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浅析电能计量检定/校准实验室的技术管理

发表时间：2020/1/9 来源：《电力设备》2019年第19期作者：卿纪严

[导读] 摘要：随着经济的发展，作为清洁能源的电能，渗透社会的各个领域，甚至可能取代其他的能源，比如电动汽车等。

        （广西电网有限责任公司桂林供电局 541002）
        摘要：随着经济的发展，作为清洁能源的电能，渗透社会的各个领域，甚至可能取代其他的能源，比如电动汽车等。社会对于电能计量设备的准确度和稳定性要求日渐高涨。怎样确保电能计量的器具的准确度呢？检定、检测是保证质量的重要手段。各供电局的实验室检定就是电能计量器具装出前的最后一道质检关。本文介绍如何采用技术手段来管理和控制实验室检定质量。
        关键词：检定质量；技术措施
        引言：电能表等电能计量器具都是国家强检器具，目的就是要保证计量的准确、公正，因为它关系到电力企业和用户双方的经济利益（电能器具包括：电能表、互感器等，本文重点以电能表为例讨论）。实验室检定/校准是电力企业评判电能表等器具是否合格重要的途径。确保检定质量，减少和避免批量电能表检定差错的发生，这些都是每个实验室全力解决的问题。我们实验室是从行政管理和技术两个方面对检定质量来加以控制的。我主要想谈一下怎样从技术层面采取措施来管控。因为我从事电能表检定和技术管理十几年，略有一些心得体会，如下：
        一、外部质量管控的技术措施
        1.1、外审借助外部的力量，比如国家的或地方的权威机构：质量技术监督局、国家实验室认可委等审核审查，把管理、技术各要素暴露在外面接受检查。如果外审不合格，将取消相关资格或资质，这样倒逼内部质量的提高。
        1.2能力验证能力验证也是一种借助外部力量来保证检定质量的活动，也是内部质量控制技术的补充，同时也是量值溯源的另一种形式。量值溯源带有强制的性质。能力验证是自愿的。量值溯源是检测标准器，标准装置，而能力验证是验证普通的安装式电能表，但是安装式电能表是标准装置检定的，也就是间接的检验了标准装置。实验室应按照有关规定定期开展能力验证活动，包括测量审核和实验室间的比对。
        二、实验室内部质量管控的技术措施
        内部的质量管控可以从两方面着手：一个是设备的管理，也就是检定标准装置的技术管控，一个是检定人员的管控，包含了检定过程。
        （一）新购检定标准装置的管控：
        新购的标准装置要经过至少半年的时间来考察，观察才允许投入使用，这个过程叫建标。在半年中，通过多次反复实验，确定新装置的稳定性，重复性、测量计算其不确定度评定并验证不确定度的合理性，最后申请有关部门考评，才能获得建标从而可以使用。建标过程中得出的稳定性和重复性数据是以后该装置运行中质量管理的重要参考指标。
        （二）运行中的检定标准装置的技术管控：
        2.2.1量值溯源首先要保证运行中的所有标准装置一定要按期的量值溯源，确保标准装置的量值可溯源到国家计量基准或社会公用计量标准，确保量值准确可靠且具有可比性。这一点很重要，只有所有的标准装置都溯源了，才有可能保证量值传递的准确可靠。每年年初实验室设备管理员根据生产任务和有效期限制定量值溯源计划，技术负责人审核。外部溯源机构必须是具有相应资格的法定计量检定机构。溯源完后的标准装置应根据检定结果及时更换“三色标志”，更新、表明标准装置目前的状态。检定班长对溯源结果进行确认。填写有关的表格。最后，档案管理员把检定证书归档保存，把上级检定结果填写入《标准装置的履历表》，与以前的历次的数据对比，可以分析和把握标准装置误差趋势。
        2.2.2重复性和稳定性   确保运行中标准装置每年至少做一次重复性和稳定性试验。重复性是指测量同一被测量，计量标准提供相近示值的能力。测重复性的测量条件包括：相同的测量程序、相同的观测者、在相同的条件下使用相同的计量标准，在相同的地点，在短时间内重复测量，重复性是用贝塞尔公式定量来表示。重复性的被试品是用日常检定的设备。稳定性是指：计量特性随时间恒定的能力。稳定性的测试应用稳定性好的标准设备作为被试品。
        2.2.3期间核查运行中的标准装置定期做期间核查也很重要。期间核查是在两次校准之间，用核查标准或核查物品对仪器、设备的校准状态是否可信进行考查。
        期间核查一共有三种方法，按照各实验室实际情况具体选用。
        2.2.3.1留样法首先确定仪器设备需要核查的量值，选定核查标准或物品。核查的参考点应在检定/校准后尽快（状态还没来得及变化）用需核查的仪器设备或物品测一次核查标准或物品，得到一个读数，这个数作为参考值。以后过一个季度（或半年）再测一次核查标准或物品，得到第二个读数，必要时得到第三个读数。这第二个和第三个读数均应和参考值比，只要其差值小于由校准确定的示值误差与最大允许示值误差之差值则表明该仪器的校准状态没有发生异常变化或者说仪器没有超差。期间核查人员根据仪器设备校准状态的稳定性确定核查的间隔时间，并按照期间核查作业指导书要求填写《计量标准装置期间核查原始记录表》。
        （注：Z=MPEU
        式中：MPE表示仪器最大允差的绝对值；
        U为校准值的扩展不确定度；
        为通过校准确定的该量值的示值误差的绝对值。）
        2.2.3.2比对法适用于有两套及以上准确度度相同（或相近）的计量标准核查。选一误差性能稳定的电能表作为被试品，用不同的标准装置对被试品进行等精度的比较测量，以确定待核查计量标准是否合格。
        比对法核查结果的判断方法如下：
        I =

        I：比值；
        A1：使用第一台标准装置得到的测量值；
        A2：使用第二台标准装置得到的测量值；
        U1：第一台标准装置的扩展不确定度；
        U2：第二台标准装置的扩展不确定度；
        当

≤1，核查结果满意，两台标准装置的核查结果均合格；
当

＞1，核查结果结论不满意，其中一台或两台标准装置有问题。
        比对法同样适用于使用更高准确度的标准装置对较低准确度的标准装置的核查，方法和判断方法不变。
        2.2.3.3 检定法检定法适用于有高两个等级的核查标准器时使用。若有高两个等级的核查标准，其误差数据的扩展不确定度小于被核查装置的扩展不确定度，则可用被核查装置对核查标准进行误差测量，测量点应与核查标准检定证书给出的误差测量点对应，将测量结果与核查标准的上级检定结果进行比对，以确定工作计量标准核查结果是否合格。
        检定法核查结果的判断方法如下：
        I =

        I：比值；
        A：使用被核查装置得到的测量值；
        A0：核查标准的上级检定结果；
        U：被核查装置的扩展不确定度；
        U0：核查标准检定误差数据的扩展不确定度；
        当 ≤1，核查结果满意，被核查装置合格；
        当＞1，核查结果结论不满意，被核查装置不合格。
        2.2.3.4 核查时间：期间核查一般在以下情况进行：
        送外地检定后的计量仪器设备；
        计量标准经历如剧烈振动、长时间颠簸、高温等恶劣环境后；
        对计量标准的检定数据有怀疑时；
        计量标准频繁使用一段时间后。
        核查次数由检定班根据计量标准的性能和实际使用情况确定，每年至少核查一次。
        2.2.3.5核查结果核查工作完成后，在一周内填写《计量标准期间核查报告》交技术负责人审核，核查合格的计量标准继续使用，核查不合格的计量标准由技术负责人通知停用，并由质量负责人、技术负责人、实验室检定人员共同分析原因，制定下一步措施。
        (三)检定及检定员的技术管控
        3.2.1 样品的抽样为了减少实验室批量差错，最有效最直接的方法，就是批量到货的抽检。根据订货合同和产品的说明书在实验室条件允许的情况下，做全面的检测。只要是产品说明书上有的功能，都尽量逐条的检验，甚至包括功耗、谐波试验、红外以及电表里设置的参数等等。做完了抽检以后的该批表的性能和质量都会有了结论。如果抽检合格，这批表的其他电能表都按照常规试验来检。如果抽检不合格，分析原因，如果确实是计量装置质量问题，就整批退厂。
        3.2.2检定质量监督也就是对检定合格的电能表进行重新检定，看看前后两次检定数据的差异，从而确定检定质量。每年都需要制定实验室的质量监督计划。
        采用下述方法进行质量监控：
        (1)使用相同或不同方法进行重复检定；
        (2)对存留物品进行再检定。
        实验室技术负责人或检定班班长应每年进行一次覆盖所有检定员和所有标准装置的检定质量抽检。在尽可能与原来条件接近的条件下，对已检合格样品进行再检定，前次的检定结果应能复现（两次检定结果的最大差值不大于允许误差的1/3）。质量抽检工作应填写有关表格。
        3.2.3检定/校准现场监督就是监督员在旁边观察某个检定员的检定/校准的过程。首先是质量监督员的资质：应具有相关检定工作经验，熟悉检定方法和工作程序，了解检定工作的目的，能对检定结果给予正确评价；经机构负责人授权，在授权的范围内履行监督职责。其次确定监督对象：所有检定人员，尤其新上岗人员，签约人员，其他技术人员和关键支持人员。然后是监督内容：针对监督对象，监督其参与检定的全过程能力及操作的规范性、检定活动的有效性，监督其按管理体系文件规定要求工作的符合性和有效性。
        3.2.3.1 监督方式：分为日常监督和重点监督
        3.2.3.1.1日常监督
        日常监督主要内容包括：
        （1）检定人员的持证上岗情况，特别关注监督对象检定能力的监督与评估；
        （2）检定依据的现行有效，检定人员对检定方法的掌握情况，检定操作过程的规范、熟练情况；
        （3）检定工作是否满足技术要求、环境条件要求；
        （4）检定过程中，使用的仪器设备是否在有效期内，其工作和校准状态是否正常，对仪器设备的使用是否符合操作规程，是否按规定实施仪器设备维护并记录；
        （5）检定活动的公正、客观，检定原始数据的记录和更改的规范；
        3.2.3.1.2重点监督
        重点监督的时机：
        （1）在岗人员和新上岗人员的检定活动；
        （2）新标准或新修订的标准方法实施后的能力确认；
        （3）新投入运行的仪器设备的使用；
        （4）新扩展项目或客户委托的新产品及新检定/校准项目的评审；
        （5）能力验证、比对试验时；
        （6）送检样品情况比较特殊时；
        （7）用户投诉时；
        （8）执行纠正措施时；
        （9）关键岗位的检定工作。
        3.2.3.1.3监督频次
        质量监督员进行监督的频次不受限制，日常监督应随时随地进行；对在培人员、新上岗人员、签约人员，其他技术人员和关键支持人员，应根据其技术能力状况和参与检定活动的频次实施有计划的监督，初始阶段监督检查时间间隔不得超过一个月；启用新设备、实施新标准、新方法时，应实施有计划的定向监督，质量监督员应及时填写《质量监督检查表》。
        结束语：通过以上所述内、外部的多种方法的质量控制，能有效保证实验室的检定质量，从而确保了电能计量器具的性能质量。控制电能计量器具的质量作为电力企业管理的一个重要组成部分。实验室检定/校准是对计量器具质量考评的直接、重要手段。通过综合的技术手段不断的控制和提高实验室的检定质量是每个检定人员为之奋斗的目标。