इंसुलेटिंग ऑयल डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ टेस्टिंग: मापन अनिश्चितता मूल्यांकन और प्रयोगशाला क्षमता निर्माण गाइड
मूल्यांकन के दौरान एक गैर-अनुरूपता पाई गई: "हम माप सकते हैं, लेकिन हम यह नहीं कह सकते कि परिणाम कितना भरोसेमंद है"
एक बिजली परीक्षण प्रयोगशाला के सीएनएएस मान्यता मूल्यांकन के दौरान, मूल्यांकन टीम ने इंसुलेटिंग ऑयल ब्रेकडाउन वोल्टेज परीक्षण रिपोर्ट की समीक्षा की, जो डेटा और स्पष्ट निष्कर्षों से परिपूर्ण थी। हालाँकि, जब मूल्यांकनकर्ताओं ने पूछा, "36 केवी के इस परिणाम के लिए, माप अनिश्चितता क्या है, और अनुरूपता किस नियम से आंकी जाती है?", तो साइट पर मौजूद कर्मचारी जवाब नहीं दे सके - रिपोर्ट ने केवल एक मापा मूल्य और एक "पास" निष्कर्ष दिया, जिसमें न तो कोई अनिश्चितता मूल्यांकन था और न ही सीमा के निकट अनुरूपता-निर्णय नियम। परिणामस्वरूप, प्रयोगशाला को गैर-अनुरूपता जारी कर दी गई और संबंधित परियोजना को बाहरी पक्षों को रिपोर्ट जारी करने से निलंबित कर दिया गया।
यह कोई अकेला मामला नहीं है. कई तेल-प्रतिरोध-वोल्टेज प्रयोगशालाएँ इस बात पर ध्यान केंद्रित करती हैं कि "क्या ऑपरेटर उपकरण संचालित कर सकता है और रीडिंग उत्पन्न कर सकता है," फिर भी मौलिक मेट्रोलॉजिकल मुद्दे को नजरअंदाज कर देते हैं: प्रत्येक माप में त्रुटि होती है, और माप परिणाम केवल माप का एक अनुमान होता है। केवल जब अनिश्चितता बताई जाती है तो परिणाम पूर्ण, तुलनीय और अनुरूपता मूल्यांकन के लिए उपयोगी होता है।
क्यों तेल प्रतिरोध-वोल्टेज प्रयोगशालाओं को मापन अनिश्चितता का मूल्यांकन करना चाहिए
- मान्यता मानदंड की अनिवार्य आवश्यकता: CNAS-CL01 (ISO/IEC 17025 के समतुल्य) के लिए आवश्यक होने पर माप अनिश्चितता का मूल्यांकन करने और रिपोर्ट में इसे बताने के लिए प्रयोगशालाओं की आवश्यकता होती है; जब परीक्षण विधि, ग्राहक की आवश्यकताएं, या परिणाम अनुरूपता निर्णय को प्रभावित करते हैं, तो अनिश्चितता परिलक्षित होनी चाहिए।
- सीमा के निकट निर्णय के लिए उद्देश्यपूर्ण आवश्यकता: जब मापा गया ब्रेकडाउन वोल्टेज मानक सीमा (उदाहरण के लिए, सेवा में 220 केवी डिवाइस के लिए 35 केवी की सीमा, 35.8 केवी के मापा मूल्य के साथ) के करीब पहुंचता है, तो केवल संख्या के आधार पर "पास" का निर्धारण करने से गलत निर्णय हो सकता है; अनिश्चितता को ध्यान में रखा जाना चाहिए.
- अंतर्राष्ट्रीय डेटा मान्यता और विवाद मध्यस्थता का आधार: दक्षता परीक्षण, अंतर-प्रयोगशाला तुलना, और ग्राहक और आपूर्तिकर्ता के बीच डेटा विवाद अंततः निष्पक्ष निष्कर्ष तक पहुंचने के लिए अनिश्चितता और एन मूल्य जैसे सांख्यिकीय उपकरणों पर निर्भर करते हैं।
- प्रयोगशाला की अपनी गुणवत्ता में सुधार का आधार: व्यक्तिगत अनिश्चितता घटकों की पहचान करके, परिणाम को प्रभावित करने वाले मुख्य लिंक को लक्षित तरीके से पाया और सुधारा जा सकता है।
माप सिद्धांत और अनिश्चितता के स्रोत (5M1E)
इन्सुलेट तेल ढांकता हुआ ताकत परीक्षण में, एक समान दर से बढ़ने वाला एक वैकल्पिक वोल्टेज एक मानक तेल कप में दो गोलाकार इलेक्ट्रोड के बीच तब तक लगाया जाता है जब तक कि तेल का नमूना टूट न जाए, और टूटने के तुरंत बाद वोल्टेज रिकॉर्ड किया जाता है; कई लगातार माप (डिफ़ॉल्ट रूप से 6) औसत हैं। 5M1E ढांचे (मनुष्य, मशीन, सामग्री, विधि, पर्यावरण, माप) का उपयोग करके, अनिश्चितता के स्रोतों को व्यवस्थित रूप से पहचाना जा सकता है:
उपकरण: 80 केवी सिंगल-कप पुश-बटन इंसुलेटिंग ऑयल डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ परीक्षक, एकीकृत बेंचटॉप संरचना
| पैरामीटर | तकनीकी विशिष्टता | अनिश्चितता / मेट्रोलॉजी के लिए महत्व |
|---|---|---|
| आउटपुट वोल्टेज | 0~80 केवी | माप सीमा और अवधि निर्धारित करता है |
| वोल्टेज संकेत त्रुटि | ±(पढ़ने का 2% + 2 अंक) | टाइप बी अनिश्चितता का मुख्य स्रोत; अंशांकन प्रमाणपत्र द्वारा शासित |
| वोल्टेज संकल्प | लिक्विड-क्रिस्टल डिजिटल डिस्प्ले | संकल्प द्वारा शुरू की गई अनिश्चितता; संकेत त्रुटि के साथ दोहरी गिनती से बचें |
| वोल्टेज वृद्धि दर | दस चरणों में 0.5~5.0 kV/s, त्रुटि 0.2 kV/s | दर विचलन ब्रेकडाउन मूल्य को प्रभावित करता है; आमतौर पर एक छोटा सा घटक |
| इलेक्ट्रोड/गैप | गोलाकार इलेक्ट्रोड, मानक 2.5 मिमी, एक मानक पैमाने के साथ | अंतराल विचलन सीधे परिणाम को प्रभावित करता है; पता लगाने योग्य अंशांकन किया जाना चाहिए |
| विद्युत आपूर्ति विकृति | <1% | एक साइनसॉइडल तरंगरूप सुनिश्चित करता है; तरंगरूप विचलन एक छोटा घटक है |
| परीक्षणों की संख्या | 6 डिफ़ॉल्ट रूप से, 1~10 चयन योग्य | टाइप ए मूल्यांकन की विश्वसनीयता को प्रभावित करता है |
| स्थैतिक विश्राम/अंतराल/सरगर्मी | 900 सेकंड/300 सेकंड/15 सेकंड, समायोज्य | मानकीकृत संचालन फैलाव को कम करता है |
| ब्रेकडाउन कैप्चर | मिलीसेकंड स्तर का कैप्चर, एचवी टर्मिनल पर प्रत्यक्ष ए/डी नमूनाकरण | क्षणिक कैप्चर त्रुटि को कम करता है |
| पर्यावरणीय स्थितियाँ | 0~40℃, आर्द्रता ≤85% | पर्यावरणीय घटक के मूल्यांकन का आधार |
| संचार | आरएस232 अपलोड | कच्चे डेटा का पता लगाने की क्षमता सुनिश्चित करता है |
| आयाम/वजन | 430*350*370 मिमी, 36 किग्रा | निश्चित/ऑन-साइट उपयोग के लिए |
मापन अनिश्चितता के मूल्यांकन के लिए मानक प्रक्रिया
कार्यान्वित उदाहरण: एक पूर्ण अनिश्चितता गणना
सेवा में 220 केवी ट्रांसफार्मर से तेल के नमूने के लिए, प्रति जीबी/टी 507-2002 लगातार छह ब्रेकडाउन मान थे: 42.1, 41.5, 43.0, 42.6, 41.9, 42.4 (केवी)। मूल्यांकन इस प्रकार है:
| कदम | गणना प्रक्रिया | परिणाम |
|---|---|---|
| सर्वोत्तम अनुमान | 6 रीडिंग का अंकगणितीय माध्य | 42.25 के.वी |
| प्रायोगिक मानक विचलन एस | बेसेल सूत्र | 0.53 के.वी |
| टाइप ए मानक अनिश्चितता यूए | s/√6 | 0.22 के.वी |
| टाइप बी: वोल्टेज संकेत त्रुटि की आधी-चौड़ाई | 2% * 42.25 + 2 अंक (0.2 केवी के रूप में लिया गया) | 1.05 के.वी |
| टाइप बी मानक अनिश्चितता यूबी | a/√3 (आयताकार वितरण) | 0.60 के.वी |
| संयुक्त मानक अनिश्चितता यूसी | √(uA² + uB²) | 0.64 के.वी |
| विस्तारित अनिश्चितता यू | k = 2 (लगभग 95%), U = 2uc | 1.3 के.वी |
| रिपोर्ट किए गए परिणाम: ब्रेकडाउन वोल्टेज = 42.3 केवी, विस्तारित अनिश्चितता यू = 1.3 केवी (के = 2)। नोट: वोल्टेज वृद्धि दर, इलेक्ट्रोड गैप और तरंग रूप जैसे घटकों का इन परिस्थितियों में मामूली प्रभाव पड़ता है या अंशांकन के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है; रिज़ॉल्यूशन घटक पहले से ही संकेत त्रुटि और दोहराव में निहित है और इसे दोबारा नहीं गिना जाता है। वास्तविक मूल्यांकन उपकरण के वैध अंशांकन प्रमाणपत्र, प्रयोगशाला के दोहराव डेटा और विधि सत्यापन परिणामों पर आधारित होना चाहिए। | ||
अनिश्चितता को ध्यान में रखते हुए अनुरूपता मूल्यांकन के लिए "तीन-क्षेत्र नियम"।
ब्रेकडाउन वोल्टेज एक निचली-सीमा संकेतक है जहां "बड़ा अधिक अनुपालनशील होता है।" मान लें कि मानक सीमा एल है। विस्तारित अनिश्चितता यू को ध्यान में रखते हुए, तीन मामलों को प्रतिष्ठित किया गया है:
| जोन | फैसले की शर्त | कार्रवाई |
|---|---|---|
| पास क्षेत्र | मापा गया मान - यू ≥ एल | पास के रूप में न्यायाधीश |
| असफल क्षेत्र | मापा गया मान + यू ≤ एल | असफल के रूप में न्यायाधीश |
| अनिश्चित क्षेत्र (गार्ड बैंड) | अंतराल [मापा गया मान - यू, मापा गया मान + यू] एल को पार करता है | प्रति अनुबंध माप स्तर/संभाल का पुन: परीक्षण/सुधार करने के लिए मापों की संख्या बढ़ाएँ; पूर्ण निर्णय न लें |
इस उदाहरण में एल = 35 केवी: 42.3 - 1.3 = 41.0 ≥ 35, इसलिए इसे पास माना जाता है।
यदि मापा गया मान 35.8 केवी है: 35.8 − 1.3 = 34.5 <35, जो अनिश्चित क्षेत्र में आता है; तत्काल पास के बजाय पुनः परीक्षण की आवश्यकता है।
यदि मापा गया मान 33.0 केवी है: 33.0 + 1.3 = 34.3 ≤ 35, तो इसे विफल माना जाता है।
प्रवीणता परीक्षण (पीटी) और अंतरप्रयोगशाला तुलना
दक्षता परीक्षण Z-स्कोर
दक्षता परीक्षण योजना में भाग लेने पर, Z-स्कोर की गणना Z = (प्रयोगशाला परिणाम - निर्दिष्ट मूल्य) / दक्षता मूल्यांकन के लिए मानक विचलन के रूप में की जाती है: |Z| ≤ 2 एक संतोषजनक परिणाम है; 2 < |Z| <3 संदिग्ध है; |जेड| ≥ 3 असंतोषजनक (बाहरी) है, जिसके लिए सुधारात्मक कार्रवाई की जानी चाहिए।
तुलना एन मूल्य
किसी अन्य प्रयोगशाला या संदर्भ प्रयोगशाला से तुलना करते समय, En = (स्वयं का परिणाम - संदर्भ मान) / √(U²own + U²संदर्भ): |En| ≤ 1 को संतोषजनक माना गया है; अन्यथा तुलना असंगत है और कारण की जांच की जानी चाहिए।
गुणवत्ता नियंत्रण चार्ट और मध्यवर्ती जाँच
गुणवत्ता नियंत्रण चार्ट: एक्स (मीन)-एमआर (मूविंग रेंज) नियंत्रण चार्ट स्थापित करने के लिए आवधिक माप के लिए एक स्थिर गुणवत्ता-नियंत्रण तेल नमूने का उपयोग करें, केंद्र रेखा प्लस ऊपरी/निचली नियंत्रण सीमाएं और चेतावनी सीमाएं निर्धारित करें, यह निगरानी करने के लिए कि परिणाम लगातार नियंत्रण में रहते हैं या नहीं; लगातार बदलाव, प्रवृत्ति, या सीमा से बाहर की घटना एक प्रारंभिक चेतावनी को ट्रिगर करती है।
मध्यवर्ती जाँच: दो औपचारिक अंशांकन के बीच, रखे गए नमूनों का पुन: परीक्षण, संदर्भ सामग्री के साथ जाँच और उपकरण तुलना जैसे तरीकों के माध्यम से उपकरण की विश्वसनीयता बनाए रखें।
अंशांकन/सत्यापन अंतराल: वोल्टेज माप प्रणाली और इलेक्ट्रोड गैप (मानक पैमाने) को नियमित आधार पर, आमतौर पर प्रति वर्ष एक बार, पता लगाया जाना चाहिए; बार-बार उपयोग या असामान्य स्थितियों के लिए अंतराल को छोटा किया जाना चाहिए।
छह विशिष्ट मेट्रोलॉजी और गुणवत्ता-नियंत्रण कठिनाइयाँ और समाधान
| विशिष्ट कठिनाई | लक्षण/जोखिम | समाधान |
|---|---|---|
| अविश्वसनीय प्रकार ए घटक | ब्रेकडाउन फैलाव बड़ा है, केवल 6 रीडिंग, मानक विचलन अनुमान अस्थिर है | स्थैतिक आराम और सरगर्मी को मानकीकृत करें, माप की संख्या बढ़ाएं, और एक पूलित मानक विचलन का उपयोग करें |
| टाइप बी घटक छोड़ा गया या डबल-गिना गया | रिज़ॉल्यूशन, संकेत त्रुटि, और पुनरावृत्ति की बार-बार गणना की जाती है | प्रत्येक घटक को सुलझाने के लिए एक कारण-और-प्रभाव आरेख बनाएं; पहले से मौजूद घटकों का दोबारा मूल्यांकन नहीं किया जाता है |
| सीमा के निकट अनुरूपता संबंधी विवाद | एक "ऑन-द-लाइन" परिणाम को केवल उत्तीर्ण/असफल माना जाता है | तीन-ज़ोन नियम अपनाएं; अनिश्चित क्षेत्र में निर्णय का पुन: परीक्षण करें या बातचीत करें |
| विभिन्न मानकों से मिश्रण के परिणाम | जीबी 507 और आईईसी 60156 विधि मापदंडों में भिन्न हैं | रिपोर्ट में उपयोग की गई विधि बताएं, अलग से मूल्यांकन करें, और एक मानक के नियमों को दूसरे पर लागू न करें |
| दक्षता परीक्षण में उत्कृष्टता | |जेड| ≥ 3 या |एन| > 1 | प्रति 5एम1ई की जांच करें (अक्सर नमूनाकरण/इलेक्ट्रोड/अंशांकन समस्याएं), सही करें, फिर सत्यापित करें |
| नमूनाकरण अनिश्चितता को नजरअंदाज कर दिया गया | ख़राब नमूना प्रतिनिधित्वशीलता; परिणाम उपकरण की वास्तविक स्थिति को प्रतिबिंबित नहीं कर सकता | एक नमूना एसओपी स्थापित करें (स्वच्छ, सूखे कंटेनर; धुलाई; नमी और धूल से सुरक्षा; प्रतिनिधि नमूना बिंदु), नमूना घटक का मूल्यांकन और नियंत्रण करें |
अनुप्रयोग परिदृश्य
- तृतीय-पक्ष परीक्षण प्रयोगशालाएँ: CNAS मान्यता अनुप्रयोग, रखरखाव और कार्यक्षेत्र विस्तार, अनिश्चितता और दक्षता परीक्षण की आवश्यकताओं को पूरा करना।
- शक्ति परीक्षण अनुसंधान संस्थान / विद्युत शक्ति अनुसंधान संस्थान: तेल रसायन परीक्षण, तुलनाओं का संगठन, और तकनीकी मध्यस्थता।
- बिजली उत्पादन/आपूर्ति उद्यमों की केंद्रीय परीक्षण प्रयोगशालाएँ: आंतरिक गुणवत्ता नियंत्रण और निगरानी-नेटवर्क डेटा की गेटकीपिंग।
- मेट्रोलॉजी और अंशांकन संगठन: तेल-प्रतिरोध-वोल्टेज परीक्षक संकेत प्रणालियों और अनिश्चितता हस्तांतरण का अंशांकन।
- तेल निर्माताओं की गुणवत्ता-नियंत्रण प्रयोगशालाएँ: फ़ैक्टरी निरीक्षण डेटा की विश्वसनीयता का प्रमाण।
- बड़े औद्योगिक उपयोगकर्ताओं की प्रयोगशालाएँ: धातुकर्म, पेट्रोकेमिकल्स और रेल पारगमन में इन-हाउस प्रयोगशालाओं की गुणवत्ता प्रणाली का संचालन।