TZSA 275-2024 光纖大電流傳感器

ICS17.040.30CCSN28團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/ZSA275-2024光纖大電流傳感器Fiberopticallargecurrentsensor2024-12-19發(fā)布 2024-12-20實(shí)施中關(guān)村標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會 發(fā)布T/ZSA275-2024T/ZSA275-2024目 次前言 III范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1工作條件 3額定電流 3工作溫度 3工作濕度 3海拔 3電源 3技術(shù)要求 3一般要求 3測量性能 4響應(yīng)特性 5溫度性能 5輸出要求 5機(jī)械性能 7電磁兼容 7絕緣強(qiáng)度 8試驗(yàn)方法 8一般要求 8測量性能 8響應(yīng)特性 9溫度性能 9輸出要求 9機(jī)械性能 10電磁兼容 10絕緣強(qiáng)度 11檢驗(yàn)規(guī)則 11檢驗(yàn)分類 11檢驗(yàn)項(xiàng)目 11出廠檢驗(yàn) 11型式檢驗(yàn) 12標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存 128.1標(biāo)志 128.2包裝 128.3運(yùn)輸 13I8.4貯存 13附錄 A（規(guī)范性附錄）光纖大電流傳感器性能測試 14II前 言GB/T1.1—20201請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中關(guān)村標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會智能電氣分技術(shù)委員會提出并歸口。本文件主要起草人：肖浩、王強(qiáng)龍、劉東偉、李傳生、鐵軍、劉彬、楊忠州、常曉月、廉幸剛、韓大紅、蘇科峰、李雨辰、徐民、郭子娟、吳珊、王澤遠(yuǎn)。III光纖大電流傳感器范圍（1規(guī)范性引用文件GB/T191 包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)A：低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)B：高溫GB/T2423.22環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)N：溫度變化GB/T4208—2017外殼防護(hù)等級（IP代碼）GB/T7424.21—2021光纜總規(guī)范第21部分：光纜基本試驗(yàn)方法機(jī)械性能試驗(yàn)方法GB/T7665—2005傳感器通用術(shù)語GB/T11287—2000電氣繼電器第211（正弦）GB/T14537—1993量度繼電器和保護(hù)裝置的沖擊與碰撞試驗(yàn)GB/T17626.2—2018 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.3 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.4 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.5—2019 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 浪涌（沖擊）抗擾度試GB/T17626.6 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度GB/T17626.8 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 工頻磁場抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.11 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 第11部分：對每相輸入電流小于或等于16A設(shè)備的電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)GB/T18268.1—2010 測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用的電設(shè)備電磁兼容性要求GB/T20840.8—2007 互感器 第8部分：電子式電流互感器GB/T26216.1—2010 高壓直流輸電系統(tǒng)直流電流測量裝置 第1部分電子式直流電流測量裝置IEC61326—1—2020 測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備 電磁兼容性要求 第1部分：一般要（Electricalequipmentformeasurement,controlandlaboratoryuse-EMCrequirements-Part1：Generalrequirements）術(shù)語和定義GB/T7665—2005界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。光纖大電流傳感器fiberopticallargecurrentsensor光纖大電流傳感器是一種用于測量1千安及以上電流的光纖電流傳感器。1輸出變比outputratio傳感器的輸出量或增量（包括數(shù)字量以及電壓、電流等模擬量）與被測電流之間的比例值。準(zhǔn)確度accuracy在規(guī)定測量范圍內(nèi)，傳感器輸出量滿足其對應(yīng)等效電流與被測電流之間測量誤差的限值要求。重復(fù)性repeatability線性度linearitytemperaturedriftresponsetime施加階躍信號或方波信號作為激勵，激勵信號達(dá)到95%至傳感器的輸出量達(dá)到95%的時間長度。過電流overcurrent反向電流reversecurrent絕緣強(qiáng)度dielectricstrength傳感器上規(guī)定的絕緣部分抵抗外加正弦交流電壓擊穿的能力。2工作條件額定電流傳感器的額定電流值應(yīng)為10kA、30kA、45kA、60kA、100kA、200kA、300kA、400kA、500kA、600kA、700kA、1000kA、1200kA。工作溫度a)低溫工作溫度分別為-40℃、-20℃、-10℃、-5℃、0℃；40507085℃；如用戶另有要求，應(yīng)向生產(chǎn)廠家提出，并在定貨合同中注明。工作濕度傳感器工作時的相對濕度應(yīng)不超過90%RH，且表面無凝露。海拔海拔應(yīng)不超過1200m。當(dāng)產(chǎn)品使用條件超出本條限值時，用戶應(yīng)向生產(chǎn)廠家提出要求。電源傳感器電源電壓應(yīng)滿足以下至少1項(xiàng)要求：直流（DC）電壓為110V～220V；交流（AC）電壓為110V～220V，頻率為50Hz或60Hz；如用戶另有要求，用戶應(yīng)向生產(chǎn)廠家提出。技術(shù)要求一般要求傳感器外觀應(yīng)同時滿足如下要求：外觀表面光潔完好，結(jié)構(gòu)無變形、缺損、裂紋或劃傷；產(chǎn)品銘牌、極性標(biāo)志等標(biāo)牌應(yīng)正確、完整、清晰，并牢固地固定在外殼上；接線端子和接地端子齊全、無松脫，標(biāo)注正確、清晰。防護(hù)等級傳感器中傳感部分的防護(hù)性能應(yīng)不低于IP54的要求，采集部分防護(hù)性能應(yīng)不低于IP30的要求。告警13表1 預(yù)告警功能狀態(tài)說明指示燈功能狀態(tài)說明RUN運(yùn)行指示亮：正常；滅：未運(yùn)行ERR報錯指示亮：報錯；滅：正常SYN同步指示亮：同步；滅：未同步PWR光功率指示亮：光功率異常；滅：正常MOD調(diào)制器指示亮：調(diào)制器異常；滅：正常COM溫度指示亮：溫度異常；滅：正常測量性能準(zhǔn)確度傳感器的測量電流范圍為額定電流的10%～400%，其測量電流誤差限值應(yīng)滿足表2的要求。表2 傳感器準(zhǔn)確度等級準(zhǔn)確度等級工作范圍過流電流在下列額定電流Ir（%）下的電流（比值）誤差±%102050100110110＜Ir≤4000.050.150.0750.050.050.050.10.10.40.20.10.10.10.20.20.750.350.20.20.20.40.51.50.750.50.50.51.013.01.51.01.01.02.05157.55.05.05.010重復(fù)性對于不同準(zhǔn)確度等級的傳感器，在施加額定電流條件下進(jìn)行不少于5次重復(fù)測量，其輸出量對應(yīng)的等效電流與被測電流之間的誤差應(yīng)不超過表2的規(guī)定誤差限值。線性度過電流110%～400%；110%～120%；2反向電流采用數(shù)字輸出的傳感器，其反向電流測量范圍為額定電流的-110%～0%；4為額定值的-110%～0%，使用單極性輸出的傳感器嚴(yán)禁用于測量反向電流；2響應(yīng)特性響應(yīng)時間傳感器響應(yīng)時間不應(yīng)大于1ms帶寬傳感器的頻率帶寬可為3kHz、10kHz、20kHz、50kHz、100kHz。同樣地，由于傳感器帶寬受到傳感部分和采集部分之間連接光纖長度影響，或如果用戶另有要求，應(yīng)與生產(chǎn)廠家協(xié)商確定。溫度性能高溫工作傳感器各部分應(yīng)在用戶要求的高溫工作條件下進(jìn)行測試。在額定電流下，傳感器的測量誤差應(yīng)在表2的規(guī)定限值以內(nèi)。低溫工作溫度漂移輸出要求模擬輸出傳感器的模擬輸出可分為模擬電壓輸出和模擬電流輸出，其各項(xiàng)輸出應(yīng)符合表3要求。表3 傳感器的模擬輸出范圍信號類型信號極性單極性雙極性模擬電壓輸出0V～1V-1V～+1V0V～5V-5V～+5V0V～10V-10V～+10V模擬電流輸出4mA～20mA0mA～20mA -20mA～+20mA模擬電壓輸出傳感器采用模擬電壓輸出時，應(yīng)滿足如下要求：120%；10kΩ。模擬電流輸出傳感器采用模擬電流輸出時，應(yīng)滿足如下要求：5120%；12V。數(shù)字輸出端口類型傳感器的數(shù)字輸出端口類型包括光纖傳輸和銅線傳輸。光纖傳輸一般要求應(yīng)符合GB/T20840.8—2007中6.2.1的規(guī)定。物理層應(yīng)符合GB/T20840.8—2007中6.2.2.1的規(guī)定。鏈路層應(yīng)符合GB/T20840.8—2007中6.2.3的規(guī)定。應(yīng)用層應(yīng)符合GB/T20840.8—2007中6.2.4的規(guī)定。銅線傳輸銅線接口應(yīng)符合GB/T20840.8—2007中6.2.2.5的規(guī)定。銅線傳輸?shù)碾姎庖髴?yīng)符合GB/T20840.8—2007中6.2.2.6的規(guī)定。數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范基于RS485串行通信接口的ModbusRTU通信協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)符合如下要求：數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)0；1—247；功能碼指示執(zhí)行的操作類型，如讀取寄存器、寫入寄存器等；數(shù)據(jù)包含要讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)信息；CRC結(jié)束位通過靜默時間（3.5）來區(qū)分幀的結(jié)束。通信過程主設(shè)備發(fā)送請求幀給從設(shè)備；從設(shè)備接收請求幀并解析，根據(jù)功能碼執(zhí)行相應(yīng)操作；從設(shè)備生成響應(yīng)幀并發(fā)送給主設(shè)備；主設(shè)備接收響應(yīng)幀并解析，獲取所需數(shù)據(jù)或確認(rèn)操作結(jié)果。參數(shù)設(shè)置1) 9600；86校驗(yàn)位為無校驗(yàn)；1輸出變比模擬量輸出變比數(shù)字量輸出變比傳感器的數(shù)字量輸出變比應(yīng)為1:1。如果用戶另有要求，應(yīng)在定貨合同中注明。機(jī)械性能傳感器的傳感部分應(yīng)能承受峰值加速度10m/s2（1g）的振動耐久試驗(yàn)。試驗(yàn)后，在額定電流下，傳感器的測量誤差應(yīng)符合表2的規(guī)定限值要求。沖擊傳感器的傳感部分應(yīng)能承受峰值加速度50m/s2(5g)，脈沖持續(xù)時間為30ms，半正弦波，每個方向3次的沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)后，在額定電流下，傳感器的測量誤差應(yīng)符合表2的規(guī)定限值要求。碰撞100m/(10g)2拉力傳感器傳感部分和采集部分之間的連接光纜應(yīng)能承受不低于10N電磁兼容為評定在特定電磁環(huán)境中的傳感器特性，其電磁兼容發(fā)射和抗擾度限值分述如下。發(fā)射要求應(yīng)符合GB/T20840.8—2007中6.1.5.2所規(guī)定的發(fā)射限值?？箶_度要求依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T18268.1和IEC61326—1，表4列出用于傳感器的各項(xiàng)試驗(yàn)及其嚴(yán)酷等級和評價準(zhǔn)則。表4 抗干擾度試驗(yàn)要求試驗(yàn)引用標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)酷等級評價準(zhǔn)則電壓暫降和短時中斷抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.113A浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.53B電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.4供電端口3，輸入輸出信號4B靜電放電抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.2接觸放電2，空氣放電3B工頻磁場抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.84A射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.380MHz~1GHz3，1.4GHz~6GHz2A射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度GB/T17626.62A7注1：注1：評價準(zhǔn)則A為滿足準(zhǔn)確度規(guī)范限值以內(nèi)的正常性能(穩(wěn)態(tài)下，在額定一次電流或其較低值)。注2：評價準(zhǔn)則B新啟動；不允許輸出過電壓超過500V；對于保護(hù)用傳感器，不允許性能下降致使繼電保護(hù)裝置誤動。絕緣強(qiáng)度傳感器采集單元在動力電路導(dǎo)線和保護(hù)聯(lián)結(jié)電路之間應(yīng)能承受交流電壓有效值2.0kV或直流2.8kV，歷時1min的耐壓承受能力，無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。試驗(yàn)方法一般要求目檢。防護(hù)等級根據(jù)5.1.2的要求，按GB/T4208的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。告警通過操作進(jìn)行試驗(yàn)。測量性能準(zhǔn)確度在規(guī)定測量范圍內(nèi)，依次選取額定電流的10%、20%、50%、100%和110%為測點(diǎn)，記錄傳感器等效輸出的實(shí)測電流值。按公式（1）計(jì)算測量電流誤差（比值誤差）。電流（比值）誤差???

=實(shí)測電流值?基準(zhǔn)電流值×100% (1)基準(zhǔn)電流值按公式（2）計(jì)算滿量程測量電流誤差。電流（比值）誤差

??

=實(shí)測電流值?基準(zhǔn)電流值×100% (2)額定電流值重復(fù)性重復(fù)Q次測試傳感器在測量額定電流時的比值誤差。兩次測試之間傳感器及其輔助設(shè)備關(guān)機(jī)一段時間冷卻至室溫。按公式（3）計(jì)算重復(fù)性測量誤差（比值誤差）。11??1? = Σ? ? ?? 22 (3)1??1式中：

??

1 ?? ??——（比值誤差；——電流比值）Q——重復(fù)次數(shù)，不少于5次。線性度102050%100%和110%施加電流，8實(shí)測電流值?擬合電流值實(shí)測電流值?擬合電流值額定電流值

????

=

×100%·························(4)——電流比值）過電流120200300%和400反向電流2050100%和110計(jì)算測量反向電流測量誤差（比值誤差）。反向電流（比值）誤差

???

實(shí)測電流值?基準(zhǔn)電流值×100% (5)基準(zhǔn)電流值響應(yīng)特性響應(yīng)時間傳感器響應(yīng)時間參考GB/T26216.1—2010帶寬按照GB/T20840.8—2007中附錄D和附錄F3dB帶寬。溫度性能高溫工作傳感器各部分根據(jù)5.4.1的要求，持續(xù)保溫時間不低于1h，按GB/T2423.2的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。低溫工作傳感器各部分根據(jù)5.4.2的要求，持續(xù)保溫時間不低于1h，按GB/T2423.1的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。溫度漂移傳感器各部分根據(jù)5.4.3要求，溫度變化速率不高于20K/h，分別在持續(xù)保溫時間不低于1h的高溫工作和低溫工作溫度條件下，按GB/T2423.22的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。注1：傳感器達(dá)到溫度穩(wěn)定所需的時間，主要取決于傳感器的尺寸和結(jié)構(gòu)。注2：對于傳感器的傳感部分和采集部分，應(yīng)對兩部分在用戶要求的高溫工作和低溫工作溫度范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，但應(yīng)遵循以下規(guī)則:兩部分皆處于環(huán)境氣溫；傳感部分處于其最高工作溫度時采集部分也處于其最高工作溫度；傳感部分處于其最低工作溫度時采集部分也處于其最低工作溫度。輸出要求模擬輸出依次按照額定電流值的120200300%和4009電流下輸出模擬量的比值誤差，應(yīng)滿足表2中規(guī)定的誤差限值要求。數(shù)字輸出按GB/T20840.8—2007中8.14的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)滿足表2中規(guī)定的誤差限值要求。輸出變比按6.5.1及6.5.2測得數(shù)值計(jì)算。機(jī)械性能根據(jù)5.6.1的要求，按GB/T11287—2000中I級振動耐久試驗(yàn)和振動響應(yīng)試驗(yàn)的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。沖擊根據(jù)5.6.1的要求，按GB/T14537—1993中I級沖擊響應(yīng)試驗(yàn)的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。碰撞根據(jù)5.6.1的要求，按GB/T14537—1993中I級碰撞試驗(yàn)的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。拉力根據(jù)5.6.1的要求，按GB/T7424.21—2021中方法E1：拉伸性能的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。電磁兼容發(fā)射要求按GB/T20840.8—2007中8.8.3的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)?？箶_度要求電壓暫降和短時中斷抗擾度GB/T17626.110.5125/300250/300浪涌（沖擊）抗擾度GB/T17626.5—20196.11.2/50μs8/20μs32kV1kV)。電快速瞬變脈沖群抗擾度按GB/T17626.4的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)水平按3級(電源端口的試驗(yàn)電壓為2kV，重復(fù)率5kHz100kHz，輸入/2kV5kHz100kHz)。試驗(yàn)時,對電源端口采用耦合/去耦合電路,對輸入/輸出和通訊端口采用電容耦合夾。靜電放電抗擾度GB/T17626.2—2018A.424kV)，空氣3（8kV）10%的抗靜電環(huán)境給予防護(hù)。工頻磁場抗擾度10GB/T17626.84(30A/m300A/m×1s)。射頻電磁場輻射抗擾度GB/T17626.380MHz～1GHz3(10V/m1.4GHz～6GHz23V/m射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度GB/T17626.623V,150kHz～80MHz。絕緣強(qiáng)度按GB/T20840.8的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，使用耐壓測試儀進(jìn)行測定。檢驗(yàn)規(guī)則檢驗(yàn)分類傳感器的檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。檢驗(yàn)項(xiàng)目出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目見表5。表5檢驗(yàn)項(xiàng)目序號檢驗(yàn)項(xiàng)目技術(shù)要求條款試驗(yàn)方法條款型式檢驗(yàn)出廠檢驗(yàn)1外觀5.1.16.1.1●●2防護(hù)等級5.1.26.1.2●—3告警5.1.36.1.3●—4準(zhǔn)確度5.2.16.2.1●●5重復(fù)性5.2.26.2.2●●6線性度5.2.36.2.3●●7過電流5.2.46.2.4●—8反向電流5.2.56.2.5●●9響應(yīng)時間5.3.16.3.1●●10帶寬5.3.26.3.2●●11高溫工作5.4.16.4.1●●12低溫工作5.4.26.4.2●●13溫度漂移5.4.36.4.3●—14模擬輸出5.5.16.5.1●—15數(shù)字輸出5.5.26.5.2●—16輸出變比5.5.36.5.3●—17機(jī)械性能5.66.6●—18電磁兼容5.76.7●—19絕緣強(qiáng)度5.86.8●●注：“●”表示需檢測項(xiàng)目，“—”表示不需檢測項(xiàng)目。出廠檢驗(yàn)檢驗(yàn)原則11每件傳感器出廠時都應(yīng)進(jìn)行出廠檢驗(yàn)。