分、刚合速度测量误差≤±0.2m/s或±5%(取两者较大值),这类参数反映断路器的机械运动性能,是判断断路器是否存在机械缺陷的核心依据。
第三类是电气特性参数,包括合分闸线圈电流、操作电源电压、储能电机电流等,规程规定电流测量误差≤±1%,电压测量误差≤±1%,这类参数用于判断断路器的电气控制回路是否存在缺陷。
第四类是高压开关耐压测试相关参数,包括耐压电压测量值、耐压计时时间、击穿判断阈值等,规程规定耐压电压测量误差≤±2%,耐压计时误差≤±0.1s,击穿电压测量误差≤±3%,这类参数的准确性直接关系到高压开关设备绝缘性能判断的可靠性,若误差过大,可能导致绝缘缺陷漏判,引发运行中的击穿事故。
规程明确合格判定规则:所有检定参数均符合允许误差要求的,判定为合格;若有任意一项参数不符合要求,即判定为不合格,不得放宽判定标准。
高压开关测试仪检定需遵循“外观检查→功能性检查→参数检定→数据处理→证书出具”的全流程规范,每个环节的操作均需符合标准要求。
首先是外观检查环节,需检查仪器外壳是否完好无破损,接线端子是否牢固无松动,设备标识是否清晰,是否标注有产品编号、生产厂家、额定参数等信息,是否粘贴有上一次的检定合格标识,若外观存在严重破损、接线端子松动等问题,需先修复后再开展检定。
其次是功能性检查环节,将仪器接入符合要求的供电电源,开机后检查仪器自检是否正常,显示屏显示是否清晰,按键、旋钮操作是否灵敏,各测量通道是否正常导通,若自检不通过,直接判定为不合格。
第三是参数检定环节,不同参数的检定方法有明确要求:时间参数检定采用标准时间信号发生器作为标准源,分别设置10ms、50ms、100ms、500ms、1000ms五个标准时间点,每个时间点连续测量3次,记录每次的测量值,计算平均误差;速度和行程参数检定采用标准模拟断路器运动平台作为标准源,分别设置2mm、10mm、50mm、100mm四个行程点,以及0.5m/s、2m/s、5m/s、10m/s四个速度点,每个点连续测量3次,计算平均误差;电流电压参数检定采用标准电流源和标准电压源作为标准源,分别设置1A、5A、20A三个电流点,以及30V、110V、220V三个电压点,每个点连续测量3次,计算平均误差;高压开关耐压测试相关参数检定采用标准高压源和标准计时器作为标准源,分别设置10kV、35kV、110kV、220kV四个电压点,以及1min、5min两个时间点,每个点连续测量3次,计算平均误差。
第四是数据处理环节,所有测量数据需保留三位有效数字,误差计算采用相对误差和*误差结合的方式,与标准规定的允许误差进行对比,若有任意一个测量点的误差超出允许范围,即判定该参数不合格。
*后是证书出具环节,检定合格的仪器出具统一格式的检定证书,注明检定日期、有效期、检定人员、审核人员信息,以及所有参数的测量结果;检定不合格的出具检定结果通知书,注明不合格的具体项目和测量数据,所有检定记录需至少保存3个检定周期,以备追溯。
当前高压开关测试仪检定工作中存在的共性问题,是导致检定结果失真、检测数据不可靠的核心诱因,需重点关注五类合规风险点。
第一类是检定环境不符合要求,部分检定机构为了提高效率,在现场开展检定时未对环境参数进行检测,周围存在高压设备运行产生的强电磁场干扰,或者温度低于15℃、相对湿度高于80%,导致测量数据出现系统偏差,根据南方电网2025年的检定质量抽查结果,23%的不合格检定结果源于环境参数未达到标准要求,其中因强电磁场干扰导致的时间测量误差*高可达5ms,远超出允许误差范围【2】。
第二类是标准器超期未检或配置不符合要求,部分检定机构使用的标准器未按要求定期送上级计量机构检定,或者标准器的不确定度达不到优于被检设备误差1/3的要求,导致量值传递失准,2024年*市场监管总局组织的电力计量专项抽查中,17%的电力计量检定机构存在标准器超期或配置不符合要求的问题,部分机构的时间测量标准器不确定度仅为0.5ms,达不到标准要求的0.1ms,导致检定结果的可信度不足【3】。
第三类是检定操作不规范,部分检定人员接线不牢固,接地不良,或者每个测量点的测量次数不足3次,导致数据离散度大,误差计算结果不准确,甚至出现误判,2025年华东电网的高压检测设备质量抽查中,9%的检定记录存在测量次数不足、数据记录不完整的问题【4】。
第四类是使用中检查和期间核查不到位,部分企业认为只要在检定有效期内的仪器*是合格的,未按要求在两次检定之间开展期间核查,导致仪器在使用过程中出现参数漂移,检测数据失真,2025年华东电网的抽查数据显示,12台处于检定有效期内但未开展期间核查的高压开关测试仪中,有3台的时间测量误差已经超出±1ms的允许范围,合格率仅为75%,若投入现场使用,极有可能导致高压断路器测试结果失真【4】。
第五类是高压开关耐压测试相关参数检定遗漏,部分检定机构只检定时间、速度、电流电压等常规参数,遗漏了耐压电压测量、耐压计时等与高压开关耐压测试相关的参数,导致耐压测试数据不准确,2025年某省电网发生一起110kV开关柜绝缘击穿事故,事后调查发现,检测所用的高压开关测试仪的耐压电压测量误差达到7%,未按要求开展检定,导致绝缘缺陷漏判,直接造成经济损失210万元【1】。
为保障高压开关测试仪检定工作合规、检测数据可靠,电力相关企业可从六个方面构建完善的管理体系。
首先是建立健全计量管理制度,企业需明确高压开关测试仪的管理责任部门,制定完善的检定、使用、维护管理制度,将高压开关测试仪检定纳入设备全生命周期管理,明确不同使用场景下的检定周期,对用于220kV及以上电压等级高压开关设备检测的仪器,检定周期设置为6个月,其他仪器设置为12个月,仪器维修、更换核心部件后必须重新检定。
其次是加强人员能力建设,定期组织检定人员、现场检测人员学习JJG(电力) 021-2021、DL/T 846.6-2018等相关标准,掌握高压开关测试仪检定的技术要求、操作方法和判定规则,人员需经过考核合格后方可上岗,鼓励人员参加计量主管部门组织的计量检定员资格培训,提高能力。
第三是规范检定全流程管理,开展检定前需对环境参数进行检测,确认温度、湿度、电磁场强度等符合标准要求后方可开展检定,所用标准器必须在有效期内,且不确定度符合要求,检定过程中严格按照标准要求接线,每个测量点至少测量3次,完整记录所有测量数据,检定记录需由检定人员和审核人员签字确认,留存至少3个检定周期。
第四是强化期间核查和使用中检查,每3个月对使用中的高压开关测试仪开展一次期间核查,核查重点包括合分闸时间、同期性、刚分速度等核心参数,核查采用比对法,与经检定合格的标准测试仪进行对比测量,若误差超出允许范围,及时送检定机构校准,每次现场使用前,需对仪器进行功能性检查,确认正常后方可开展检测。
第五是提升数字化管理水平,采用计量管理信息系统对所有高压开关测试仪的检定状态、有效期进行动态监控,系统在检定有效期到期前1个月自动发出提醒,避免仪器超期使用,同时将所有检定记录、期间核查记录录入系统,实现全生命周期数据可追溯。
第六是加强采购和供应商管理,采购高压开关测试仪时,要求供应商提供符合DL/T 846.6-2018标准的第三方检测报告,优先选择计量性能稳定、售后服务完善的产品,新购入仪器必须经过*检定合格后方可投入使用。
参考文献
【1】 中国电力企业联合会. 2025年全国电网设备可靠性分析报告[R]. 北京:中国电力企业联合会,2025.
【2】 南方电网有限责任公司. 2025年电力计量器具检定质量抽查报告[R]. 广州:南方电网有限责任公司,2025.
【3】 *市场监督管理总局. 2024年全国电力计量专项监督抽查结果公告[EB/OL]. http://www.samr.gov.cn, 2025-01.
【4】 *电网华东分部. 2025年华东电网高压检测设备质量分析报告[R]. 上海:*电网华东分部,2025.
【5】 DL/T 846.6-2018 高电压测试设备通用技术条件 第6部分:高压开关测试仪[S]. 北京:中国电力出版社,2018.
【6】 JJG(电力) 021-2021 高压开关测试仪检定规程[S]. 北京:中国电力出版社,2021.