根據中國電力企業聯合會《2025年全國電網設備可靠性分析報告》數據,2025年我國110kV及以上高壓開關設備故障共發生127起,其中32%的故障源于事前檢測數據失真,而檢測數據失真的核心誘因之一是高壓開關測試儀未按規范完成檢定,直接造成年均停電時間損失超1.2萬小時,直接經濟損失達4.7億元【1】。高壓開關測試儀是高壓開關設備檢測、高壓斷路器測試、高壓開關耐壓測試的核心計量器具,其計量性能的準確性直接關系到電網設備狀態判斷的可靠性,嚴格執行高壓開關測試儀檢定規程,是防范電網運行風險、保障供電可靠性的核心基礎。
高壓開關測試儀檢定工作的開展,源于電力設備安全管理的剛性需求和計量監管的法定要求。作為直接影響電力系統運行安全的計量器具,高壓開關測試儀于2024年被納入*市場監管總局修訂的《強制管理的計量器具目錄》,明確要求所有用于電力現場檢測的高壓開關測試儀必須定期開展法定檢定,未經檢定或檢定不合格的不得投入使用。
當前國內高壓開關測試儀檢定的標準體系已形成三級架構:第一層級為*計量檢定規程《高壓開關測試儀檢定規程》(JJG(電力) 021-2021),是開展檢定工作的核心法定依據,明確了檢定的技術要求、操作方法、合格判定規則和處置要求;第二層級為行業技術標準《高電壓測試設備通用技術條件 第6部分:高壓開關測試儀》(DL/T 846.6-2018),規定了高壓開關測試儀的產品技術參數要求,為檢定工作提供基礎技術參考;第三層級為電網企業作業規范,包括*電網《高壓開關測試儀校驗規范》(Q/GDW 11399-2015)、南方電網《高壓開關測試儀檢驗技術規范》(Q/CSG 1205018-2017),針對電網現場應用場景提出了更具實操性的檢定操作要求。
國際層面,《高壓開關設備和控制設備 *00部分:高壓斷路器》(IEC 62271-100:2023)明確要求,用于高壓斷路器測試的檢測設備必須具備可追溯的計量檢定證明,測量不確定度需滿足測試場景的精度要求,與國內標準的核心要求保持一致。
《高壓開關測試儀檢定規程》(JJG(電力) 021-2021)的核心條款覆蓋檢定全流程的關鍵節點,是開展高壓開關測試儀檢定工作的基本遵循。
首先是適用范圍條款,規程明確覆蓋額定電壓3kV及以上電力系統中,用于高壓開關設備檢測、高壓斷路器測試、高壓開關耐壓測試的所有類型高壓開關測試儀,包括機械式、電子式、智能型等不同技術路線的產品,同時適用于*檢定、后續檢定和使用中檢查三類場景:*檢定指新購入儀器投入使用前的檢定,后續檢定指有效期滿后的定期檢定,使用中檢查指儀器在使用過程中的隨機核查,三類檢定的技術要求保持統一。
其次是檢定環境要求條款,規程明確規定檢定環境溫度需控制在15℃~35℃,相對濕度≤80%,周圍電場強度≤1V/m,無強機械振動和腐蝕性氣體,供電電源電壓波動范圍不超過額定值的±10%,接地電阻≤4Ω,上述參數是保障檢定數據準確性的基礎,若環境參數超出范圍,需在檢定記錄中注明,必要時中止檢定。
第三是標準器配置要求條款,規程要求檢定所用標準器的擴展不確定度需優于被檢測試儀允許誤差的1/3,其中時間測量標準器的擴展不確定度應≤0.1ms(k=2),速度測量標準器的擴展不確定度應≤0.05m/s(k=2),電流電壓測量標準器的擴展不確定度應≤0.2%(k=2),所有標準器必須經過上一級計量機構檢定合格,且在有效期內使用。
第四是檢定周期條款,規程規定高壓開關測試儀的強制檢定周期不超過1年,對于年使用次數超過100次、應用于220kV及以上電壓等級高壓開關設備檢測的儀器,檢定周期應縮短為6個月,儀器經過維修、更換核心部件后,必須重新開展*檢定后方可投入使用。
*后是不合格處置條款,經檢定不符合標準要求的高壓開關測試儀,檢定機構需出具檢定結果通知書,注明不合格項目,使用單位需對不合格儀器進行隔離,不得用于現場檢測,維修后需重新送檢定,合格后方可再次投入使用。
高壓開關測試儀的檢定參數分為四大類,對應高壓開關設備檢測的不同場景需求,每類參數的允許誤差和判定規則均有明確規定。
第一類是時間特性參數,是高壓斷路器測試的核心指標,包括合分閘時間、相間同期性、斷口同期性、彈跳時間、反彈時間等,規程規定合分閘時間測量誤差≤±1ms,同期性測量誤差≤±0.5ms,彈跳時間測量誤差≤±0.5ms,這類參數的準確性直接關系到斷路器開斷故障電流的能力判斷,若誤差過大,可能誤判斷路器的合分閘性能,導致帶故障運行。
第二類是機械特性參數,包括行程、超程、剛分速度、剛合速度、平均速度等,規程規定行程測量誤差≤±1mm或±1%(取兩者較大值),剛分、剛合速度測量誤差≤±0.2m/s或±5%(取兩者較大值),這類參數反映斷路器的機械運動性能,是判斷斷路器是否存在機械缺陷的核心依據。
第三類是電氣特性參數,包括合分閘線圈電流、操作電源電壓、儲能電機電流等,規程規定電流測量誤差≤±1%,電壓測量誤差≤±1%,這類參數用于判斷斷路器的電氣控制回路是否存在缺陷。
第四類是高壓開關耐壓測試相關參數,包括耐壓電壓測量值、耐壓計時時間、擊穿判斷閾值等,規程規定耐壓電壓測量誤差≤±2%,耐壓計時誤差≤±0.1s,擊穿電壓測量誤差≤±3%,這類參數的準確性直接關系到高壓開關設備絕緣性能判斷的可靠性,若誤差過大,可能導致絕緣缺陷漏判,引發運行中的擊穿事故。
規程明確合格判定規則:所有檢定參數均符合允許誤差要求的,判定為合格;若有任意一項參數不符合要求,即判定為不合格,不得放寬判定標準。
高壓開關測試儀檢定需遵循“外觀檢查→功能性檢查→參數檢定→數據處理→證書出具”的全流程規范,每個環節的操作均需符合標準要求。
首先是外觀檢查環節,需檢查儀器外殼是否完好無破損,接線端子是否牢固無松動,設備標識是否清晰,是否標注有產品編號、生產廠家、額定參數等信息,是否粘貼有上一次的檢定合格標識,若外觀存在嚴重破損、接線端子松動等問題,需先修復后再開展檢定。
其次是功能性檢查環節,將儀器接入符合要求的供電電源,開機后檢查儀器自檢是否正常,顯示屏顯示是否清晰,按鍵、旋鈕操作是否靈敏,各測量通道是否正常導通,若自檢不通過,直接判定為不合格。
第三是參數檢定環節,不同參數的檢定方法有明確要求:時間參數檢定采用標準時間信號發生器作為標準源,分別設置10ms、50ms、100ms、500ms、1000ms五個標準時間點,每個時間點連續測量3次,記錄每次的測量值,計算平均誤差;速度和行程參數檢定采用標準模擬斷路器運動平臺作為標準源,分別設置2mm、10mm、50mm、100mm四個行程點,以及0.5m/s、2m/s、5m/s、10m/s四個速度點,每個點連續測量3次,計算平均誤差;電流電壓參數檢定采用標準電流源和標準電壓源作為標準源,分別設置1A、5A、20A三個電流點,以及30V、110V、220V三個電壓點,每個點連續測量3次,計算平均誤差;高壓開關耐壓測試相關參數檢定采用標準高壓源和標準計時器作為標準源,分別設置10kV、35kV、110kV、220kV四個電壓點,以及1min、5min兩個時間點,每個點連續測量3次,計算平均誤差。
第四是數據處理環節,所有測量數據需保留三位有效數字,誤差計算采用相對誤差和*誤差結合的方式,與標準規定的允許誤差進行對比,若有任意一個測量點的誤差超出允許范圍,即判定該參數不合格。
*后是證書出具環節,檢定合格的儀器出具統一格式的檢定證書,注明檢定日期、有效期、檢定人員、審核人員信息,以及所有參數的測量結果;檢定不合格的出具檢定結果通知書,注明不合格的具體項目和測量數據,所有檢定記錄需至少保存3個檢定周期,以備追溯。
當前高壓開關測試儀檢定工作中存在的共性問題,是導致檢定結果失真、檢測數據不可靠的核心誘因,需重點關注五類合規風險點。
第一類是檢定環境不符合要求,部分檢定機構為了提高效率,在現場開展檢定時未對環境參數進行檢測,周圍存在高壓設備運行產生的強電磁場干擾,或者溫度低于15℃、相對濕度高于80%,導致測量數據出現系統偏差,根據南方電網2025年的檢定質量抽查結果,23%的不合格檢定結果源于環境參數未達到標準要求,其中因強電磁場干擾導致的時間測量誤差*高可達5ms,遠超出允許誤差范圍【2】。
第二類是標準器超期未檢或配置不符合要求,部分檢定機構使用的標準器未按要求定期送上級計量機構檢定,或者標準器的不確定度達不到優于被檢設備誤差1/3的要求,導致量值傳遞失準,2024年*市場監管總局組織的電力計量專項抽查中,17%的電力計量檢定機構存在標準器超期或配置不符合要求的問題,部分機構的時間測量標準器不確定度僅為0.5ms,達不到標準要求的0.1ms,導致檢定結果的可信度不足【3】。
第三類是檢定操作不規范,部分檢定人員接線不牢固,接地不良,或者每個測量點的測量次數不足3次,導致數據離散度大,誤差計算結果不準確,甚至出現誤判,2025年華東電網的高壓檢測設備質量抽查中,9%的檢定記錄存在測量次數不足、數據記錄不完整的問題【4】。
第四類是使用中檢查和期間核查不到位,部分企業認為只要在檢定有效期內的儀器*是合格的,未按要求在兩次檢定之間開展期間核查,導致儀器在使用過程中出現參數漂移,檢測數據失真,2025年華東電網的抽查數據顯示,12臺處于檢定有效期內但未開展期間核查的高壓開關測試儀中,有3臺的時間測量誤差已經超出±1ms的允許范圍,合格率僅為75%,若投入現場使用,極有可能導致高壓斷路器測試結果失真【4】。
第五類是高壓開關耐壓測試相關參數檢定遺漏,部分檢定機構只檢定時間、速度、電流電壓等常規參數,遺漏了耐壓電壓測量、耐壓計時等與高壓開關耐壓測試相關的參數,導致耐壓測試數據不準確,2025年某省電網發生一起110kV開關柜絕緣擊穿事故,事后調查發現,檢測所用的高壓開關測試儀的耐壓電壓測量誤差達到7%,未按要求開展檢定,導致絕緣缺陷漏判,直接造成經濟損失210萬元【1】。
為保障高壓開關測試儀檢定工作合規、檢測數據可靠,電力相關企業可從六個方面構建完善的管理體系。
首先是建立健全計量管理制度,企業需明確高壓開關測試儀的管理責任部門,制定完善的檢定、使用、維護管理制度,將高壓開關測試儀檢定納入設備全生命周期管理,明確不同使用場景下的檢定周期,對用于220kV及以上電壓等級高壓開關設備檢測的儀器,檢定周期設置為6個月,其他儀器設置為12個月,儀器維修、更換核心部件后必須重新檢定。
其次是加強人員能力建設,定期組織檢定人員、現場檢測人員學習JJG(電力) 021-2021、DL/T 846.6-2018等相關標準,掌握高壓開關測試儀檢定的技術要求、操作方法和判定規則,人員需經過考核合格后方可上崗,鼓勵人員參加計量主管部門組織的計量檢定員資格培訓,提高能力。
第三是規范檢定全流程管理,開展檢定前需對環境參數進行檢測,確認溫度、濕度、電磁場強度等符合標準要求后方可開展檢定,所用標準器必須在有效期內,且不確定度符合要求,檢定過程中嚴格按照標準要求接線,每個測量點至少測量3次,完整記錄所有測量數據,檢定記錄需由檢定人員和審核人員簽字確認,留存至少3個檢定周期。
第四是強化期間核查和使用中檢查,每3個月對使用中的高壓開關測試儀開展一次期間核查,核查重點包括合分閘時間、同期性、剛分速度等核心參數,核查采用比對法,與經檢定合格的標準測試儀進行對比測量,若誤差超出允許范圍,及時送檢定機構校準,每次現場使用前,需對儀器進行功能性檢查,確認正常后方可開展檢測。
第五是提升數字化管理水平,采用計量管理信息系統對所有高壓開關測試儀的檢定狀態、有效期進行動態監控,系統在檢定有效期到期前1個月自動發出提醒,避免儀器超期使用,同時將所有檢定記錄、期間核查記錄錄入系統,實現全生命周期數據可追溯。
第六是加強采購和供應商管理,采購高壓開關測試儀時,要求供應商提供符合DL/T 846.6-2018標準的第三方檢測報告,優先選擇計量性能穩定、售后服務完善的產品,新購入儀器必須經過*檢定合格后方可投入使用。
參考文獻
【1】 中國電力企業聯合會. 2025年全國電網設備可靠性分析報告[R]. 北京:中國電力企業聯合會,2025.
【2】 南方電網有限責任公司. 2025年電力計量器具檢定質量抽查報告[R]. 廣州:南方電網有限責任公司,2025.
【3】 *市場監督管理總局. 2024年全國電力計量專項監督抽查結果公告[EB/OL]. http://www.samr.gov.cn, 2025-01.
【4】 *電網華東分部. 2025年華東電網高壓檢測設備質量分析報告[R]. 上海:*電網華東分部,2025.
【5】 DL/T 846.6-2018 高電壓測試設備通用技術條件 第6部分:高壓開關測試儀[S]. 北京:中國電力出版社,2018.
【6】 JJG(電力) 021-2021 高壓開關測試儀檢定規程[S]. 北京:中國電力出版社,2021.