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1、霍尔交直流大电流传感器在线校准规范验证试验报告中国计量科学研究院国家高电压计量站山东省计量科学研究院宜昌市计量检定测试所国网江苏省电力公司电力科学研究院国网河北省电力公司电力科学研究院2022年05月3 .试验设备霍尔大电流传感器（CHBTOKD）、直流大电流发生器和图像传 感器。4 .试验人员李传生，林飞鹏（中国计量科学研究院）。5 .试验地点中国计量科学研究院直流电量及高压大电流实验室6 .试验时间2022 年 05 月。7 .试验结果连续测量100次，图像传感器识别的数据和霍尔大电流传感器 的显示值比拟，当直流大电流发生器的输出电流突变时，只有一个 数据图像传感器未能准确识别。其他数据都
2、能精准的识别。8 .试验结论图像传感器精准识别率优于99%o试验4： 一次电流短期漂移对测量结果的影响及数据同步读取系统的有效性验证1、试验目的本试验的目的是验证一次电流短期漂移对被校霍尔电流传感 器测量结果影响及同步采集控制系统的有效性验证。2、试验方法对一台霍尔大电流传感器和标准电流传感器同时施加短期漂移小于0.01%/10分钟的电流。读取霍尔大电流传感器显示值和标 准电流传感器的值。采用数据同步读取系统同步读取霍尔大电流传 感器显示值和标准电流传感器的值比拟霍尔大电流传感器的测量 结果。3、试验设备试验标准设备如下表所示：序号名称测量范围最大允许误差1标准电流传感器1kA6kA0.01%
3、2图像传感器精准识别率大于99%3同步数据读取系同步读取被测试验设备1霍尔大电流传感IkA10kA0. 2%FS4、试验地点中国计量科学研究院，直流电量及高压大电流实验室。5、试验时间2022年5月。6、试验人员林飞鹏，尹庭申。7、试验结果无同步读取系统读取霍尔大电流传感器显示值和标准电流传感器的值如表1所示；采用数据同步读取系统同步读取霍尔大电流传感器显示值和标准电流传感器的值如表2所示：表1无同步读取系统测量结果测量次数标准电流值（kA）显示值（kA）误差（kA）15. 00104. 98-0. 0225. 00114. 99-0.0135.00124. 98-0. 0245.00114.
4、 98-0. 0255. 00114. 99-0.0165. 00124. 98-0. 0275.00104. 99-0.0185.00114. 99-0.0195. 00124. 99-0.01105.00134. 98-0. 02平均值5.00114. 985-0. 016表2同步读取系统测量结果测量次数标准电流值（kA）显示值（kA）误差（kA）15.00124. 99-0.0125.00104. 99-0.0135. 00114. 98-0. 0245.00114. 99-0.0155.00124. 98-0. 0265. 00124. 99-0.0175. 00104. 98-0.
5、027、试验结论85. 00124. 99-0.0195.00114. 99-0.01105.00124. 98-0. 02平均值5. 00114. 986-0. 015施加在霍尔大电流传感器和标准电流传感器一次电流10分钟 的短期漂移小于被校准霍尔大电流传感器准确度的1/5时，电流源 的短期漂移对被校准霍尔大电流传感器的测量结果影响小于 1/10 O试验5：霍尔大电流传感器在线校准系统的试验验证1、试验目的在工业现场，尤其在冶金工业，测量的电流大（约500kA）,金 属电解电流短期漂较大（约1%）,而且是连续运行，无法断电。 霍尔大电流传感器的输出直接接入二次测控系统显示电流值，一般 没有预
6、留计量接口，而且霍尔大电流传感器的测量器件安装在生产 车间，显示单元那么安装在监控室，两者距离较远，一般超过百米。 本试验的目的是验证霍尔大电流传感器在线校准系统的合理性和 有效性验证。2、试验设备标准电流传感器、图像传感器、同步数据读取系统和霍尔交直 流大电流传感器。3、试验方法霍尔大电流传感器在线校准系统如图1所示，由标准电流传感 器、图像传感器、同步数据读取系统组成。图像传感器用于读取被 校霍尔大电流传感器二次显示单元示值，同步读取霍尔大电流传感 器示值和标准大电流传感器的读数值，连续读取一段时间一定次数 的值并计算平均值，计算被校霍尔大电流传感器的测量误差。试验 的原理如图1所示，霍尔
7、大电流传感器在线校准装置如图2所示：一次电源器 纤流感尔流感霍电传霍尔元件422总线图像传感USB WiFi模块SCCB二山女麻图1霍尔电流传感器在线校准原理图2霍尔大电流传感器在线校准的装置4、试验地点云南某电解铝厂。5、试验时间2019年8月。6、试验人员林飞鹏，李传生。7、试验结果霍尔大电流传感器在线校准的结果如图3所示:瞰瞅叨册1册28:49 斗 跳358,疆:现&蚓图3霍尔大电流传感器在线校准的结果7、试验结论在线校准系统在云南某铝厂成功校准350kA霍尔大电流传感 器，实现了连续测量，同步数据读取，有效减小因电解电流短期漂 移对测量结果的影响，实现了在线校准系统铝电解超大直流电流在
8、 线校准领域应用，实现了现场霍尔超大电流传感器的远程校准。验 证了霍尔大电流传感器在线校准系统的有效性。试验6：霍尔电流传感器校准周期试验验证1、试验目的本试验的目的是验证霍尔大电流传感器在线校准周期的合理 性验证。2、试验设备标准电流传感器、图像传感器、同步数据读取系统和霍尔电流 传感器。3、试验方法霍尔大电流传感器在线校准系统如图1所示，由标准电流传感 器、图像传感器、同步数据读取系统组成。图像传感器用于读取被 校霍尔大电流传感器二次显示单元示值，同步读取霍尔大电流传感 器示值和标准大电流传感器的读数值，连续读取一段时间一定次数 的值并计算平均值，计算被校霍尔大电流传感器的测量误差。试验
9、的原理如图1所示;霍尔大电流传感器在线校准的装置如图2所示:试验1:环境温度对标准电流传感器准确度影响试验1 .试验目的本试验主要研究环境温度对标准电流传感器准确度的影响，选 取光纤电流传感器为标准电流传感器，按校准规范中规定的环境温 度(-2050)条件进行试验，验证校准规范合理性和可行性。2 .试验方法参照GB20840. 8-2007互感器 第8局部：电子式电流互感器， 对标准电流传感器进行温度循环测试，把标准电流传感器放置在温 控箱里，施加恒定的电流，测量不同环境温度的标准电流传感器误 差.试验设备试验设备包括直流大电流发生器，直流电流比例标准，标准电 阻，数字多用表和标准电流传感器。
10、3 .试验人员李传生，林飞鹏 (中国计量科学研究院)。4 .试验地点中国计量科学研究院直流电量及高压大电流实验室。5 .试验时间2019 年 10 月。/磁芯霍尔元件尔流感霍电传器纤流感一次电源光电信号处理单元二次信号处理电路422总线USB11 二次显示仪表B404.4图像传感WiFi模块SCCB二山女麻图1霍尔电流传感器在线校准原理图2霍尔大电流传感器在线校准的装置4、试验地点云南某电解铝厂。5、试验时间2021年8月和2022年5月。6、试验人员林飞鹏，李传生。7、试验结果霍尔大电流传感器两次在线校准的结果如表1所示:表1霍尔大电流传感器在线校准的结果测量时间标准电流传感器 (kA)示值
11、(kA)误差(kA)2021年8月17日348.83501.22022年5月03日348.53501. 57、试验结论云南某铝厂的霍尔大电流传感器，从2021年8月17日和2022 年5月03日分别进行了在线校准，霍尔电流传感器的误差值变化 了约0.09%。因为标准电流传感器年稳定性小于0.05%。因此霍尔 电流传感器的年变化约0.15%,小于霍尔电流传感器允许误差 0.5%FS的1/3,由于在线使用的霍尔大电流传感器连续使用，属于 使用频繁，而且电解电流与电解效率和企业节能降耗相关，因此建 议在线霍尔大电流传感器校准周期为2年。6 .试验结果温度变化曲线如图1所示，环境温度为20,温变速率大
12、于 20K/ho整个温变过程中测量标准电流传感器的误差，温度与误差 结果如表1所示，在-20C50范围内，标准电流传感器的误差在 -0.03%+0.09%之间，小于0.2%以内。图1温度循环曲线表1标准电流传感器温度误差数据测试点12345误差闾0. 030. 070. 080. 090. 04测试点678910误差给-0. 02-0. 03-0. 030.010. 028.试验结论结论L环境温度在20时，标准电流传感器的误差直接引用 溯源证书的误差值，当环境温度50。时，标准电流传感器的误差需 要修正0.06%左右，当环境温度-20时，标准电流传感器的误差需 要修正-0. 06%左右。结论2
13、：标准电流传感器的误差会随环境温度变化而变化，在 -2050范围内，不仅光纤电流测传感器工作正常。而且误差小 于0.2%以内。结论3：环境温度从20 (-50)(-20)20标准电流 传感器的短期漂移优于0. 02%。试验2：标准电流传感器短期漂移对测量结果的影响试验1 .试验目的本试验主要研究标准电流传感器短期漂移对测量结果的影响， 选取一台光纤电流传感器为标准电流传感器，环境条件不变，测量 标准电流传感器10分钟短期漂移。2 .试验方法大电流同时施加在交直流电流比拟仪和标准电流传感器，连续 测量10分钟，同时、同步和连续读取标准电流值和标准电流传感 器读数，计算标准电流值与标准电流传感器的
14、读数差值。试验原理 如图1所示，测量装置如图2所示：直流、工频电源Iv转换/ 信号调理-次电流回路主控模块 FPGA+CPU高精度A/D 转换模块校 光纤串口 同步信号图1测量原理图2测量装置.试验设备大功率直流电源、等安匝线圈（由4组线圈级联组成）、交直流电流比拟仪、标准电流传感器（光纤电流传感器）、误差同步测 量装置组成。3 .试验人员李传生，林飞鹏（中国计量科学研究院）。4 .试验地点中国计量科学研究院直流电量及高压大电流实验室。5 .试验时间2021 年 11 月。6 .试验结果连续测量10分钟的标准电流传感器短期漂移数据如表1所示:表1标准电流传感器测漂移数据测试时间14： 0014
15、： 0114： 0214： 0314： 04标准电流值（kA）300. 06300. 06300. 05300. 06300. 07标准电流 传感器读 数值（kA）300. 03300. 02300. 02300. 02300. 03误差值（kA）-0. 03-0. 04-0. 03-0. 04-0. 04测试时间14： 0514： 0614： 0714： 0814： 09标准电流值(kA)300. 07300. 06300. 07300. 08300. 07标准电流 传感器读 数值(kA)300. 03300. 03300. 04300. 04300. 02误差值(kA)-0. 04-0.
16、03-0. 03-0. 04-0. 05测试时间14： 10/标准电流值(kA)300. 08/标准电流传感器读数值(kA)300. 04/误差值(kA)-0. 04/8.试验结论结论：标准电流传感器10分钟的短期漂移为0.02/300,小于 0.01%,因为霍尔交直流大电流传感器在线校准时，一次电流一般 都在小幅范围波动(1%/10分钟)，不会突变，因此，霍尔交直流 大电流传感器在线校准时，标准电流传感器的短期漂移对测量结果 的影响小于0. 01%o试验3：图像传感器的精准识别率对测量结果影响试验.试验目的本试验主要研究图像传感器的精准识别率对测量结果的影响， 图像传感器识别值与霍尔大电流传感器显示值比拟，得出图像传感 器的精准识别率，验证校准规范规定的图像传感器精准识别率的合 理性。1 .试验方法同时记录图像传感器识别的数据和霍尔大电流传感器的显示 值，连续测量100次。计算图像传感器的精准识别率。