JJF 2194-2025 氧化鋅避雷器測試儀校準(zhǔn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)發(fā)展報告

氧化鋅避雷器測試儀校準(zhǔn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)發(fā)展報告StandardizationDevelopmentReport:CalibrationSpecificationforZincOxideArresterTesters摘要氧化鋅避雷器作為電力系統(tǒng)中保障設(shè)備絕緣安全、限制過電壓的關(guān)鍵保護(hù)裝置，其運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確評估直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。氧化鋅避雷器測試儀是用于測量避雷器泄漏電流、阻性電流、功耗等關(guān)鍵參數(shù)的專業(yè)儀器，其量值準(zhǔn)確性對避雷器狀態(tài)診斷結(jié)論的可靠性具有決定性影響。然而，長期以來我國缺乏針對該類儀器的統(tǒng)一校準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，導(dǎo)致各計量技術(shù)機(jī)構(gòu)、電力試驗(yàn)研究院所和制造企業(yè)的校準(zhǔn)方法不統(tǒng)一、校準(zhǔn)項(xiàng)目不明確、技術(shù)指標(biāo)不一致，嚴(yán)重制約了量值溯源體系的完善和檢測數(shù)據(jù)的互認(rèn)。為有效解決上述問題，國家市場監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)立項(xiàng)制定《氧化鋅避雷器測試儀校準(zhǔn)規(guī)范》（JJF2194-2025）。本報告系統(tǒng)闡述了該規(guī)范立項(xiàng)的背景與必要性、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、主要技術(shù)內(nèi)容編制思路、預(yù)期實(shí)施效果以及主要起草單位情況，旨在為標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)審查和應(yīng)用推廣提供全面的參考依據(jù)，為提升我國電力安全計量保障能力提供技術(shù)支撐。關(guān)鍵詞：氧化鋅避雷器測試儀；校準(zhǔn)規(guī)范；計量溯源；阻性電流測量；電力安全；國家計量技術(shù)規(guī)范AbstractZincoxidearrestersarecriticalprotectivedevicesinpowersystems,ensuringinsulationsafetyandlimitingovervoltage.Theaccurateevaluationoftheiroperationalstatusdirectlyaffectsthesafeandstableoperationofpowergrids.Zincoxidearrestertestersarespecializedinstrumentsusedtomeasurekeyparametersofarresters,includingleakagecurrent,resistivecurrent,andpowerloss.Theaccuracyoftheseinstrumentshasadecisiveimpactonthereliabilityofarresterconditiondiagnosis.However,foralongtime,Chinahaslackedaunifiedcalibrationtechnicalspecificationforsuchinstruments,resultingininconsistentcalibrationmethods,unclearcalibrationitems,andinconsistenttechnicalindicatorsamongvariousmetrologyinstitutions,electricpowerresearchinstitutes,andmanufacturingenterprises.Thishasseriouslyrestrictedtheimprovementofthetraceabilitysystemandthemutualrecognitionoftestingdata.Toeffectivelyaddresstheseissues,theStateAdministrationforMarketRegulationapprovedtheformulationofthe*CalibrationSpecificationforZincOxideArresterTesters*(JJF2194-2025).Thisreportsystematicallyelaboratesonthebackgroundandnecessityofthisspecification,thecurrenttechnicalstatusdomesticallyandinternationally,theformulationapproachformaintechnicalcontents,theexpectedimplementationeffects,andinformationontheprincipaldraftingorganization,aimingtoprovidecomprehensivereferencefortechnicalreviewandapplicationpromotionofthespecification.Keywords:Zincoxidearrestertester;Calibrationspecification;Metrologicaltraceability;Resistivecurrentmeasurement;Powersystemsafety;Nationalmetrologytechnicalspecification一、引言1.1研究背景隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展和特高壓電網(wǎng)建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，電力系統(tǒng)對設(shè)備安全運(yùn)行的要求不斷提高。氧化鋅避雷器（MetalOxideArrester，MOA）因其優(yōu)異的非線性伏安特性和良好的保護(hù)性能，已成為電力系統(tǒng)中過電壓保護(hù)的核心設(shè)備，廣泛應(yīng)用于變電所、輸電線路、發(fā)電廠等各個環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，截至2024年底，我國電網(wǎng)在運(yùn)的氧化鋅避雷器數(shù)量已超過數(shù)百萬只，且仍以每年約8%的速度遞增。氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀態(tài)直接影響著電力設(shè)備乃至整個電網(wǎng)的運(yùn)行安全。避雷器在長期運(yùn)行過程中，會因受潮、老化、污穢等因素導(dǎo)致閥片性能劣化，進(jìn)而出現(xiàn)泄漏電流增大、阻性電流分量異常升高、功耗超標(biāo)等隱患。如果不能及時準(zhǔn)確地檢測出這些異常狀態(tài)，避雷器可能在過電壓作用下發(fā)生爆炸或損壞，造成大面積停電事故和重大經(jīng)濟(jì)損失。氧化鋅避雷器測試儀（以下簡稱“測試儀”）是用于對避雷器進(jìn)行在線或離線測試的專用計量儀器，主要測量避雷器的全電流、阻性電流、容性電流、功耗等參數(shù)。該儀器的測量準(zhǔn)確性直接決定了避雷器狀態(tài)評估結(jié)論的可靠性。若測量結(jié)果偏差過大，可能導(dǎo)致兩種嚴(yán)重后果：其一，漏檢——對存在早期缺陷的避雷器未能及時預(yù)警，導(dǎo)致故障擴(kuò)大；其二，誤判——對健康避雷器做出“不合格”的過度診斷，造成不必要的停電檢修和非計劃更換，浪費(fèi)大量人力物力資源。因此，保障測試儀的量值準(zhǔn)確可靠，是電力安全計量工作的重要內(nèi)容。1.2標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的必要性（1）填補(bǔ)計量技術(shù)規(guī)范空白。經(jīng)系統(tǒng)查詢，截至本規(guī)范立項(xiàng)之前，我國尚未發(fā)布專門針對氧化鋅避雷器測試儀的國家計量校準(zhǔn)規(guī)范或檢定規(guī)程。各使用單位只能參考相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)自編方法開展校準(zhǔn)活動，校準(zhǔn)依據(jù)不統(tǒng)一，量值可靠性難以保證。國家市場監(jiān)督管理總局于2025年2月8日批準(zhǔn)發(fā)布JJF2194-2025《氧化鋅避雷器測試儀校準(zhǔn)規(guī)范》，填補(bǔ)了該類儀器量值溯源體系的空白。（2）行業(yè)發(fā)展的迫切需求。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)氧化鋅避雷器測試儀的廠商眾多，包括國內(nèi)主要電力儀器制造企業(yè)及部分國外品牌，產(chǎn)品型號繁雜，技術(shù)指標(biāo)表述各異。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)在用各品牌型號的氧化鋅避雷器測試儀已超過數(shù)萬臺，且每年新增需求旺盛。面對如此龐大的儀器存量，缺乏統(tǒng)一規(guī)范的技術(shù)依據(jù)，將嚴(yán)重影響計量監(jiān)管的有效性。（3）依法治理的政策要求。根據(jù)《中華人民共和國計量法》及其實(shí)施細(xì)則的相關(guān)規(guī)定，用于安全防護(hù)、貿(mào)易結(jié)算、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的計量器具應(yīng)依法實(shí)施計量管理。測試儀雖未列入《實(shí)施強(qiáng)制管理的計量器具目錄》，但作為電力安全檢測的關(guān)鍵設(shè)備，對其進(jìn)行規(guī)范化的校準(zhǔn)管理是保障電力安全生產(chǎn)的必然要求。二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀分析2.1氧化鋅避雷器測試儀技術(shù)發(fā)展概況氧化鋅避雷器測試儀的核心測量原理基于氧化鋅閥片的非線性電阻特性。早期的測試儀主要采用模擬電路實(shí)現(xiàn)泄漏電流的測量，功能單一、精度較低。近年來，隨著微電子技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)和傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代測試儀已發(fā)展為以高性能微處理器為核心，集信號采集、數(shù)字濾波、諧波分析、無線通信于一體的智能化儀器。從測量原理上，當(dāng)前主流測試儀主要分為兩類：一類是基于電壓參考信號同步的測量方式，通過PT（電壓互感器）二次側(cè)獲取電壓參考信號，利用數(shù)字相關(guān)分析法提取阻性電流基波分量和諧波分量；另一類是不需要電壓參考信號的測量方式，通過特定的信號處理算法，利用全電流波形本身的特征進(jìn)行分析。各類測試儀在測量范圍、準(zhǔn)確度等級、抗干擾能力等方面存在較大差異。從應(yīng)用形式上，測試儀可分為便攜式在線測試儀和停電試驗(yàn)用測試儀兩大類，均需在復(fù)雜的電磁環(huán)境下正常工作，對儀器的抗干擾能力和測量穩(wěn)定性提出了較高的要求。2.2國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀國際方面：國際電工委員會（IEC）已制定了IEC60099-5《避雷器第5部分：選擇和應(yīng)用推薦》等標(biāo)準(zhǔn)，主要規(guī)定了避雷器本身的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和應(yīng)用導(dǎo)則，但未針對避雷器測試儀的計量校準(zhǔn)制定專門的標(biāo)準(zhǔn)。IEC60099-4規(guī)定了避雷器運(yùn)行中狀態(tài)監(jiān)測的相關(guān)內(nèi)容，對避雷器泄漏電流的監(jiān)測方法提出了推薦性要求，但同樣未涉及測試儀量值溯源的技術(shù)規(guī)范。國內(nèi)方面：電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T987-2017《氧化鋅避雷器阻性電流測試儀通用技術(shù)條件》對測試儀的產(chǎn)品技術(shù)要求、試驗(yàn)方法等進(jìn)行了規(guī)定，但該標(biāo)準(zhǔn)屬于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)范疇，側(cè)重于產(chǎn)品的設(shè)計、制造和出廠檢驗(yàn)，并未系統(tǒng)規(guī)定計量校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項(xiàng)目和計量性能要求。JJG（電力）01-1994《避雷器漏電流表檢測規(guī)程》雖涉及相關(guān)參數(shù)的檢測，但其適用范圍和技術(shù)內(nèi)容已難以滿足當(dāng)前測試儀技術(shù)發(fā)展的需要。此外，部分地方計量技術(shù)機(jī)構(gòu)曾制定過地方性的校準(zhǔn)規(guī)范，但在校準(zhǔn)方法、技術(shù)指標(biāo)等方面存在較大差異，無法實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)的量值統(tǒng)一。因此，制定全國統(tǒng)一的氧化鋅避雷器測試儀校準(zhǔn)規(guī)范，是完善我國電力計量技術(shù)規(guī)范體系的重要舉措。2.3現(xiàn)有校準(zhǔn)技術(shù)存在的問題通過對國內(nèi)主要計量技術(shù)機(jī)構(gòu)、電力科學(xué)研究單位和制造企業(yè)的調(diào)研，目前氧化鋅避雷器測試儀的校準(zhǔn)工作主要存在以下問題：一是校準(zhǔn)方法不統(tǒng)一。各單位采用的校準(zhǔn)方法包括直接測量法、模擬器比對法、標(biāo)準(zhǔn)電阻法等多種形式，校準(zhǔn)結(jié)果之間存在較大差異。二是校準(zhǔn)項(xiàng)目不完整。部分機(jī)構(gòu)僅對全電流、阻性電流等基本參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，忽略了對相位測量誤差、諧波影響、頻率響應(yīng)、絕緣電阻等關(guān)鍵性能指標(biāo)的考核。三是計量性能指標(biāo)不明確。由于缺乏統(tǒng)一的規(guī)范依據(jù)，各機(jī)構(gòu)對測試儀最大允許誤差的要求不一致，從±1%到±5%不等，導(dǎo)致校準(zhǔn)結(jié)論可比性差。三、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容3.1適用范圍本規(guī)范適用于基于電壓參考信號同步測量方式和非參考電壓信號測量方式的氧化鋅避雷器測試儀的首次校準(zhǔn)、后續(xù)校準(zhǔn)和使用中檢查。不適用于僅具備定性判斷功能、不提供定量測量數(shù)據(jù)的簡易型避雷器指示器的校準(zhǔn)。3.2規(guī)范性引用文件本規(guī)范引用了以下關(guān)鍵文件：-JJF1001《通用計量術(shù)語及定義》-JJF1059.1《測量不確定度評定與表示》-JJF1071《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》-DL/T987《氧化鋅避雷器阻性電流測試儀通用技術(shù)條件》-IEC60099-5《避雷器第5部分：選擇和應(yīng)用推薦》3.3計量性能要求（1）全電流測量誤差。在全電流測量范圍內(nèi)（通常為0.1mA～10mA），測試儀全電流示值的最大允許誤差不超過±（1%讀數(shù)+2個字）。（2）阻性電流測量誤差。阻性電流是評估避雷器閥片老化程度的核心參數(shù)。在基準(zhǔn)條件下，阻性電流示值的最大允許誤差不超過±（2%讀數(shù)+2個字）。（3）容性電流測量誤差。容性電流示值的最大允許誤差不超過±（2%讀數(shù)+2個字）。（4）功耗測量誤差。功耗示值的最大允許誤差不超過±（3%讀數(shù)+3個字）。（5）相位角測量誤差。電壓與全電流之間相位角的測量誤差不超過±2°。3.4校準(zhǔn)條件與校準(zhǔn)項(xiàng)目（1）校準(zhǔn)環(huán)境條件。溫度：（23±5）℃；相對濕度：≤85%RH；供電電源：AC（220±22）V，（50±0.5）Hz；校準(zhǔn)場所應(yīng)無強(qiáng)振源和強(qiáng)電磁干擾。（2）校準(zhǔn)項(xiàng)目。本規(guī)范規(guī)定的校準(zhǔn)項(xiàng)目包括：外觀及通電檢查、全電流示值誤差、阻性電流示值誤差、容性電流示值誤差、功耗示值誤差、相位角示值誤差、絕緣電阻測量。3.5校準(zhǔn)方法（1）標(biāo)準(zhǔn)器選取。校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器應(yīng)選用經(jīng)計量檢定合格的標(biāo)準(zhǔn)電阻器、標(biāo)準(zhǔn)電流互感器、標(biāo)準(zhǔn)相位發(fā)生器等設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)器的量值應(yīng)能覆蓋被測測試儀的測量范圍，且其擴(kuò)展不確定度應(yīng)不超過被測測試儀最大允許誤差絕對值的1/3。（2）校準(zhǔn)步驟。校準(zhǔn)中將被測測試儀與標(biāo)準(zhǔn)器按規(guī)范規(guī)定的電路連接，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)器的輸出參數(shù)，依次讀取被測測試儀的測量示值并記錄。每個校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)測量不少于3次，取算術(shù)平均值作為該點(diǎn)的測量結(jié)果。3.6校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)與復(fù)校時間間隔校準(zhǔn)結(jié)果以校準(zhǔn)證書形式給出，內(nèi)容包括：校準(zhǔn)項(xiàng)目的測量結(jié)果及測量不確定度、各校準(zhǔn)項(xiàng)目的判定結(jié)論、校準(zhǔn)依據(jù)的技術(shù)文件等信息。測量不確定度應(yīng)按照J(rèn)JF1059.1的要求進(jìn)行評定和報告。復(fù)校時間間隔建議為1年。在以下情況下應(yīng)提前送校：儀器經(jīng)維修或更換主要元器件后；儀器受到劇烈沖擊或跌落；在使用過程中發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)異常波動；長期停用后重新啟用。四、主要起草單位與實(shí)施保障4.1主要起草單位介紹本規(guī)范的主要起草單位為中國計量科學(xué)研究院，這是我國最高計量技術(shù)機(jī)構(gòu)，是國家量值溯源體系的源頭，直屬于國家市場監(jiān)督管理總局。中國計量科學(xué)研究院成立于1955年，是集計量基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、量值傳遞、計量服務(wù)和國際合作于一體的綜合性國家級計量科學(xué)研究機(jī)構(gòu)。在電學(xué)計量領(lǐng)域，中國計量科學(xué)研究院建有國家交直流電壓、電流、電阻、電容、電感等基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)裝置，量值覆蓋范圍廣、不確定度水平國際領(lǐng)先。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，該院已培養(yǎng)了一支在電磁計量領(lǐng)域具有深厚學(xué)術(shù)造詣和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的科研團(tuán)隊(duì)，擁有國際先進(jìn)的精密測量設(shè)備和完備的計量校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室。此外，該院長期跟蹤國際計量發(fā)展前沿，積極參與國際計量委員會（CIPM）、國際電工委員會（IEC）等國際組織的技術(shù)活動，在國際計量比對和標(biāo)準(zhǔn)制定中發(fā)揮著重要作用。在本規(guī)范的編制過程中，中國計量科學(xué)研究院牽頭組織了對國內(nèi)主要測試儀制造企業(yè)、電力科學(xué)研究院、省級計量院等多家單位的技術(shù)調(diào)研，系統(tǒng)梳理了各類測試儀的原理結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)和使用現(xiàn)狀，組織開展了多輪實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)，為標(biāo)準(zhǔn)中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的確定提供了扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。4.2其他參與單位本規(guī)范的制定還匯聚了電力行業(yè)和計量技術(shù)機(jī)構(gòu)的多方力量。主要參與單位包括中國電力科學(xué)研究院有限公司、國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院、南網(wǎng)科研院有限責(zé)任公司、山東省計量科學(xué)研究院、江蘇省計量科學(xué)研究院以及國內(nèi)多家具有代表性的測試儀制造企業(yè)。各參與單位分工協(xié)作，充分發(fā)揮了電力運(yùn)行實(shí)踐、計量技術(shù)研究和裝備制造等不同領(lǐng)域的專業(yè)優(yōu)勢，為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的科學(xué)性、合理性和可操作性提供了有力保障。4.3實(shí)施保障措施五、結(jié)論與展望5.1主要結(jié)論JJF2194-2025《氧化鋅避雷器測試儀校準(zhǔn)規(guī)范》的發(fā)布實(shí)施，是我國電力安全計量技術(shù)規(guī)范體系建設(shè)的又一重要成果。通過本規(guī)范的制定和貫徹實(shí)施，將實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：（1）構(gòu)建統(tǒng)一完善的校準(zhǔn)技術(shù)依據(jù)。本規(guī)范統(tǒng)一了氧化鋅避雷器測試儀的校準(zhǔn)項(xiàng)目、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)方法和計量性能要求，填補(bǔ)了國家層面的技術(shù)規(guī)范空白，使該類儀器的量值溯源工作有據(jù)可依、有章可循。（2）有效提升量值溯源能力和水平。通過規(guī)范化校準(zhǔn)方法的實(shí)施和統(tǒng)一技術(shù)指標(biāo)的約束，測試儀的量值測量不確定度將得到有效控制，量值溯源鏈更加清晰完整，為避雷器狀態(tài)評估提供更加可靠的計量保障。（3）有力推動行業(yè)技術(shù)交流與質(zhì)量提升。統(tǒng)一的校準(zhǔn)規(guī)范為制造企業(yè)提供了明確的產(chǎn)品性能考核依據(jù)，有利于引導(dǎo)企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計、提升制造質(zhì)量，同時也有利于不同機(jī)構(gòu)間校準(zhǔn)結(jié)果的可比性和互認(rèn)性，促進(jìn)技術(shù)交流與資源共享。5.2未來展望隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)的深入推進(jìn)和電力設(shè)備狀態(tài)檢修制度的全面實(shí)施，對氧化鋅避雷器測試儀的技術(shù)性能和計量管理要求將不斷提高。展望未來，以下幾個方面值得重點(diǎn)關(guān)注：（1）智能化方向的探索。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在電力檢測領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，具備自校準(zhǔn)、遠(yuǎn)程計量監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析診斷功能的智能化測試儀將逐漸成為主流。適應(yīng)智能化儀器特點(diǎn)的在線校準(zhǔn)方法和遠(yuǎn)程校準(zhǔn)技術(shù)將成為計量技術(shù)研究的重點(diǎn)方向。（2）技術(shù)指標(biāo)的動態(tài)完善。隨著測試儀制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，儀器測量準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性將進(jìn)一步提升，本規(guī)范中的計量性能指標(biāo)應(yīng)根據(jù)技術(shù)發(fā)展適時進(jìn)行修訂完善，以保證規(guī)范的技術(shù)先進(jìn)性和適用性。（3）國際互認(rèn)