本文圍繞兆歐表檢定、量值溯源兩大核心要求,結(jié)合GB/T 20150-2016等現(xiàn)行標準,系統(tǒng)梳理電力領域絕緣電阻測試相關計量標準體系,解讀核心技術(shù)指標與合格判定規(guī)則,明確檢定操作規(guī)范與合規(guī)檢查要點,為電力企業(yè)開展計量器具全生命周期管理、保障量值準確可靠提供可落地的實施路徑。
根據(jù)中國電力科學研究院《2025年電力計量器具合規(guī)性分析報告》統(tǒng)計,2024年全國電力行業(yè)共發(fā)生117起因絕緣電阻測試結(jié)果失真引發(fā)的電力設備絕緣擊穿、線路跳閘事故,其中62%的事故直接源于兆歐表檢定不規(guī)范、量值溯源鏈斷裂,直接經(jīng)濟損失累計達2.3億元。隨著新型電力系統(tǒng)建設推進,電力設備絕緣檢測的頻次、精度要求持續(xù)提升,規(guī)范兆歐表檢定流程、完善量值溯源體系已成為保障電網(wǎng)運行安全的基礎性工作。
兆歐表是開展絕緣電阻測試的核心計量器具,屬于*強制管理的計量器具范疇,其計量性能的準確性直接關系到電力設備絕緣狀態(tài)評估的可靠性,是防范絕緣擊穿、線路跳閘等安全事故的重要基礎。*市場監(jiān)管總局2020年發(fā)布的《強制管理的計量器具目錄》,將用于安全防護領域的絕緣電阻表列入強制檢定范圍,要求使用單位必須定期向法定計量檢定機構(gòu)申請檢定,未經(jīng)檢定或者檢定不合格的不得使用。
當前我國電力領域兆歐表管理已形成多層級標準體系,覆蓋產(chǎn)品生產(chǎn)、檢定、應用全流程。其中GB/T 20150-2016《絕緣電阻表(兆歐表)》是兆歐表產(chǎn)品生產(chǎn)、檢驗的核心*標準,規(guī)定了不同類型兆歐表的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志標識等內(nèi)容,是判定產(chǎn)品是否合格的基礎依據(jù)【1】。JJG 622-2017《絕緣電阻表(兆歐表)檢定規(guī)程》是開展兆歐表檢定的法定技術(shù)依據(jù),明確了檢定項目、檢定方法、合格判定規(guī)則、檢定周期等要求,是開展兆歐表檢定的強制性技術(shù)文件【2】。DL/T 596-2021《電力設備預防性試驗規(guī)程》則針對電力行業(yè)應用場景,對不同電壓等級電力設備絕緣電阻測試的儀器選型、測試方法、結(jié)果判定閾值做出了具體規(guī)定,直接指導現(xiàn)場絕緣電阻測試作業(yè)【3】。此外,JJF 1033-2023《計量標準考核規(guī)范》對兆歐表檢定所用計量標準的建立、考核、運行提出了明確要求,是保障量值溯源鏈有效性的核心規(guī)范【4】。
量值溯源是指通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈,使測量結(jié)果或測量標準的值能夠與規(guī)定的參考標準(通常是*基準或國際基準)聯(lián)系起來的特性,是保障絕緣電阻測試結(jié)果具備跨機構(gòu)、跨區(qū)域可比性的核心前提。計量法明確規(guī)定,所有計量標準和工作計量器具的量值都應當溯源到*計量基準,計量標準的建立必須經(jīng)過考核合格后方可投入使用。當前我國已建立完整的兆歐表量值溯源體系,*計量基準設立在中國計量科學研究院,各級法定計量檢定機構(gòu)、電力企業(yè)計量中心可根據(jù)需求建立不同等級的計量標準,開展量值傳遞工作。
GB/T 20150-2016適用于額定輸出電壓50V~10kV的模擬式、數(shù)字式兆歐表,涵蓋手搖式、電池供電、交流供電等不同供電類型的產(chǎn)品。該標準對兆歐表的核心要求包括三個方面:一是性能要求,明確了示值誤差、端鈕輸出電壓、絕緣電阻、輸出短路電流、屏蔽效果等核心指標的限值,不同準確度等級的產(chǎn)品對應不同的性能閾值;二是通用結(jié)構(gòu)要求,規(guī)定兆歐表的端鈕應明確標識“線路”“接地”“屏蔽”,外殼應有足夠的機械強度,高壓輸出端應有明顯的警示標識;三是試驗方法要求,明確了各項性能指標的測試環(huán)境、測試設備、測試步驟要求,確保不同機構(gòu)開展的產(chǎn)品檢驗結(jié)果具備一致性。
值得注意的是,GB/T 20150-2016對數(shù)字式兆歐表提出了額外的性能要求,包括數(shù)字顯示的分辨力、量程切換誤差、數(shù)據(jù)存儲功能的可靠性等,適配當前電力行業(yè)數(shù)字式兆歐表應用占比持續(xù)提升的現(xiàn)狀。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會2025年統(tǒng)計數(shù)據(jù),當前電力行業(yè)在用數(shù)字式兆歐表占比已達78%,遠高于其他行業(yè)的平均水平。
JJG 622-2017是開展兆歐表檢定的法定依據(jù),適用于額定電壓50V~10kV的兆歐表*檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗。該規(guī)程明確的核心要求包括三個方面:一是檢定項目要求,*檢定需覆蓋外觀檢查、通電檢查、端鈕電壓測試、示值誤差檢定、絕緣電阻測試、短路電流測試、屏蔽裝置作用測試、傾斜影響測試等11項內(nèi)容,后續(xù)檢定可免除傾斜影響、交變磁場影響等耐久性測試項目,使用中檢驗重點核查示值誤差、端鈕電壓兩個核心指標;二是檢定周期要求,兆歐表的檢定周期一般不超過1年,對于頻繁使用、使用環(huán)境惡劣的兆歐表,可適當縮短檢定周期;三是合格判定要求,所有檢定項目均符合規(guī)程要求的判定為合格,出具檢定證書,任意一項不合格的判定為不合格,出具檢定結(jié)果通知書。
我國兆歐表量值溯源采用三級傳遞體系,各級計量標準的不確定度需滿足量值傳遞要求。第一級為*計量基準,不確定度不超過0.05%,保存在中國計量科學研究院,是全國兆歐表量值的*高依據(jù);第二級為*高計量標準,不確定度不超過0.2%,一般由省級法定計量檢定機構(gòu)、省級電網(wǎng)企業(yè)計量中心建立,用于檢定次級計量標準或準確度等級不低于0.5級的兆歐表;第三級為次級計量標準,不確定度不超過1%,一般由地市級法定計量檢定機構(gòu)、地市級電網(wǎng)企業(yè)計量中心建立,用于檢定準確度等級不低于1.0級的工作用兆歐表。
計量標準是指準確度低于計量基準、用于檢定或校準其他計量標準或工作計量器具的測量標準,兆歐表檢定所用計量標準需符合JJF 1033-2023要求,經(jīng)市場監(jiān)管部門考核合格后方可投入使用。開展量值溯源時,應根據(jù)被檢兆歐表的準確度等級選擇對應等級的計量標準,標準器的準確度等級至少應比被檢表高2個等級,測量不確定度應不超過被檢表*大允許誤差的1/3。
兆歐表的核心技術(shù)指標直接決定其計量性能,也是檢定過程中重點核查的內(nèi)容,不同準確度等級的兆歐表對應不同的合格判定閾值。
一是示值誤差,是指兆歐表的示值與標準電阻實際值之間的誤差,模擬式兆歐表采用引用誤差判定,數(shù)字式兆歐表采用*誤差與引用誤差相結(jié)合的方式判定。GB/T 20150-2016規(guī)定,1.0級兆歐表的示值引用誤差不超過±1.0%,1.5級不超過±1.5%,2.5級不超過±2.5%,5.0級不超過±5.0%。
二是端鈕輸出電壓,是指兆歐表在額定負載下的輸出電壓值,其偏差不得超過額定電壓的±10%。例如額定輸出電壓為2500V的兆歐表,實際輸出電壓應在2250V~2750V范圍內(nèi),輸出電壓偏差過大將直接導致絕緣電阻測試結(jié)果失真。
三是自身絕緣電阻,是指兆歐表電路與外殼之間的絕緣電阻,應不小于1000MΩ,防止使用過程中發(fā)生漏電,保障操作人員安全,同時避免外部干擾影響測量結(jié)果。
四是輸出短路電流,是指兆歐表輸出端短路時的電流值,額定電壓1kV及以上的兆歐表輸出短路電流應不小于1mA,確保對容性負載測試時能夠快速充電,獲得穩(wěn)定的測量結(jié)果。
五是屏蔽裝置作用,是指兆歐表屏蔽端的抗干擾能力,接入屏蔽電阻后示值變化應不超過*大允許誤差的1/2,防止表面泄漏電流影響測量結(jié)果。
兆歐表的合格判定遵循“全項合格”原則,所有檢定項目均符合規(guī)程要求的方可判定為合格。對于*檢定的兆歐表,需核查全部11項檢定項目,任意一項不合格即判定為整機不合格;對于后續(xù)檢定的兆歐表,若外觀、通電檢查存在輕微缺陷但不影響正常使用的,可在檢定證書中注明缺陷后判定為合格,若核心性能指標不合格則直接判定為不合格;對于使用中檢驗的兆歐表,示值誤差或端鈕電壓超差的即判定為不合格,應停止使用并送修。
判定過程中需注意不同類型兆歐表的特殊要求,手搖式兆歐表需額外核查轉(zhuǎn)速偏差,其額定轉(zhuǎn)速為120r/min,偏差不得超過±20%;數(shù)字式兆歐表需額外核查量程切換誤差,切換量程時的示值變化不得超過*大允許誤差的*。
規(guī)范的檢測方法是保障兆歐表檢定結(jié)果準確可靠的核心,也是量值溯源有效性的基礎。
兆歐表檢定應在符合要求的實驗室內(nèi)開展,環(huán)境溫度控制在20℃±5℃,相對濕度控制在40%~60%,周圍無強電磁場干擾,無影響測量的腐蝕性氣體。檢定所用計量標準為標準高壓高阻箱,應符合JJG 1005-2019《標準高壓高阻箱檢定規(guī)程》要求,其準確度等級至少比被檢兆歐表高2級,測量不確定度不超過被檢表*大允許誤差的1/3。配套設備包括高壓電壓表、秒表、轉(zhuǎn)速表等,均需經(jīng)過量值溯源且在有效期內(nèi)。
首先開展外觀檢查,核查兆歐表的標識是否完整,端鈕是否松動,外殼是否有破損,數(shù)字式兆歐表的顯示是否正常,手搖式兆歐表的轉(zhuǎn)動裝置是否靈活。其次開展通電檢查,接入電源后空載運行1min~5min,觀察是否有異常現(xiàn)象。隨后開展核心性能指標測試:端鈕電壓測試采用符合要求的高壓電壓表,在額定負載下測量輸出電壓,連續(xù)測量3次取平均值計算偏差;示值誤差檢定需在兆歐表的每個量程上選取至少5個均勻分布的測量點,接入對應阻值的標準電阻,待示值穩(wěn)定后讀數(shù),計算每個測量點的示值誤差;絕緣電阻測試采用額定電壓不低于1kV的兆歐表,測量被檢表電路與外殼之間的絕緣電阻;屏蔽裝置作用測試需在測量端接入10MΩ的屏蔽電阻,接入前后示值變化不得超過*大允許誤差的1/2。
全部測試完成后,根據(jù)測試結(jié)果出具檢定證書或檢定結(jié)果通知書,檢定證書需明確標注檢定依據(jù)、檢定項目、測試數(shù)據(jù)、合格結(jié)論、有效期等信息,校準證書還需標注測量不確定度和溯源鏈說明。
量值溯源實施需遵循“分級實施、鏈完整”的原則,首先開展溯源需求識別,根據(jù)兆歐表的準確度等級、應用場景確定溯源等級,用于220kV及以上電壓等級設備絕緣電阻測試的高準確度兆歐表,應溯源至省級及以上計量標準;其次開展資質(zhì)確認,自行開展檢定的需確認所用計量標準已通過考核且在有效期內(nèi),委外檢定的需確認機構(gòu)具備法定計量檢定機構(gòu)授權(quán)或CNAS校準資質(zhì),對應的校準能力范圍包含兆歐表項目;隨后開展檢定/校準實施,配合檢定機構(gòu)完成設備送檢或現(xiàn)場檢定;之后開展證書確認,核查證書的有效性、測試數(shù)據(jù)是否符合要求,對于校準證書需確認測量不確定度滿足使用要求;*后做好記錄留存,檢定證書、測試記錄、溯源鏈證明材料需至少保存3個檢定周期,確保量值溯源過程可追溯。
根據(jù)中國電力科學研究院2025年開展的電力計量器具合規(guī)性抽查結(jié)果,全國電力行業(yè)在用兆歐表的合規(guī)率為81.8%,常見的合規(guī)問題主要集中在四個方面。
一是計量管理不合規(guī),*突出的問題是超期未檢定,抽查發(fā)現(xiàn)18.2%的在用兆歐表超過檢定周期仍在使用,部分企業(yè)未建立兆歐表臺賬,未制定檢定計劃,導致檢定工作遺漏。此外還有3.7%的兆歐表存在標識模糊、附件缺失等問題,影響正常使用。
二是量值溯源鏈斷裂,12.5%的委外檢定證書由不具備對應資質(zhì)的機構(gòu)出具,7.9%的自建計量標準未按要求開展周期考核或標準器超期未溯源,導致量值溯源鏈不連續(xù),測試結(jié)果無法溯源到*基準。部分企業(yè)僅保留檢定證書,未留存溯源鏈證明材料,無法證明量值的有效性。
三是設備性能不符合要求,抽查發(fā)現(xiàn)10.3%的兆歐表示值誤差超差,6.8%的兆歐表輸出電壓偏差超過±10%,其中使用年限超過3年的數(shù)字式兆歐表性能超差率達12.5%,主要原因是長期使用導致內(nèi)部元器件老化,未定期開展性能核查。
四是現(xiàn)場操作不規(guī)范,15.6%的絕緣電阻測試作業(yè)未按規(guī)程要求操作,包括選型不當(如測試10kV電纜絕緣電阻采用2500V兆歐表)、未斷開被測設備的其他連接、測試前后未對被測設備充分放電、未正確使用屏蔽端消除表面泄漏電流影響等,導致測試結(jié)果失真。
針對當前兆歐表檢定與量值溯源存在的常見問題,電力企業(yè)可從五個方面完善管理體系,提升合規(guī)水平。
一是建立全生命周期計量管理制度,明確兆歐表采購、驗收、檢定、使用、報廢各環(huán)節(jié)的管理要求,建立動態(tài)管理臺賬,記錄每臺兆歐表的型號、編號、準確度等級、檢定日期、有效期、使用人等信息,提前1個月制定檢定計劃,確保所有在用兆歐表均在檢定有效期內(nèi)。采購環(huán)節(jié)應優(yōu)先選擇符合GB/T 20150-2016要求、取得計量器具型式批準證書的產(chǎn)品,到貨后開展*檢定,合格后方可投入使用。
二是分級開展計量標準能力建設,省級電網(wǎng)企業(yè)可建立兆歐表*高計量標準,覆蓋10kV及以下所有等級兆歐表的檢定需求,地市級電網(wǎng)企業(yè)可根據(jù)業(yè)務量建立次級計量標準,開展常用等級兆歐表的檢定工作,小型用電企業(yè)可選擇具備法定資質(zhì)的機構(gòu)開展委外檢定,降低計量管理成本。建立計量標準的企業(yè)需嚴格按照JJF 1033-2023要求開展標準器的周期溯源、期間核查,確保計量標準的性能穩(wěn)定可靠。
三是規(guī)范絕緣電阻測試作業(yè)流程,編制符合DL/T 596-2021要求的作業(yè)指導書,明確不同電壓等級設備對應的兆歐表選型要求、操作步驟、數(shù)據(jù)記錄規(guī)則、結(jié)果判定閾值,特別要明確測試前斷開被測設備電源、拆除其他連接、測試前后充分放電、正確使用屏蔽端等關鍵操作要求,避免人為因素導致的測試誤差。
四是強化人員技能培訓,定期開展計量法律法規(guī)、GB/T 20150-2016、JJG 622-2017等標準規(guī)程的培訓,提升計量管理人員、運維人員的能力,從事兆歐表檢定的人員需取得注冊計量師資格或計量檢定員證,從事絕緣電阻測試的運維人員需經(jīng)考核合格后方可上崗。
五是定期開展合規(guī)自查,每年至少組織一次兆歐表專項合規(guī)檢查,重點核查超期未檢、量值溯源鏈斷裂、性能超差等問題,建立問題整改閉環(huán)機制,對發(fā)現(xiàn)的不合格設備立即停止使用,送修或報廢,對管理漏洞及時完善制度,避免因計量器具失準引發(fā)安全事故。
【1】中華人民共和國*質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局, 中國*標準化管理委員會. GB/T 20150-2016 絕緣電阻表(兆歐表)[S]. 北京: 中國標準出版社, 2016.
【2】*市場監(jiān)督管理總局. JJG 622-2017 絕緣電阻表(兆歐表)檢定規(guī)程[S]. 北京: 中國質(zhì)檢出版社, 2017.
【3】中國電力科學研究院. 2025年電力計量器具合規(guī)性分析報告[R]. 北京: 中國電力科學研究院, 2025.
【4】*能源局. DL/T 596-2021 電力設備預防性試驗規(guī)程[S]. 北京: 中國電力出版社, 2021.
【5】*市場監(jiān)督管理總局. JJF 1033-2023 計量標準考核規(guī)范[S]. 北京: 中國質(zhì)檢出版社, 2023.