泄露电流测试仪测量结果不确定度评定

孙天瑜 马骏 刘延博 尹福成

【摘要】 泄露电流测试仪是检测电子仪器电气安全性能的重要设备，本文对其测量结果不确定度的影响量进行了分析，对不确定度进行了评定，并给出了常用泄漏电流测试仪的测量结果不确定度，为开展该类仪器的检测工作提供参考。

【关键词】 泄漏电流测试仪;电气安全;不确定度

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.05.011

Evaluation of Uncertainty of Measurement Results of Leakage Current Tester

SUN Tian-yu1，MA Jun2，LIU Yan-bo1，YIN Fu-cheng1

（1.Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China;

2.Liaoning Equipment Manufacturing Vocational and Technical College，Shenyang 110161，China）

Abstract： The leakage current tester is an important device for detecting the electrical safety performance of electronic instruments. This article analyzes the influence of the uncertainty of its measurement results， evaluates the uncertainty， and gives the uncertainty of measurement results of commonly used leakage current testers. Provide a reference for the detection of such instruments.

Key words： leakage current tester;electrical safety;uncertainty

随着科技水平的不断进步， 各类电子产品在生产和生活中得到广泛应用， 人们对电子产品、电器产品的安全性提出了更高的要求。对于电气安全性能进行的测试主要有以下几种：电气强度测试、绝缘电阻测试、接地电阻试和泄漏电流试等四类，泄漏电流对于产品的绝缘性能有着重要的衡量作用，也可以有效的对于电气设备的使用安全性能来进行评估。

泄漏电流是指在没有故障施加电压的情况下，电气中带相互绝缘的金属零件之间，或带电零件与接地零件之间，通过其周围介质或绝缘表面所形成的电流称为泄漏电流。泄漏电流测试仪是测量泄漏电流的主要计量仪器，目前广泛应用于各种电气设备的生产和制造中。

1 概述

1.1 测量依据

JJG 843-2007《泄漏电流测试仪》检定规程。

1.2 计量标准

计量标准为泄漏电流测试仪检定装置，测量范围为0～100 mA。

1.3 被测对象

1.4 测量方法

采用数字标准表法，通过可调电压源输出一定的电压，通过电阻箱调节电流，用标准数字电流表读取电流实际值。在以下评定中，标准器与被测的电流包含交流与直流部分，且准确度等级一致，所以均用“电流”表述。

1.5 环境条件

温度20 ℃±5 ℃，相对湿度（60±15）%。

2 测量模型

[y=x+δxr]

式中：[y]——测量得到的泄漏电流实际值;

[x]——泄漏电流测试仪检定装置读数;

[δxr]——表示在测量过程中的随机因素对测量结果带来的影响。

灵敏系数：

[cx=yx=1.0]，[cr=y（δxr）=1.0]

3 不確定度传播率

[uc2（y）=cxu2（x）+cru2（δxr）]

4 标准不确定度评定

1）泄漏电流测试仪测量重复性引入的不确定度分量ur1，认定其服从正态分布，用A类标准不确定度评定。以测量型号CJ2678，准确度等级为2级的泄漏电流测试仪为例，校准10 mA点，重复测量10次：

算数平均值为：

[x=9.97] mA

实验标准差为：

[s=0.0057] mA。

由重复性带来的标准不确定度为：

[ur1=s/10=0.0018] mA

相对标准不确定度

[ur1rel=0.0018 mA/10 mA=0.018%]

2）被测泄漏电流测试仪分辨率引入的不确定度分量ur2，其分辨力为0.01 mA，其半宽为0.005 mA，认定服从均匀分布，用B类标准相对不确定度评定

其标准不确定度为：

[ur1=0.005 mA3=0.0029] mA

相对标准不确定度为：

[ur2rel=0.0029mA/10mA=0.029%]

3）泄漏电流测试仪检定装置准确度引入的不确定度分量ux，认定服从均匀分布，用B类标准不确定度评定

根据证书，泄漏电流测试仪检定装置准确度等级为0.02级。故其标准标准不确定度为：

[ux=0.02%×10 mA3=0.0012] mA

相对标准不确定度为：

[uxrel=0.0012 mA/10 mA=0.012%]

为避免重复性测量与仪器的分辨率重复计算，只计最大影响量ur2，舍弃ur1。

5 不确定度计算

5.1 标准不确定度汇总表

5.2 合成标准不确定度

以上两项标准不确定度分量是互不相关的，绝对合成标准不确定度为：

[uc=u2r2+u2x=0.0032] mA

相对标准不确定度为：

[ucrel=0.0032 mA/10 mA=0.032%]

5.3 扩展不确定度计算

绝对扩展不确定度为：

[U=kuc=2×0.0032 mA=0.007 mA]，k=2

相对扩展不确定度为：

[Urel= 0.007 mA/10 mA=0.07%]，k=2

6 泄漏电流测试仪的测量不确定度评估

根据JJG 843-2007《泄漏电流测试仪》检定规程，对分辨率为0.01 mA，示值范围（0～20） mA的泄漏电流测试仪校准4 mA，10 mA，16 mA，20 mA点，不确定度评估如表5。

对分辨率为0.1 mA，示值范围（0～100） mA的5级泄漏电流测试仪校准20 mA，50 mA，80 mA，100 mA点，不确定度评估如表6。

【参考文献】

[1] 测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1-2012[S].

[2] 泄漏电流测试仪：JJG 843-2007[S].

【作者简介】

孙天瑜（1981-），男，高级工程师，硕士，研究方向为高压设备、安规及电气安全设备、电压、电流互感器等仪器的检定校准。

马骏（1981-），女，讲师，硕士，研究方向为电气自动化技术、检测技术方面的教学和研究。

刘延博（1981-），男，高级工程师，学士，研究方向为高压设备、安规及电气安全设备、电压、电流互感器等仪器的检定校准。

尹福成（1986-），男，工程师，硕士，研究方向为高压设备、安规及电气安全设备、电压、电流互感器等仪器的检定校准。