沖擊測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范　沖擊電壓　第1部分：沖擊電壓分壓器

JJF2028—20231沖擊測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范沖擊電壓第1部分:沖擊電壓分壓器1范圍本規(guī)范適用于額定電壓1kV及以上,測(cè)量雷電沖擊電壓、操作沖擊電壓的沖擊電壓分壓器的校準(zhǔn)。本規(guī)范不適用測(cè)量波前截?cái)嗟睦纂姏_擊截波電壓的沖擊電壓分壓器的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:GB/T16927.1—2011高電壓試驗(yàn)技術(shù)第1部分:一般定義及試驗(yàn)要求GB/T16927.2—2013高電壓試驗(yàn)技術(shù)第2部分:測(cè)量系統(tǒng)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于該規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語GB/T16927.1及GB/T16927.2中界定的及以下術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。3.1分壓比voltageratio沖擊電壓分壓器輸入電壓與輸出電壓之比。3.2標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓standardlightning-impulsevoltage波前時(shí)間為1.2μs,半峰值時(shí)間為50μs的光滑的雷電沖擊電壓。注1:通常波前時(shí)間0.84μs~1.56μs,半峰值時(shí)間40μs~60μs都可認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊注2:過沖和峰值附近的振蕩是容許的,允許相對(duì)過沖幅值不超過10%。[來源:GB/T16927.1—2011,7.2.1,有修改]3.3標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊截波電壓standardchoppedlightning-impulsevoltage截?cái)鄷r(shí)間為2μs~5μs被外部間隙截?cái)嗟臉?biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓。[來源:GB/T16927.1—2011,7.2.3,有修改]3.4標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓standardswitching-impulsevoltage到峰值時(shí)間為250μs,半峰值時(shí)間為2500μs的沖擊電壓。注:通常峰值時(shí)間200μs~300μs,半峰值時(shí)間1000μs~4000μs都可認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊[來源:改寫GB/T16927.1—2011,8.2.1,有修改]4概述沖擊分壓器是用于測(cè)量沖擊電壓的測(cè)量裝置,它能將被測(cè)沖擊高電壓按一定比例轉(zhuǎn)2換為可以用測(cè)量儀器測(cè)量的沖擊低電壓。其原理見圖1,一般由阻尼電阻(如有)、均壓環(huán)、高壓臂、低壓臂、測(cè)量電纜、匹配器(如有)等組成。由于阻尼電阻值與高壓引線的形狀和尺寸有關(guān)，沖擊分壓器宜使用與出廠試驗(yàn)相同的高壓引線類型。按其測(cè)量原理可分為電阻型沖擊分壓器、電容型沖擊分壓器和阻容型沖擊分壓器。匹配器5計(jì)量特性5.1分壓比沖擊分壓器分壓比示值誤差一般不超過±3%,5.2時(shí)間參數(shù)沖擊分壓器時(shí)間參數(shù)示值誤差一般不超過±10%。不同被測(cè)沖擊電壓波形需校準(zhǔn)的時(shí)間參數(shù)見表1。電壓類型時(shí)間參數(shù)半峰值時(shí)間T截?cái)鄷r(shí)間Tc到峰值時(shí)間T半峰值時(shí)間T?5.3線性度沖擊分壓器分壓比的線性度一般不超過分壓比最大允許誤差的1/2。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件對(duì)環(huán)境條件的要求為：JJF2028—20233—沖擊分壓器校準(zhǔn)的環(huán)境溫度為5℃~40℃,相對(duì)濕度不大于80%;—海拔高度不大于1000m,如果校準(zhǔn)地點(diǎn)海拔高度大于1000m,應(yīng)參照GB/T16927.1—2011中4.3.4的要求計(jì)算空氣密度修正因數(shù),選取較低的校準(zhǔn)電壓;—在與沖擊分壓器器身高度相當(dāng)?shù)闹苓叿秶鷥?nèi),除測(cè)量引線外應(yīng)無其他物體;—周圍無影響設(shè)備正常工作的電磁干擾和機(jī)械振動(dòng)。6.2標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置及其他設(shè)備6.2.1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)包括:1)沖擊分壓器[帶測(cè)量電纜和匹配器(如有)];2)測(cè)量儀器[帶衰減器(如有)];3)軟件。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:擴(kuò)展不確定度≤5%(k=2);數(shù)的擴(kuò)展不確定度≤3%(k=擴(kuò)展不確定度≤5%(k=2);數(shù)的擴(kuò)展不確定度≤3%(k=2);絕對(duì)值的1/2;2)對(duì)于較高級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng):電壓峰值的擴(kuò)展不確定度≤0.5%(k=2),時(shí)間參3)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)所引入的擴(kuò)展不確定度(k=2)應(yīng)小于被測(cè)分壓器最大允許誤差4)額定電壓應(yīng)不低于被校沖擊分壓器測(cè)量電壓范圍的20%;5)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)滿足的階躍響應(yīng)要求見表2。表2對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)分壓器的階躍響應(yīng)要求電壓類型雷電沖擊操作沖擊實(shí)驗(yàn)響應(yīng)時(shí)間≤15ns—穩(wěn)定時(shí)間≤200ns10μs部分響應(yīng)時(shí)間≤30ns—6.2.2標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器應(yīng)滿足表3的要求,且具有足夠的帶負(fù)載能力,沖擊分壓器的接入對(duì)發(fā)生器準(zhǔn)確度的影響可忽略。表3標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器的要求波形參數(shù)數(shù)值范圍擴(kuò)展不確定度/%(k=2)短期穩(wěn)定性/%(10次以上數(shù)據(jù))雷電全波/截波峰值儀器使用范圍內(nèi)≤0.7≤0.2波前時(shí)間(0.8~0.9)μs≤2≤0.5半峰值時(shí)間(55~65)μs≤2≤0.2JJF2028—20234表3(續(xù))波形參數(shù)數(shù)值范圍擴(kuò)展不確定度/%(k=2)短期穩(wěn)定性/%(10次以上數(shù)據(jù))操作波峰值儀器使用范圍內(nèi)≤0.7≤0.2波前時(shí)間(15~3000)μs≤2≤0.2半峰值時(shí)間(2600~4200)μs≤2≤0.26.2.3沖擊電壓發(fā)生器沖擊電壓發(fā)生器應(yīng)能產(chǎn)生3.2、3.3和3.4中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓波形。用于沖擊分壓器擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)線性度校準(zhǔn)的沖擊電壓發(fā)生器應(yīng)滿足以下要求:—線性度試驗(yàn)電壓范圍內(nèi),輸出波形時(shí)間參數(shù)變化不超過±5%;—發(fā)生器首級(jí)充電電壓測(cè)量誤差不超過±1%,具備電壓補(bǔ)償功能。6.2.4電場(chǎng)測(cè)量儀用于沖擊分壓器擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)線性度校準(zhǔn)的電場(chǎng)測(cè)量儀應(yīng)滿足以下要求:—電場(chǎng)測(cè)量儀對(duì)被測(cè)沖擊電壓波形具有足夠的響應(yīng);—電場(chǎng)測(cè)量儀自身的線性度已知。7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目沖擊分壓器校準(zhǔn)項(xiàng)目見表4。開展校準(zhǔn)工作的實(shí)驗(yàn)室,根據(jù)客戶要求選擇校準(zhǔn)其中的項(xiàng)目。表4校準(zhǔn)項(xiàng)目序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目名稱計(jì)量特性條款校準(zhǔn)方法條款1外觀及標(biāo)識(shí)檢查—7.2.12分壓比5.17.2.23時(shí)間參數(shù)5.27.2.34線性度5.37.2.47.2校準(zhǔn)方法7.2.1外觀及標(biāo)識(shí)檢查沖擊分壓器組件齊全,外觀完好,組裝牢靠,應(yīng)有專用的接地端,且有明顯的接地標(biāo)識(shí)。沖擊分壓器銘牌上應(yīng)明確標(biāo)明:產(chǎn)品名稱、型號(hào)、制造廠名、出廠編號(hào)、額定電壓、標(biāo)稱分壓比。7.2.2分壓比7.2.2.1標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器比較法標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器與被校沖擊分壓器的布置方式見圖2,丁字形和叉形布置方式中沖擊分壓器之間的夾角約為90°。比較法校準(zhǔn)接線方式見圖3,標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器和被校沖擊分壓器的輸出電壓都進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量儀器。沖擊分壓器的接地應(yīng)使用寬度不5小于0.3m的銅、鋁金屬帶或金屬箔，試驗(yàn)回路應(yīng)單點(diǎn)接地。GG(a)丁字形(b)叉形(c)直線被校沖擊分壓器被校沖擊分壓器的實(shí)測(cè)分壓比按式(1)計(jì)算：Kx——被校沖擊分壓器的實(shí)測(cè)分壓比；Ky——被校沖擊分壓器標(biāo)稱分壓比；U?——標(biāo)準(zhǔn)沖擊測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量電壓，kV;Ux——被校沖擊分壓器的測(cè)量電壓，kV。被校沖擊分壓器的分壓比示值誤差按式(2)計(jì)算：δ——分壓比示值誤差；a)全電壓范圍內(nèi)校準(zhǔn)按圖3接線，在被校沖擊分壓器標(biāo)定電壓測(cè)量范圍內(nèi)最小值、最大值以及中間較均6被校沖擊分壓器勻選取的3個(gè)電壓點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器進(jìn)行比較(見圖4),每個(gè)電壓點(diǎn)重復(fù)測(cè)量10次，實(shí)測(cè)分壓比為所有電壓點(diǎn)校準(zhǔn)分壓比的平均值。被校沖擊分壓器注：送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況確定標(biāo)定電壓范圍和校準(zhǔn)電壓極性，0b)有限電壓范圍內(nèi)的校準(zhǔn)按圖3接線，當(dāng)被校分壓器標(biāo)定測(cè)量范圍超過標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器測(cè)量范圍的情況下，校準(zhǔn)電壓應(yīng)不低于被校沖擊分壓器標(biāo)定測(cè)量范圍的20%,并依據(jù)7.2.4單獨(dú)進(jìn)行線性度試驗(yàn)。分壓比和時(shí)間參數(shù)校準(zhǔn)電壓點(diǎn)不少于2個(gè)，最高校準(zhǔn)電壓為標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器測(cè)量范圍的最大值(見圖5)。7.2.2.2標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器法按圖6接線，根據(jù)被校沖擊分壓器實(shí)際測(cè)量的電壓類型和極性，在標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器中選擇對(duì)應(yīng)的波形參數(shù)和極性，校準(zhǔn)電壓應(yīng)不小于被校沖擊分壓器標(biāo)定電壓范圍的最小值，重復(fù)測(cè)量10次。被校沖擊分壓器的實(shí)測(cè)分壓比按式(4)計(jì)算：式中：Kx——被校沖擊分壓器的實(shí)測(cè)分壓比；7Ky——被校沖擊分壓器標(biāo)稱分壓比；Uso——標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器輸出電壓，V;Ux——被校沖擊分壓器的測(cè)量電壓，V。7.2.3時(shí)間參數(shù)時(shí)間參數(shù)校準(zhǔn)方法、接線方式與分壓比校準(zhǔn)相同，見7.2.2。在記錄電壓峰值的同時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)分壓器和被校分壓器測(cè)量的時(shí)間參數(shù)。被校沖擊分壓器時(shí)間參數(shù)的示值誤差見式(4),相對(duì)示值誤差見式(5)。△T——時(shí)間參數(shù)示值誤差，μs;T?！獦?biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器的參考值，μs。γ——時(shí)間參數(shù)相對(duì)示值誤差。7.2.4線性度線性度試驗(yàn)原則：a)全電壓范圍內(nèi)校準(zhǔn)無需進(jìn)行單獨(dú)的線性度試驗(yàn)；b)有限電壓范圍內(nèi)校準(zhǔn)，至少選取4個(gè)電壓點(diǎn)進(jìn)行線性度試驗(yàn)，包括分壓比校準(zhǔn)的最高電壓以及被校沖擊分壓器標(biāo)定電壓范圍的最大值(見圖7),每個(gè)電壓點(diǎn)重復(fù)測(cè)量次數(shù)不少于5次。線性度計(jì)算方法見式(6),線性度試驗(yàn)不獨(dú)立評(píng)定測(cè)量不確定度，在擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)分壓比線性度引入的測(cè)量不確定度作為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的一個(gè)分量。JJF2028—20238ηi-ηmηm×100%ηi-ηmηm×100%(6)式中:R—被校沖擊分壓器擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)的線性度。7.2.4.1與已知線性度的沖擊分壓器比較在不同電壓下比較被校沖擊分壓器與已知線性度的沖擊分壓器測(cè)量電壓比值的變化,根據(jù)式(6)計(jì)算被校沖擊分壓器擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)的線性度。7.2.4.2與沖擊電壓發(fā)生器的充電電壓比較在不同電壓下比較被校沖擊分壓器測(cè)量電壓與發(fā)生器充電電壓比值的變化,根據(jù)式(6)計(jì)算被校沖擊分壓器擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)的線性度。試驗(yàn)的相關(guān)要求:—發(fā)生器充電時(shí)間對(duì)輸出電壓的影響不超過±1%;—剔除發(fā)生器球隙自放電時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)。注:該方法測(cè)量得到的沖擊分壓器擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)的線性度同時(shí)包含了沖擊電壓發(fā)生器和被校沖擊分壓器的線性度,如果線性度試驗(yàn)結(jié)果超過允許值,可使用其他方法驗(yàn)證。7.2.4.3與電場(chǎng)測(cè)量儀輸出電壓比較校準(zhǔn)步驟:a)將電場(chǎng)測(cè)量儀置于距離沖擊分壓器均壓環(huán)一定距離的空間電場(chǎng)中;b)使用標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器在分壓比最高校準(zhǔn)電壓點(diǎn)標(biāo)定電場(chǎng)測(cè)量儀的輸出電壓,判斷擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)電場(chǎng)測(cè)量儀輸出電壓是否在數(shù)據(jù)采集單元的最佳測(cè)量范圍,確定電場(chǎng)測(cè)量儀的最終固定位置;c)在不同電壓點(diǎn),測(cè)量被校沖擊分壓器與電場(chǎng)測(cè)量儀輸出電壓比值的變化,根據(jù)式(6)計(jì)算被校沖擊分壓器擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)的線性度。如電場(chǎng)測(cè)量儀自身的線性度不能忽略,校準(zhǔn)結(jié)果需進(jìn)行修正。注:數(shù)據(jù)采集單元的垂直分辨率為N,最佳測(cè)量范圍為6/N至滿量程。8校準(zhǔn)結(jié)果分壓比和時(shí)間參數(shù)的相對(duì)擴(kuò)展不確定度和示值誤差小數(shù)位保留1位,分壓比的小數(shù)位位數(shù)與分壓比擴(kuò)展不確定度的位數(shù)保持一致。校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(報(bào)告)上反應(yīng),校準(zhǔn)證書(報(bào)告)應(yīng)至少包括以下信息:a)標(biāo)題,如“校準(zhǔn)證書”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí);e)客戶的名稱和地址;f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí);g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)說明被校對(duì)象的接收日期;JJF2028—20239h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)對(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明;i)對(duì)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí),包括名稱及代號(hào);j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說明;m)對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí);o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明。校準(zhǔn)原始記錄格式見附錄B,校準(zhǔn)證書(報(bào)告)內(nèi)頁格式見附錄C。9復(fù)校時(shí)間間隔間隔。JJF2028—202310附錄A沖擊電壓波形定義及參數(shù)計(jì)算附錄A給出了本規(guī)范涉及的雷電沖擊電壓、雷電沖擊截波電壓、操作沖擊電壓波形定義及參數(shù)計(jì)算。A.1雷電沖擊電壓的相關(guān)術(shù)語定義及參數(shù)計(jì)算A.1.1雷電沖擊電壓波前時(shí)間小于20μs的沖擊電壓。A.1.2標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓波前時(shí)間為1.2μs,半峰值時(shí)間為50μs的光滑的雷電沖擊電壓。A.1.3試驗(yàn)電壓峰值U試驗(yàn)電壓曲線的最大值。A.1.4波前時(shí)間T1視在參數(shù),定義為試驗(yàn)電壓曲線峰值的30%和90%(圖A.1中點(diǎn)A和點(diǎn)B)之間時(shí)間間隔T的1/0.6倍。A.1.5視在原點(diǎn)O1試驗(yàn)電壓曲線中相對(duì)于A點(diǎn)超前0.3T1的瞬間,如圖A.1所示。對(duì)于具有線性時(shí)間刻度的波形,它為通過波前部分的A、B兩點(diǎn)所畫直線與時(shí)間軸的交點(diǎn)。A.1.6平均上升率由記錄曲線極限值的30%和90%之間的全部數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算得到最佳擬合直線的斜率,通常用kV/μs表示。注:對(duì)于30%和90%處有噪聲或振蕩,數(shù)據(jù)點(diǎn)將被界定在起點(diǎn)為最后通過30%值的點(diǎn),終點(diǎn)為第一個(gè)通過90%值的點(diǎn)。A.1.7半峰值時(shí)間T2視在參數(shù),定義為從視在原點(diǎn)O1到試驗(yàn)電壓曲線下降到試驗(yàn)電壓值一半時(shí)刻之間的時(shí)間間隔(如圖A.1)。A.1.8過沖沖擊電壓的峰值處因回路引起的阻尼振蕩而導(dǎo)致的幅值的增加。A.2雷電沖擊截波電壓的相關(guān)術(shù)語定義及參數(shù)計(jì)算A.2.1雷電沖擊截波電壓由破壞性放電導(dǎo)致的電壓突然跌落至零的雷電沖擊電壓。本規(guī)范涉及的雷電沖擊截波電壓的跌落可以發(fā)生在波尾，見圖A.2。A.2.2標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊截波電壓A.2.3截?cái)嗨矔r(shí)在電壓跌落曲線上70%點(diǎn)和10%點(diǎn)(C點(diǎn)和D點(diǎn))連接的直線與電壓跌落曲線的交點(diǎn)的時(shí)刻(見圖A.2)。A.2.4截?cái)鄷r(shí)間視在參數(shù)，定義為視在原點(diǎn)與截?cái)嗨矔r(shí)的時(shí)間間隔(如圖A.2)。A.2.5截?cái)鄷r(shí)電壓跌落特性截?cái)鄷r(shí)電壓跌落的視在特性是根據(jù)截?cái)嗨矔r(shí)電壓的70%和10%處的兩個(gè)點(diǎn)即點(diǎn)C和點(diǎn)D來定義(如圖A.2)。電壓跌落的持續(xù)時(shí)間是C和D兩點(diǎn)時(shí)間間隔的1.67倍。電壓跌落的陡度是截?cái)嗨矔r(shí)電壓值與電壓跌落的持續(xù)時(shí)間之比。說明：A.3操作沖擊電壓的相關(guān)術(shù)語定義和參數(shù)計(jì)算A.3.1操作沖擊電壓波前時(shí)間T?(按雷電沖擊的計(jì)算)大于或等于20μs的沖擊電壓。A.3.2標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊電壓到峰值時(shí)間T,為250μs,半峰值時(shí)間T?為2500μs的沖擊電壓，表示為A.3.3波前時(shí)間(峰值時(shí)間)從實(shí)際原點(diǎn)到操作沖擊電壓的最大值時(shí)刻的時(shí)間間隔。A.3.4實(shí)際原點(diǎn)O記錄曲線開始單調(diào)上升(或下降)的瞬間。A.3.5半峰值時(shí)間實(shí)際原點(diǎn)和電壓第一次衰減到半峰值瞬間的時(shí)間間隔(如圖A.3)。A.3.690%峰值以上的時(shí)間沖擊電壓超過最大值的90%的時(shí)間間隔(如圖A.3)。00T?——半峰值時(shí)間。表A.1沖擊電壓波形參數(shù)及容差時(shí)間參數(shù)波前時(shí)間T?截?cái)鄷r(shí)間Tc到峰值時(shí)間T半峰值時(shí)間T? 標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊截波電壓 JJF2028—202314(15~30)(15~30)℃。由于半峰值時(shí)間和波前時(shí)間的不確定度評(píng)定過程是相同的,因此本示例沖擊分壓器分壓比與時(shí)間參數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果測(cè)量不確定度評(píng)定示例B.1引言被校沖擊分壓器技術(shù)參數(shù):額定電壓3.6MV,標(biāo)定電壓范圍為(500~2500)kV。校準(zhǔn)沖擊電壓測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):額定電壓為1000kV,電壓峰值擴(kuò)展不確定度(k=2),半峰值時(shí)間平均誤差為0.4μs,擴(kuò)展不確定度0.8μs(k(k=2),半峰值時(shí)間平均誤差為0.4μs,擴(kuò)展不確定度0.8μs(k=2)。工作溫度范圍僅給出波前時(shí)間的不確定度評(píng)定過程。B.2分壓比校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定B.2.1測(cè)量模型以對(duì)比法校準(zhǔn)被校沖擊分壓器分壓比,測(cè)量模型可用式(B.1)表示:(B.1)KX=K(B.1)式中:KX—被校沖擊分壓器的實(shí)測(cè)分壓比;KN—被校沖擊分壓器標(biāo)稱分壓比;U0—標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量電壓,kV;UX—被校沖擊分壓比的測(cè)量電壓,kV。B.2.2不確定度來源沖擊分壓器分壓比校準(zhǔn)的不確定度來源包括:a)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1rel(U0);b)電壓示值重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1rel(UX);c)被校沖擊分壓器線性度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2rel(UX);d)被校系統(tǒng)擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)分壓比線性度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3rel(UX);e)被校沖擊分壓器環(huán)境溫度影響引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4rel(UX);各輸入量測(cè)量不確定度之間不相關(guān),不確定度傳播可用式(B.2)表示。式中crel(KX)=(B.2)ucrel(KX)—分壓比相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。B.2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定B.2.3.1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1rel(U0)進(jìn)行評(píng)定:標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍的最高電壓為1000kV,U=0.5%(k=2),進(jìn)行評(píng)定:B.2.3.2電壓重復(fù)性引入的相1X)JJF2028—202315標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器和被校沖擊分壓器在正負(fù)極性下500kV、1000kV四個(gè)電壓點(diǎn)進(jìn)行比較校準(zhǔn),其比較數(shù)據(jù)如表B.1所示。各個(gè)電壓水平下的結(jié)果匯總?cè)绫鞡.2所示。根據(jù)表B.1和表B.2的校準(zhǔn)結(jié)果,由標(biāo)準(zhǔn)偏差最大值10.6計(jì)算電壓比值重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度,按A類方法進(jìn)行評(píng)定:u1rel(UX)=8.7×10-4表B.1500kV電壓下的校準(zhǔn)結(jié)果校準(zhǔn)電壓/kVU0/kVUX/kVKX分壓比平均值KX1實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(KX1)500505.81507.693835.73839.66.9506.85509.153832.6507.27508.873837.9506.14508.543831.9508.21509.573839.7506.75508.123839.7508.12507.603853.9508.21508.733846.1506.85508.963834.0506.47507.183844.6表B.2各電壓水平下校準(zhǔn)結(jié)果校準(zhǔn)電壓數(shù)i電壓水平/kVKXi實(shí)測(cè)分壓比平均值KX實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(KX)15003839.63841.96.92-5003834.110.6310003849.27.54-10003844.78.3B.2.3.3沖擊分壓器線性度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2rel(UX)根據(jù)表B.2的校準(zhǔn)結(jié)果,500kV、1000kV、-500kV、-1000kV下沖擊分壓器分壓比與其平均值的最大差值為7.8,為均勻分布,按B類方法進(jìn)行評(píng)定:u2rel(UX)=×3.9=1.2×10-3B.2.3.4被校沖擊分壓器擴(kuò)展電壓范圍內(nèi)線性度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3rel(UX)線性度試驗(yàn)采用與近似線性的沖擊電壓發(fā)生器比較的方法進(jìn)行測(cè)量,沖擊電壓發(fā)生器充分充電,確保輸出電壓波形沒有明顯變化,每個(gè)電壓點(diǎn)重復(fù)測(cè)量表B.3。JJF2028—202316表B.3擴(kuò)展范圍的線性度試驗(yàn)序號(hào)輸出電壓/kV發(fā)生器充電電壓/kV比值(輸出電壓/充電電壓)ηi比值平均值ηmηi-ηmηmR/%1100560.6016.5816.670.005250.6752150590.4016.650.0010531996119.8016.660.0004542503149.2016.780.00675擴(kuò)展范圍的線性度引入的不確定分量:u3rel(UX)=×R=3.9×10-3B.2.3.5被校沖擊分壓器環(huán)境溫度影響引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4rel(UX)制造商提供的被校沖擊分壓器的溫度系數(shù)為0.02%/℃,沖擊分壓器使用溫度范圍變化引入的不確定度分量為:(5~35)℃,比較環(huán)境溫度25℃,工作溫度偏差最大值為ΔT=20℃變化引入的不確定度分量為:u4rel(UX)=×(0.02%×20)=2.3×10-3B.2.4不確定度分量一覽表不確定度分量見表B.4。表B.4沖擊分壓器分壓比校準(zhǔn)的不確定度分量表不確定度分量不確定度來源評(píng)定方法分布類型相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度/10-3u1rel(Uo)標(biāo)準(zhǔn)器B均勻2.5u2rel(UX)分壓比重復(fù)性A正態(tài)0.9u3rel(UX)被校沖擊分壓器的線性度B均勻1.2u4rel(UX)擴(kuò)展電壓范圍的線性度B均勻3.9u5rel(UX)被校沖擊分壓器環(huán)境溫度影響B(tài)均勻2.3B.2.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算根據(jù)表B.4的不確定度分量表,其相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:B.2.6擴(kuò)展不確定度的確定ucrel==5.4×10-3B.2.6擴(kuò)展不確定度的確定Urel=kucrel=1.1×10-2Urel=kucrel=1.1×10-2被校沖擊分壓器分壓比的校準(zhǔn)結(jié)果表示為:KX=3842(1±0.011),25℃,包含JJF2028—202317k時(shí)間示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定B.3.1測(cè)量模型采用比較法校準(zhǔn)沖擊分壓器上升時(shí)間示值誤差,誤差校準(zhǔn)測(cè)量模型可用式(B.3)表示:式中:ΔT1—波前時(shí)間測(cè)量誤差,%;式中:ΔT1—波前時(shí)間測(cè)量誤差,%;T1X—被校沖擊分壓器波前時(shí)間測(cè)量值,μs;T1N—標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器波前時(shí)間測(cè)量值,μs。B.3.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源a)標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(T1N);b)被校沖擊分壓器測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(T1X)。由于各分量之間不相關(guān),故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式(B.4)表示:式中:u(ΔT1)=(B.4)u(ΔT1)—波前時(shí)間測(cè)量誤差的不確定度。B.3.3不確定度的評(píng)定B.3.3.1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)引入的不確定度分量u(T1N)評(píng)定:標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的擴(kuò)展不確定度為0.02μs,正態(tài)分布,包含因子k=2,評(píng)定:B.3.3.2測(cè)量重復(fù)性引入的0.01μs根據(jù)表B.5的校準(zhǔn)結(jié)果數(shù)據(jù),測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度,按A類方法進(jìn)行評(píng)定:u1(T1X)==≈2.53×10-3μs表B.5波前時(shí)間10次重復(fù)性校準(zhǔn)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)電壓點(diǎn)測(cè)量次數(shù)i標(biāo)準(zhǔn)值T1N/μs被校示值T1Xi/μs示值誤差ΔT1i/μs示值誤差平均值ΔT1/μs實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(ΔT1)/μs1000kV11.2511.260.0090.0170.00821.2511.270.01931.2531.280.02841.2531.280.02851.2541.270.016JJF2028—202318表B.5(續(xù))校準(zhǔn)電壓點(diǎn)測(cè)量次數(shù)i標(biāo)準(zhǔn)值T1N/μs被校示值T1Xi/μs示值誤差ΔT1i/μs示值誤差平均值ΔT1/μs實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(ΔT1)/μs1000kV61.2541.260.0060.0170.00871.2541.260.00681.2541.280.02691.2541.270.016101.2541.270.016B.3.4不確定度分量一覽表不確定度分量見表B.6。表B.6波前時(shí)間測(cè)量誤差校準(zhǔn)的不確定度分量表不確定度分量不確定度分量來源評(píng)定方法概率分布標(biāo)準(zhǔn)不確定度/μsu(T1N)標(biāo)準(zhǔn)器B正態(tài)0.01u(T1X)上升時(shí)間測(cè)量重復(fù)性A正態(tài)0.0026B.3.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度根據(jù)式(B.4)計(jì)算:B.3.6擴(kuò)展不確定度uc(ΔT1)==0.011μsB.3.6擴(kuò)展不確定度U=kuc(ΔT1)=0.022μs,k=2k=2。波前時(shí)間為1.U=kuc(ΔT1)=0.022μs,k=2k=2。波前時(shí)間為1.25μs時(shí)其相對(duì)不確定度為1.8%(k=2)。JJF2028—202319附錄C校準(zhǔn)原始記錄格式?jīng)_擊電壓分壓器校準(zhǔn)原始記錄證書編號(hào):共4頁,第1頁證書編號(hào):記錄編號(hào):客戶名稱:客戶地址:型號(hào)規(guī)格:出廠編號(hào):制造廠名:校準(zhǔn)依據(jù):環(huán)境條件:溫度:℃相對(duì)濕度:%校準(zhǔn)地點(diǎn):校準(zhǔn)日期:年月日建議復(fù)校時(shí)間:年月日校準(zhǔn)員:核驗(yàn)員:主要標(biāo)準(zhǔn)器序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)器名稱型號(hào)規(guī)格編號(hào)不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差證書編號(hào)溯源單位有效期至1.分壓器組件信息:(1)分壓器型號(hào):編號(hào):額定電壓:kV標(biāo)稱分壓比:(2)電纜型號(hào):編號(hào):標(biāo)稱波阻抗:Ω長度:m(3)匹配器型號(hào):編號(hào):匹配電阻:Ω