Δοκιμασία διηλεκτρικής αντοχής μονωτικού πετρελαίου: αξιολόγηση της αβεβαιότητας μέτρησης και οδηγός για την ανάπτυξη της ικανότητας εργαστηρίου
Μια μη συμμόρφωση που διαπιστώθηκε κατά την αξιολόγηση: "Μπορούμε να μετρήσουμε, αλλά δεν μπορούμε να πούμε πόσο αξιόπιστο είναι το αποτέλεσμα"
Κατά την αξιολόγηση της διαπίστευσης CNAS ενός εργαστηρίου δοκιμών ισχύος, η ομάδα αξιολόγησης εξέτασε τις εκθέσεις δοκιμών τάσης διάσπασης του μονωτικού ελαίου,που ήταν πλήρεις με δεδομένα και σαφή συμπεράσματαΩστόσο, όταν οι αξιολογητές ρώτησαν: "Για αυτό το αποτέλεσμα 36 kV, ποια είναι η αβεβαιότητα μέτρησης και με ποιο κανόνα κρίνεται η συμμόρφωση;"το προσωπικό επί τόπου δεν μπόρεσε να απαντήσει στην ερώτηση ̇ η έκθεση έδωσε μόνο μία μετρούμενη τιμή και ένα συμπέρασμα ̇ pass, χωρίς αξιολόγηση αβεβαιότητας ούτε κανόνα κρίσης της συμμόρφωσης κοντά στο όριο.στο εργαστήριο εκδόθηκε μη συμμόρφωση και το σχετικό έργο αναστέλλεται από την έκδοση εκθέσεων σε εξωτερικά μέρη.
Πολλά εργαστηριακά εργαστήρια αντίστασης στην τάση πετρελαίου επικεντρώνονται στο "αν ο χειριστής μπορεί να χειρίζεται το όργανο και να παράγει ενδείξεις", αλλά παραβλέπουν το θεμελιώδες μετρολογικό ζήτημα:Κάθε μέτρηση φέρνει σφάλμα.Μόνον όταν δηλώνεται αβεβαιότητα, ένα αποτέλεσμα είναι πλήρες, συγκρίσιμο και χρησιμοποιήσιμο για την αξιολόγηση της συμμόρφωσης.
Γιατί τα εργαστήρια αντοχής στην τάση πετρελαίου πρέπει να αξιολογούν την αβεβαιότητα της μέτρησης
- Υποχρεωτική απαίτηση κριτηρίων διαπίστευσης: το CNAS-CL01 (ισοδύναμο με το ISO/IEC 17025) απαιτεί από τα εργαστήρια να αξιολογούν την αβεβαιότητα της μέτρησης όταν είναι απαραίτητο και να την αναφέρουν στις εκθέσεις τους.όταν η μέθοδος δοκιμής, τις απαιτήσεις του πελάτη, ή το αποτέλεσμα επηρεάζει την κρίση της συμμόρφωσης, η αβεβαιότητα πρέπει να αντικατοπτρίζεται.
- Αντικειμενική ανάγκη για κρίση κοντά στα όρια: όταν η μετρούμενη τάση διακοπής πλησιάζει το τυπικό όριο (π.χ. όριο 35 kV για συσκευή 220 kV σε λειτουργία, με μέτρηση αξίας 35,8 kV),Το να κρίνεις το "pass" μόνο με το νούμερο μπορεί να οδηγήσει σε λάθος κρίση.- πρέπει να ληφθεί υπόψη η αβεβαιότητα.
- Βάση για τη διεθνή αναγνώριση δεδομένων και διαιτησία διαφορών: δοκιμές επάρκειας, συγκρίσεις μεταξύ εργαστηρίων,Οι διαφορές μεταξύ πελάτη και προμηθευτή βασίζονται τελικά σε στατιστικά εργαλεία όπως η αβεβαιότητα και η τιμή En για να καταλήξουν σε αμερόληπτα συμπεράσματα..
- Βάση για τη βελτίωση της ποιότητας του εργαστηρίου: με τον προσδιορισμό των επιμέρους συνιστωσών αβεβαιότητας, μπορούν να εντοπιστούν και να βελτιωθούν με στοχευμένο τρόπο οι κύριοι κρίκοι που επηρεάζουν το αποτέλεσμα.
Αρχή μέτρησης και πηγές αβεβαιότητας (5M1E)
Κατά τη δοκιμή της διηλεκτρικής αντοχής του μονωτικού ελαίου, εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση που αυξάνεται με ομοιόμορφο ρυθμό μεταξύ δύο σφαιρικών ηλεκτροδίων σε ένα τυποποιημένο φλιτζάνι ελαίου μέχρι να διασπαστεί το δείγμα ελαίου,και η τάση κατά τη στιγμή της διακοπής καταγράφεταιΧρησιμοποιώντας το πλαίσιο 5M1E (άνθρωπος, μηχανή, υλικό, μέθοδος, περιβάλλον, μέτρηση),οι πηγές αβεβαιότητας μπορούν να προσδιοριστούν συστηματικά:
Όργανο: 80 kV δοκιμαστής διηλεκτρικής αντοχής μονής κούπα με μπουκάλιο, ενσωματωμένη δομή πάγκου
| Παράμετρος | Τεχνική προδιαγραφή | Σημασία για την αβεβαιότητα / μετρολογία |
|---|---|---|
| Τεχνική ένταση | 0~80 kV | Καθορίζει το εύρος μέτρησης και το εύρος |
| Λάθος ένδειξης τάσης | ±(2% της ανάγνωσης + 2 ψηφία) | Κύρια πηγή αβεβαιότητας τύπου Β· διέπεται από το πιστοποιητικό βαθμονόμησης |
| Ανάλυση τάσης | Ψηφιακή οθόνη υγρών κρυστάλλων | Αβεβαιότητα που προκύπτει από την απόφαση· αποφύγετε διπλή καταμέτρηση με σφάλμα ένδειξης |
| Ποσοστό αύξησης τάσης | 0.5~5.0 kV/s σε δέκα βήματα, σφάλμα 0,2 kV/s | Η απόκλιση του επιτοκίου επηρεάζει την τιμή ανάλυσης· συνήθως ένα μικρό στοιχείο |
| Ηλεκτρόδιο / κενό | Σφαιρικά ηλεκτρόδια, τυποποιημένα 2,5 mm, με τυποποιημένη κλίμακα | Η απόκλιση από το κενό επηρεάζει άμεσα το αποτέλεσμα· πρέπει να βαθμολογείται με ιχνηλατόμενο τρόπο |
| Στρεβλώσεις τροφοδοσίας | < 1% | Διασφαλίζει μια σινουσοειδή μορφή κύματος· η απόκλιση της μορφής κύματος είναι ένα μικρό στοιχείο |
| Αριθμός δοκιμών | 6 από προεπιλογή, 1~10 επιλέξιμες | Επηρεάζει την αξιοπιστία της αξιολόγησης τύπου Α |
| Στατική ανάπαυση / διάστημα / ανακίνηση | 900 s / 300 s / 15 s, ρυθμιζόμενο | Η τυποποιημένη λειτουργία μειώνει την διασπορά |
| Καταγραφή διασπασμού | Καταγραφή επιπέδου χιλιοστρόλεπτο, άμεση δειγματοληψία A/D στο τερματικό HV | Μειώνει το σφάλμα λήψης |
| Περιβαλλοντικές συνθήκες | 0~40°C, υγρασία ≤85% | Βάση αξιολόγησης της περιβαλλοντικής συνιστώσας |
| Επικοινωνία | Αναβάθμιση RS232 | Διασφαλίζει την ιχνηλασιμότητα των πρώτων δεδομένων |
| Μέγεθος / βάρος | 430*350*370 mm, 36 kg | Για σταθερή / επί τόπου χρήση |
Τυποποιημένη διαδικασία αξιολόγησης της αβεβαιότητας μέτρησης
Εργασιακό παράδειγμα: Υπολογισμός πλήρους αβεβαιότητας
Για δείγμα ελαίου από μετασχηματιστή 220 kV σε λειτουργία, έξι διαδοχικές τιμές διάσπασης ανά GB/T 507-2002 ήταν: 42.1- 41 χρόνια.5- 43.0- 42 χρόνια.6- 41 χρόνια.9Η αξιολόγηση είναι η ακόλουθη:
| Βήμα | Διαδικασία υπολογισμού | Αποτελέσματα |
|---|---|---|
| Καλύτερη εκτίμηση | Αριθμητικός μέσος όρος των 6 ενδείξεων | 420,25 kV |
| Πειραματική τυπική απόκλιση s | Σύνταξη Bessel | 0.53 kV |
| Τύπος Α τυποποιημένη αβεβαιότητα uA | s/√6 | 0.22 kV |
| Τύπος Β: σφάλμα ένδειξης τάσης μισού πλάτους a | 2% * 42,25 + 2 ψηφία (αναλαμβάνεται ως 0,2 kV) | 10,05 kV |
| Τύπος Β τυποποιημένη αβεβαιότητα | α/√3 (ορθογώνια κατανομή) | 00,60 kV |
| Συνδυασμένη τυποποιημένη αβεβαιότητα uc | √(uA2 + uB2) | 00,64 kV |
| Διευρυμένη αβεβαιότητα U | k = 2 (περίπου 95%), U = 2uc | 1.3 kV |
| Αναφερόμενο αποτέλεσμα: τάση διακοπής = 42,3 kV, επεκταμένη αβεβαιότητα U = 1,3 kV (k = 2).και η μορφή κύματος έχουν μικρή επίδραση υπό αυτές τις συνθήκες ή ελέγχονται μέσω βαθμονόμησηςΗ συνιστώσα ανάλυσης περιλαμβάνεται ήδη στο σφάλμα ένδειξης και στην επαναληψιμότητα και δεν υπολογίζεται ξανά.Η πραγματική αξιολόγηση πρέπει να βασίζεται στο έγκυρο πιστοποιητικό βαθμονόμησης του οργάνου, τα δεδομένα επαναληψιμότητας του εργαστηρίου και τα αποτελέσματα επικύρωσης της μεθόδου. | ||
Ο "κανόνας τριών ζωνών" για την αξιολόγηση της συμμόρφωσης με βάση την αβεβαιότητα
Η τάση διακοπής είναι ένας δείκτης χαμηλότερου ορίου όπου το μεγαλύτερο είναι πιο συμβατό. " Ας είναι το τυπικό όριο L. Λαμβάνοντας υπόψη την διευρυμένη αβεβαιότητα U, διακρίνονται τρεις περιπτώσεις:
| Ζώνη | Προϋπόθεση κρίσης | Δράση |
|---|---|---|
| Ζώνη διέλευσης | Μετρούμενη τιμή − U ≥ L | Δικαστής ως πάσα |
| Ζώνη αποτυχίας | Μετρούμενη τιμή + U ≤ L | Αποφάσισε ότι απέτυχε. |
| Ανεξάρτητη ζώνη (αστυνομική ζώνη) | Το διάστημα [απογυμνωμένη τιμή − U, μετρούμενη τιμή + U] διασχίζει το L | Αύξηση του αριθμού των μετρήσεων για να επανα-δοκιμάσετε / βελτιώσετε το επίπεδο μέτρησης / χειρισμό ανά συμφωνία. μην κάνετε απόλυτη κρίση |
Σε αυτό το παράδειγμα L = 35 kV: 42.3 − 1.3 = 41.0 ≥ 35, οπότε κρίνεται ως πέρασμα.
Εάν η μετρούμενη τιμή είναι 35,8 kV: 35,8 − 1,3 = 34,5 < 35, το οποίο εμπίπτει στην αόριστη ζώνη· απαιτείται επανεξέταση αντί για άμεση περάτωση.
Εάν η μετρούμενη τιμή είναι 33,0 kV: 33,0 + 1,3 = 34,3 ≤ 35, τότε κρίνεται ότι δεν λειτουργεί.
Δοκιμαστική επάρκειας (PT) και διαλειτουργική σύγκριση
Δοκιμαστική επάρκειας Z-score
Κατά τη συμμετοχή σε πρόγραμμα δοκιμών επάρκειας, η βαθμολογία Z υπολογίζεται ως Z = (εργαστήριο − τιμή που έχει ανατεθεί) / τυπική απόκλιση για την αξιολόγηση της επάρκειας:Το αποτέλεσμα είναι ικανοποιητικό.2 < Z ± 3 είναι αμφισβητήσιμο. Z ± 3 είναι μη ικανοποιητικό (εξωτερικό), για το οποίο πρέπει να ληφθούν διορθωτικά μέτρα.
Σύγκριση σε αξία
Κατά τη σύγκριση με άλλο εργαστήριο ή εργαστήριο αναφοράς, το En = (ιδικό αποτέλεσμα − τιμή αναφοράς) / √(U2own + U2reference):Διαφορετικά η σύγκριση είναι ασυνεπής και η αιτία πρέπει να διερευνηθεί..
Πίνακες ελέγχου ποιότητας και ενδιάμεσοι έλεγχοι
Χάρτης ελέγχου ποιότητας: χρησιμοποιείται σταθερό δείγμα ελαίου ελέγχου ποιότητας για περιοδικές μετρήσεις για τη δημιουργία χάρτη ελέγχου X (μέσος όρος) ∆MR (κινούμενο εύρος),ρύθμιση της κεντρικής γραμμής συν τα ανώτερα/κατώτερα όρια ελέγχου και τα όρια προειδοποίησης, για να παρακολουθεί εάν τα αποτελέσματα παραμένουν συνεχώς υπό έλεγχο· μια επίμονη μετατόπιση, τάση ή εκδήλωση εκτός ορίου ενεργοποιεί μια έγκαιρη προειδοποίηση.
Ενδιάμεσοι έλεγχοι: μεταξύ δύο επίσημων βαθμονόμησης, διατηρείται η αξιοπιστία του οργάνου μέσω μεθόδων όπως η επανεξέταση των αποθηκευμένων δειγμάτων, ο έλεγχος με υλικά αναφοράς και η σύγκριση του εξοπλισμού.
Διαστήματα βαθμονόμησης/επαλήθευσης: το σύστημα μέτρησης τάσης και το κενό ηλεκτροδίων (κλασσική κλίμακα) πρέπει να βαθμολογούνται κατά τρόπο ιχνηλατόμενο σε τακτική βάση, συνήθως μία φορά ετησίως.το διάστημα πρέπει να συντομεύεται για συχνή χρήση ή ανωμαλίες.
Έξι τυπικές δυσκολίες και λύσεις της μετρολογίας και του ελέγχου ποιότητας
| Τυπική δυσκολία | Σύμπτωμα / κίνδυνος | Λύση |
|---|---|---|
| Ανεξάρτητο κατασκευαστικό στοιχείο τύπου Α | Η διάσπαση της διάσπασης είναι μεγάλη, μόνο 6 ενδείξεις, η εκτίμηση της τυπικής απόκλισης ασταθής | Τυποποιήστε την στατική ανάπαυση και ανάμειξη, αυξήστε τον αριθμό των μετρήσεων και χρησιμοποιήστε μια συγκεντρωτική τυπική απόκλιση |
| Παράλειψη ή διπλή καταμέτρηση στοιχείου τύπου Β | Ανάλυση, σφάλμα ένδειξης και επαναληψιμότητα που μετράται επανειλημμένα | Σχεδιάστε ένα διάγραμμα αιτίας και αποτελέσματος για να ταξινομήσετε κάθε συστατικό· τα συστατικά που ήδη περιέχονται δεν αξιολογούνται ξανά |
| Διαφορές συμμόρφωσης κοντά στο όριο | Ένα αποτέλεσμα "on-the-line" κρίνεται απλά "pass/fail" | Υιοθετήστε τον κανόνα των τριών ζωνών, επαναδοκιμάστε ή διαπραγματευτείτε την κρίση στην αόριστη ζώνη |
| Αναμειγνύοντας αποτελέσματα από διαφορετικά πρότυπα | Η GB 507 και η IEC 60156 διαφέρουν στις παραμέτρους της μεθόδου | Αναφέρετε τη μέθοδο που χρησιμοποιείται στην έκθεση, αξιολογήστε ξεχωριστά και μην εφαρμόζετε τους κανόνες ενός προτύπου σε έναν άλλο |
| Ανεξάρτητος στα τεστ επάρκειας | Τελευταία φορά ≥ 3 ή Τελευταία φορά > 1 | Ερευνήστε ανά 5M1E (συχνά ζητήματα δειγματοληψίας/ηλεκτρόδιας/διαμετρήσεως), διορθώστε, στη συνέχεια επαληθεύστε |
| Η αβεβαιότητα δειγματοληψίας αγνοείται | Κακή αντιπροσωπευτικότητα δειγματοληψίας· το αποτέλεσμα δεν μπορεί να αντικατοπτρίζει την πραγματική κατάσταση του εξοπλισμού | Καθορισμός ΜΠΔ δειγματοληψίας (καθαρά, στεγνά δοχεία, ξεπλύσιμο, προστασία από υγρασία και σκόνη, αντιπροσωπευτικά σημεία δειγματοληψίας), αξιολόγηση και έλεγχος του στοιχείου δειγματοληψίας |
Σενάρια εφαρμογής
- Εργαστήρια δοκιμών τρίτων: αίτηση, συντήρηση και επέκταση του πεδίου εφαρμογής της διαπίστευσης CNAS, που πληρούν τις απαιτήσεις για δοκιμές αβεβαιότητας και επάρκειας.
- Ερευνητικά ιδρύματα δοκιμών ισχύος / ερευνητικά ιδρύματα ηλεκτρικής ενέργειας: δοκιμές χημείας πετρελαίου, οργάνωση συγκρίσεων και τεχνική διαιτησία.
- Κεντρικά εργαστήρια δοκιμών των επιχειρήσεων παραγωγής/προμήθειας ηλεκτρικής ενέργειας: εσωτερικός έλεγχος ποιότητας και φύλαξη των δεδομένων του δικτύου παρακολούθησης.
- Οργανισμοί μετρολογίας και βαθμονόμησης: βαθμονόμηση των συστημάτων ένδειξης δοκιμής τάσης αντίστασης πετρελαίου και μεταφορά αβεβαιότητας.
- Εργαστήρια ελέγχου ποιότητας των κατασκευαστών πετρελαίου: απόδειξη της αξιοπιστίας των δεδομένων επιθεώρησης εργοστασίου.
- Εργαστήρια μεγάλων βιομηχανικών χρηστών: λειτουργία του συστήματος ποιότητας των εσωτερικών εργαστηρίων στη μεταλλουργία, την πετροχημική και τη σιδηροδρομική διαμετακόμιση.