电能表产品技术指标体系的变化(中)

电能表产品技术指标体系的变化

（华立仪表盛泉根）

1.概述

本文章就当前电能表产品所执行的IEC标准中的准确度技术指标体系和技术参数体系对产品发展的存在的部分不完整性提出了作者个人的观点，文中缓引了OIML（国际计量标准化组织）欧洲建议MI-003和国际建议R46中部分内容，目的是给出电能表产品准确度(基本误差)体系和技术参数体系完整性比较的参照。作者认为OIML R46提出的电能表准确度技术指标体系更为完整:一是仅使用I max一个技术参数有效地解决了所有的准确度(基本误差)的确定规则，二是有效地解决了电能表产品在供货和使用交接验收各方因品质检定时起动电流到最小电流范围没有误差规定而产生的矛盾。鉴于R46目前还处于CD6（委员会草案）阶段，阅读本文章时请关注R46最新发布的有效版本。

2. IEC标准中的技术参数和技术指标

现行的IEC标准中表示电能表产品的电流规格标识，通常需要用“I b(I max)A”的形式来表示。以基本电流为5A、最大电流为30A的单相电能表为例，按标准的规定通常应标识为“5（30）A”，其中数字“5”表示基本电流为5A，当电能表是直接接入式时在标准规定用“I b”表示，当电能表是经互感器接入式时在标准中规定（称为额定电流）用“I n”表示；数字“30”表示最大电流为30A，在标准中用“I max”表示；数字符号组合“5（30）”表示了电能表的过载倍数为6倍。在这组标识中，“I b”（“I n”）是电能表产品技术指标体系的关键技术参数，一个普通电能表产品的所具有的近40余项与准确度相关的技术指标均与这个技术参数有关，IEC标准规定的这种电能表产品标识至今已经延用了至少三十多年。

表1是国际电工委员会标准IEC 62053-21《交流电测量设备特殊要求第21部分静止式有功电能表（1和2级）》中对静止式电能表的准确度技术指标体系中基本误差和起动电流的规定，在这个标准中IEC没有对电能表产品的最低的过载倍数进行规定。

表1 IEC 62053-21 基本误差和起动电流

随着电子技术的发展和静止式电能表的出现，计量芯片具备的宽过载特性，使电能表的过载倍数从传统的机电式电能表的2-4倍提高到静止式电能表的5-10倍，在电力管理领域甚至已经出现了过载倍数更高的电能表产品的需求。电能表产品过载倍数的变化，按照现行的IEC标准规定的以基本电流I b（额定电流I n）和最大电流（I max）组合标注为核心的产品规格的标注以及技术指标体系，对电能表产品的研发、测试、生产、销售和使用管理带来诸多的不方便：

例如对5（60）A这样的产品，应该归类在5A还是归类在60A? 又如对于5（60）A和10（60）A这两种产品是否属于同一类产品？再如对于5（100）A这样的产品，其起动性能是否还需要在25mA的条件下进行试验？

IEC有关电能表产品的系列技术标准中的技术指标体系和产品的标注方式，需要用到基本电流I b(额定电流I n)和最大电流两个技术参数，实际上随着电能表过载能力的增加，用两个技术参数来定位电能计量仪表的技术指标体系和产品的规格标注，对越来越多的电能表产品新品种规格的出现，如上所述该标准的规定已经表现出了不适用性或不完整性。因此需要寻找一种更简捷适用的电能表产品的技术指标体系确定原则和产品规格的标注的方法，满足电能表产品在任何个性化品种规格出现的情况下标准的技术指标体系的仍能兼容和适用，让使用标准的各方通过产品的一个核心技术参数就可以快速获得该产品全部的性能和规格的特征信息。

3. OIML提出技术参数和技术指标的建议

早在2002年国际法制计量组织（OIML）就在电能表产品国际检定规程欧洲建议MI-003中提出了启用电能表产品的一个重要的技术参数“过渡电流”的建议，该建议将“过渡电流”用符号为“I tr”表示,并且将“I tr”这个

技术参数定义为：“由生产厂家指定相对应高于该仪表的准确度等级的最大允许误差范围内的最小电流值”，表2摘自OIML欧洲建议MI-003中的I st、I min和I max与I tr的关系。

表2 欧洲建议MI-003 技术参数变量关系

在欧洲建议MI-003中，已经基本确立“I tr”在I st、I min和I max之间的枢纽地位，虽然还部分保留了“I n”这个技术参数，但可以看出来整个电能表产品技术参数变量表的核心自变量参数就是I max。

2012年2月份国际法制计量组织OIML发布的R46 CD6国际建议草案，已经重新整理了更简捷的电能表产品的技术参数变量表和电能表产品的准确度技术指标体系表，见表3和见表4。

表3 OIML R46 的技术参数变量关系

表4 OIML R46 准确度（基本误差）指标

在表3和表4中，OIML R46已经确立了I max在电能表产品的技术指标体系中的主导地位，所有与电流有关的技术参数均是I max的一阶函数。根据

OIML R46的国际建议可以理解为，任何一款不同准确度和不同规格的电能表产品，一旦I max被确定，该款产品的全部准确度（基本误差）指标同时被确定。

4. OIML建议的特点与IEC标准的比较

下面重点对IEC和OIML规定的准确度技术指标体系的完整性进行对比分析。图1和图2分别是OIML和IEC关于1级直接接入式有功电能表基本误差和起动性能的误差范围的示意图。从图1可知，OIML规定的电能表产品从I st到I max之间的起动电流I st（见图1的b-c）的基本误差要求、起动电流到最小电流（I st~I min见图1的a-b-i-j区域）的基本误差要求、最小电流到过渡电流（I min~I tr见图1的b-c-h-i区域）的基本误差和过渡电流到最大电流（I tr~I max见图1的d-e-f-g区域）的基本误差的误差范围是连续且具有边界限制要求的。由图2可知，IEC标准仅规定了从最小电流I min到最大电流I max 范围的基本误差的误差范围，而对起动电流I st的基本误差和起动电流到最小电流（I st~I min）范围的基本误差是没有进行规定。