電測(cè)儀表測(cè)量準(zhǔn)確度的影響因素及防范措施分析

魏家琴

（大唐甘肅發(fā)電有限公司碧口水力發(fā)電廠(chǎng)，甘肅 隴南 746412）

0 引 言

電測(cè)儀器的精度對(duì)電力行業(yè)至關(guān)重要。電測(cè)儀器表主要包括電流表、電壓表及功率表等。電測(cè)儀器測(cè)量是電力行業(yè)發(fā)展和電廠(chǎng)日?？刂乒芾淼闹攸c(diǎn)。電廠(chǎng)的工作人員需要根據(jù)電測(cè)儀器的數(shù)值進(jìn)行電廠(chǎng)電力系統(tǒng)的控制和管理。對(duì)于電廠(chǎng)而言，電測(cè)儀器就等于工作人員的眼睛。因此，電測(cè)儀器的準(zhǔn)確度直接影響電力系統(tǒng)的控制管理效果。電測(cè)儀器的精確度主要包括儀器的讀數(shù)、量程、電測(cè)儀器的最小單位、計(jì)量方式和工作環(huán)境等。

1 影響電測(cè)儀表測(cè)量準(zhǔn)確度的因素

1.1 表計(jì)準(zhǔn)確度級(jí)別

當(dāng)前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電測(cè)儀器精度分為七個(gè)等級(jí)，包括從0.1～5.0七個(gè)檔次，這些等級(jí)對(duì)應(yīng)的誤差分別在±0.1%～±5%。使用電測(cè)儀器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要根據(jù)電測(cè)儀器的精確度選擇合適的讀數(shù)方式，并在使用前確保電測(cè)儀器的使用環(huán)境符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要確保被測(cè)數(shù)值在電測(cè)儀器的測(cè)量范圍內(nèi)。精確度越高的電測(cè)儀器，使用環(huán)境也更加嚴(yán)苛。在相同測(cè)量條件和量程范圍內(nèi)，盡量選擇精度更高的電測(cè)儀器。精度越高，讀數(shù)也越準(zhǔn)確。但需注意，不同精度的電測(cè)儀器使用環(huán)境有所不同，要根據(jù)環(huán)境選擇合適的電測(cè)儀器，以期獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。儀器選擇失誤不僅會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差，還可能對(duì)儀器造成損壞[1]。

1.2 表計(jì)量程

測(cè)量結(jié)果的主要影響因素是測(cè)量?jī)x器的精度與量程。在計(jì)算測(cè)量結(jié)果誤差時(shí)，測(cè)量的絕對(duì)誤差是儀器的量程與引用誤差的乘積。如果一個(gè)電測(cè)儀器的量程過(guò)大，客觀上將增大測(cè)量結(jié)果的誤差，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性[2]。

在電測(cè)儀器的使用中，儀器的相對(duì)誤差和儀器的量程聯(lián)系緊密。因此，在選擇電測(cè)儀器時(shí)，首先要預(yù)測(cè)被測(cè)量的系統(tǒng)數(shù)值，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果選擇合適的電測(cè)儀器，盡可能降低儀器誤差。

1.3 干擾信號(hào)

電測(cè)儀器是將要測(cè)量的參數(shù)值轉(zhuǎn)化為微弱的電信號(hào)，然后通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)將電信號(hào)傳輸?shù)诫姕y(cè)儀器內(nèi)進(jìn)行分析和處理，最后將處理結(jié)果顯示在表盤(pán)上。由于傳遞過(guò)程中的信號(hào)都是微弱的電信號(hào)，因此測(cè)量結(jié)果勢(shì)必會(huì)受到很多干擾信號(hào)的影響，如電磁干擾、靜電干擾等[3]。

電磁感應(yīng)干擾是指磁場(chǎng)中電磁效應(yīng)對(duì)儀器的工作產(chǎn)生一定的耦合效應(yīng)，而嚴(yán)重影響儀器的正常工作。同時(shí)，耦合效應(yīng)產(chǎn)生的干擾信號(hào)會(huì)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳輸?shù)絻x器內(nèi)部，造成儀器工作數(shù)據(jù)的波動(dòng)，進(jìn)而影響儀器的表征讀數(shù)。感應(yīng)電勢(shì)的計(jì)算方法為：

式中，en為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；為磁通變化量；為磁通變化量的變化時(shí)間；為磁通的變化率。

整個(gè)感應(yīng)電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生較大的交變電流。交變電流是由感應(yīng)磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引起的，當(dāng)磁場(chǎng)引發(fā)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較高時(shí)，可能引發(fā)劍鋒電動(dòng)勢(shì)。這些因素會(huì)嚴(yán)重影響電測(cè)儀器的工作狀況，干擾電測(cè)儀器的表征讀數(shù)。

干擾電測(cè)儀器測(cè)量結(jié)果的另一因素是靜電感應(yīng)干擾。靜電感應(yīng)是電容效應(yīng)引起的靜電場(chǎng)放電而產(chǎn)生的靜電干擾電流。當(dāng)靜電場(chǎng)中的物體發(fā)生變化時(shí)，會(huì)影響其他物體的電位，進(jìn)而產(chǎn)生電位差。電位差會(huì)引發(fā)干擾信號(hào)出現(xiàn)，干擾源會(huì)和電測(cè)儀器的電路產(chǎn)生一定的耦合效應(yīng)，激發(fā)耦合電流影響整個(gè)電測(cè)儀器的工作狀態(tài)。平行導(dǎo)線(xiàn)的電容分布較大，實(shí)際測(cè)量中容易產(chǎn)生耦合電流。耦合電流的大小與兩條導(dǎo)線(xiàn)的平行程度有關(guān)，這種耦合現(xiàn)象產(chǎn)生的干擾信號(hào)對(duì)電測(cè)儀器的讀數(shù)影響較大[4]。當(dāng)測(cè)量時(shí)遇到靜電干擾，需要進(jìn)行靜電排除，如用濕布擦拭電測(cè)儀表的外殼，降低干擾電流。

除了以上兩種常見(jiàn)的干擾信號(hào)外，還有化學(xué)干擾、熱干擾等其他干擾信號(hào)。

1.4 互感器精度及變送器量程選擇

實(shí)際測(cè)量中，電測(cè)儀器的互感器選擇對(duì)測(cè)量結(jié)果有十分重要的影響。合理選擇互感器，測(cè)量結(jié)果就會(huì)較為準(zhǔn)確。如果互感器的精度不夠，測(cè)量結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)偏差。

2 防范措施

2.1 選用合適準(zhǔn)確度等級(jí)和量程的表計(jì)

在滿(mǎn)足使用環(huán)境的前提下，盡可能選擇合適的電測(cè)儀器。選擇后要根據(jù)實(shí)際的測(cè)量條件選用合適的量程，而量程的選擇直接關(guān)系最后測(cè)量結(jié)果的精確度。若選擇的量程過(guò)大，測(cè)量精度就會(huì)降低；若選擇量程過(guò)小，則有可能會(huì)對(duì)儀器本身造成損傷。所以，在實(shí)際測(cè)量選擇量程時(shí)，可先利用大量程進(jìn)行測(cè)量。如果讀數(shù)過(guò)小，再換成小量程重新測(cè)量，有助于選擇合適的量程，同時(shí)提高測(cè)量結(jié)果的精確度。

2.2 屏蔽

避免磁場(chǎng)干擾的方法有很多，其中最實(shí)用的方法是在測(cè)量時(shí)用金屬膜將導(dǎo)線(xiàn)纏繞起來(lái)，避免外部的感應(yīng)限流進(jìn)入導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部，同時(shí)避免外界因素影響導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部電流。外部場(chǎng)屏蔽是提高測(cè)量精度的有效方法。

2.3 固定與接地

固定導(dǎo)線(xiàn)的方式也可提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，避免導(dǎo)線(xiàn)震動(dòng)帶來(lái)干擾信號(hào)。導(dǎo)線(xiàn)震動(dòng)使外加靜電出現(xiàn)電位差，產(chǎn)生靜電電流，影響測(cè)量準(zhǔn)確度。使用某些電測(cè)儀器時(shí)，可以通過(guò)接地的方式將干擾電流和靜電場(chǎng)電流導(dǎo)零，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4 絕緣

最理想的測(cè)量環(huán)境是絕緣環(huán)境，但現(xiàn)實(shí)中并不可能出現(xiàn)絕對(duì)的絕緣情況。因此，為降低電位差給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)影響，在實(shí)際測(cè)量中采用二次儀表“浮地”的方式進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)“浮地”使儀表與地面之間保持絕緣狀態(tài)，避免其他干擾源的影響[5]。

3 結(jié) 論

通過(guò)分析可知，在電測(cè)儀器的實(shí)際使用過(guò)程中，會(huì)受到各種外加電場(chǎng)的影響，導(dǎo)致電測(cè)儀器的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。為保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要在使用電測(cè)儀表的過(guò)程中采用一些必要措施降低外部干擾，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的儀表和量程。