《特高頻法局部放電測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范公示稿》

江蘇省地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范

JJF（蘇）××××-2021

特高頻法局部放電測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationofUltra-HighFrequencyPartialDischargeDetector

（送審稿）

2021-×-×發(fā)布2021-×-×實(shí)施

江蘇省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

JJF（蘇）××××-2021

目錄

引言.............................................................................Ⅱ

1范圍.............................................................................1

2引用文件.........................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位..................................................................1

3.1局部放電.....................................................................1

3.2特高頻局部放電測(cè)試儀...........................................................1

3.3特高頻傳感器.................................................................1

3.4傳感器有效高度.................................................................1

3.5傳感器平均有效高度.............................................................1

4概述............................................................................1

5計(jì)量特性.........................................................................2

5.1上、下限截止頻率...............................................................2

5.2幅度線性度.....................................................................2

5.3傳感器有效高度.................................................................2

5.4短期幅度穩(wěn)定性.................................................................2

6校準(zhǔn)條件........................................................................2

6.1環(huán)境條件.......................................................................2

6.2校準(zhǔn)設(shè)備.......................................................................2

7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法...............................................................4

7.1外觀及工作正常性檢查...........................................................4

7.2上、下限截止頻率...............................................................4

7.3幅度線性度.....................................................................4

7.4傳感器有效高度.................................................................5

7.5短期幅度穩(wěn)定性.................................................................7

7.6安全性能.......................................................................7

8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)....................................................................8

9復(fù)校時(shí)間間隔....................................................................8

附錄A測(cè)量不確定度評(píng)定示例........................................................9

A.1幅度線性度的測(cè)量不確定度評(píng)定..................................................9

附錄B校準(zhǔn)原始記錄格式...........................................................11

表B.1上、下限截止頻率...........................................................11

表B.2幅度線性度.................................................................11

表B.3傳感器有效高度.............................................................11

表B.4短期幅度穩(wěn)定性.............................................................12

附錄C校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)格式...........................................................13

表C.1上、下限截止頻率...........................................................13

表C.2幅度線性度.................................................................13

表C.3傳感器有效高度.............................................................13

表C.4短期幅度穩(wěn)定性.............................................................13

I

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引言

本規(guī)范依據(jù)JJF1071-2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》編寫，相關(guān)術(shù)語(yǔ)及測(cè)量

不確定度評(píng)定遵循JJF1001《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》和JJF1059.1《測(cè)量不確定度評(píng)

定與表示》兩個(gè)文件。

本規(guī)范為首次發(fā)布。

II

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特高頻法局部放電測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于頻率范圍為300MHz～3GHz特高頻法局部放電測(cè)試儀的校準(zhǔn)。

2引用文件

本規(guī)范引用了下列文件：

GB/T7354-2018高電壓試驗(yàn)技術(shù)局部放電測(cè)量

Q/GDW11304.8-2015電力設(shè)備帶電檢測(cè)儀器技術(shù)規(guī)范第8部分：特高頻法局部

放電帶電檢測(cè)儀器技術(shù)規(guī)范

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(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(yǔ)和計(jì)量單位

3.1局部放電partialdischarge

指設(shè)備絕緣系統(tǒng)中部分被擊穿的電氣放電，這種放電可以發(fā)生在導(dǎo)體（電極）附

近，也可發(fā)生在其他位置。

3.2特高頻局部放電測(cè)試儀ultra-highfrequencypartialdischargedetector

在運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)電力設(shè)備局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁波信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的儀器。

3.3特高頻傳感器ultra-highfrequencysensor

對(duì)局部放電產(chǎn)生的特高頻信號(hào)感應(yīng)，將接收到的特高頻電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信

號(hào)的傳感器。

3.4傳感器有效高度sensoreffectiveheight

表征特高頻局部放電傳感器將局部放電輻射的電磁波能量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的能

力。

3.5傳感器平均有效高度sensoraverageeffectiveheight

特高頻局部放電傳感器各頻率點(diǎn)有效高度的累計(jì)平均值。

4概述

特高頻局部放電測(cè)試儀一般由特高頻傳感器、信號(hào)調(diào)理放大器、分析診斷及顯示

1

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單元組成。傳感器將接收的電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)調(diào)理與放大，由主機(jī)

完成信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換、采集及數(shù)據(jù)處理工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電的電氣設(shè)備局部放電測(cè)量。

5計(jì)量特性

5.1上、下限截止頻率

測(cè)量頻率范圍：300MHz～3GHz

上、下限截止頻率的相對(duì)頻率偏差：±20%

5.2幅度線性度

最大允許誤差：±2dB/10dB

5.3傳感器有效高度

平均有效高度：≥8mm；

最小有效高度：≥2mm。

5.4短期幅度穩(wěn)定性

應(yīng)優(yōu)于±1dB/min

注：以下指標(biāo)不作合格性判別，僅提供參考。

6校準(zhǔn)條件

6.1環(huán)境條件

環(huán)境溫度：(23±5)℃；

相對(duì)濕度：≤80%；

電源電壓及頻率：(220±11)V，(50±1)Hz；

其他：周圍無(wú)影響校準(zhǔn)工作正常進(jìn)行的電磁干擾及機(jī)械振動(dòng)。

6.2校準(zhǔn)設(shè)備

6.2.1信號(hào)發(fā)生器

頻率范圍：300MHz～3GHz；

相對(duì)頻率偏差：±1%；

最大輸出幅度：≥10dBm；

功率：±（0.5～1.0）dB。

6.2.2脈沖信號(hào)發(fā)生器

2

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電壓：（20～200）V；

脈沖上升沿時(shí)間：≤0.3ns。

6.2.3可變衰減器

頻率范圍：300MHz～3GHz；

衰減量：（0～100）dB；

衰減量最大允許誤差：±0.5dB/10dB。

6.2.4功率放大器

頻率范圍：300MHz～3GHz；

額定輸出功率：≥50W；

諧波失真：≤-20dBc。

6.2.5數(shù)字示波器

模擬帶寬：≥3GHz；

采樣率：≥20GS/s；

幅度最大允許誤差：±2%。

6.2.6吉赫茲?rùn)M向磁波（GTEM）室

頻率范圍：300MHz～3GHz；

阻抗：50Ω±2Ω；

端口電壓駐波比：≤1.5；

最大輸入功率：不小于裝置中功率放大器的最大輸出功率；

規(guī)格尺寸：不小于4000×2100×1400mm（長(zhǎng)×寬×高）。

6.2.7場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x

頻率范圍：300MHz～3GHz；

最大允許誤差：±3dB。

6.2.8參考傳感器

頻率范圍：300MHz～3GHz；

有效高度不確定度：1.25dB(k=2)。

6.2.9絕緣電阻表

輸出電壓：500V；

準(zhǔn)確度等級(jí)：優(yōu)于10級(jí)。

6.2.10耐電壓測(cè)試儀

輸出電壓：≥2000V；

準(zhǔn)確度等級(jí)：優(yōu)于5級(jí)。

3

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7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

7.1外觀及工作正常性檢查

7.1.1檢查被校測(cè)試儀的外觀及附件，各開(kāi)關(guān)、按鍵等功能應(yīng)正常，輸入輸出端口內(nèi)外

導(dǎo)體無(wú)變形和損壞，不應(yīng)有影響電氣性能的機(jī)械損傷。

7.1.2被校測(cè)試儀通電后應(yīng)正常工作，各種指示功能正常；按其技術(shù)說(shuō)明書(shū)規(guī)定時(shí)間預(yù)

熱，預(yù)熱后應(yīng)工作正常。

7.2上、下限截止頻率

被校測(cè)試儀

信號(hào)發(fā)生器

主機(jī)

圖1上、下限截止頻率校準(zhǔn)連接圖

7.2.1設(shè)備連接如圖1所示。

7.2.2將信號(hào)發(fā)生器的輸出幅度設(shè)置為最小，頻率設(shè)置為被校測(cè)試儀標(biāo)稱中心頻率點(diǎn)

，緩慢調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出幅度，使被校測(cè)試儀顯示幅度處于線性工作范圍上限以

?下?10dB。保持信號(hào)發(fā)生器輸出幅度不變，在被校測(cè)試儀適用頻率范圍內(nèi)改變信號(hào)發(fā)

生器頻率值，測(cè)量并記錄被校測(cè)試儀的最大顯示幅度Lmax，此時(shí)的頻率為被校測(cè)試儀

的實(shí)測(cè)中心頻率。從實(shí)測(cè)中心頻率處向下調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的頻率，使被校測(cè)試儀顯示

幅度比Lmax降幅達(dá)3dB，此點(diǎn)即為實(shí)測(cè)的下限截止頻率；然后，從被校測(cè)試儀的實(shí)

測(cè)中心頻率點(diǎn)向上增加信號(hào)發(fā)生器的頻率，同法測(cè)得上限?截止頻率，上、下限截止頻

率誤差按式（1）計(jì)算：

（1）

????

式中：??=?×100%

——上限或下限截止頻率誤差，%；

??——被校測(cè)試儀實(shí)測(cè)截止頻率，MHz；

?——被校測(cè)試儀標(biāo)稱截止頻率，MHz。

?

7.3幅?度線性度

被校測(cè)試儀

信號(hào)發(fā)生器可變衰減器

主機(jī)

圖2幅度線性度校準(zhǔn)連接圖

4

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7.3.1設(shè)備連接如圖2所示。

7.3.2設(shè)置可變衰減器的衰減量為0dB，根據(jù)所需校準(zhǔn)頻率范圍下限設(shè)置信號(hào)發(fā)生器頻

率，從小到大調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的輸出幅度，直至被校測(cè)試儀幅度示值為所需校準(zhǔn)幅度

上限，記錄此時(shí)可變衰減器的衰減量作為參考；以10dB為步進(jìn)增

大可變衰減器衰減量，記錄此時(shí)可變衰減器的衰減量為，和被校測(cè)試儀幅度示值

???(?=0)???=0

為；依次改變可變衰減器的衰減量直至被校測(cè)試儀所需校準(zhǔn)幅度下限，按公式（）

??+12

計(jì)算幅度線性度。

???+1

??=??+1???

??+1?（）

?=?????2

式中：

??=?????

——被校測(cè)試儀幅度顯示值，dBm；

可變衰減器的衰減量，；

???——dB

可變衰減器的衰減變化量，；

??——dB

被校測(cè)試儀幅度顯示變化量，；

??——dB

被校測(cè)試儀幅度線性度，。

??——dB

根據(jù)被校測(cè)試儀工作頻率范圍或需要校準(zhǔn)頻率范圍均勻選取不少于個(gè)頻率點(diǎn)，

7.3.3??3

重復(fù)7.3.2的操作。

7.4傳感器有效高度

被校測(cè)試儀傳感器場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x探頭

數(shù)字示波器

場(chǎng)強(qiáng)

測(cè)量?jī)x

信號(hào)發(fā)生器

功率放大器GTEM室

圖3有效高度校準(zhǔn)連接圖

7.4.1方法一(適用300MHz～3GHz)

7.4.1.1設(shè)備連接如圖3所示。

7.4.1.2將被校測(cè)試儀傳感器與數(shù)字示波器相連，并且緊貼于GTEM室觀察窗，根據(jù)所

需校準(zhǔn)頻率范圍下限設(shè)置信號(hào)發(fā)生器頻率，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的輸出幅度，直至數(shù)字示

波器顯示穩(wěn)定的幅度值，關(guān)閉信號(hào)發(fā)生器輸出。將場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x替換數(shù)字示波器與被校

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測(cè)試儀傳感器，并將場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x探頭置于被校測(cè)試儀傳感器相同位置，其它儀器狀態(tài)

保持不變，打開(kāi)信號(hào)發(fā)生器輸出，記錄此時(shí)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x的場(chǎng)強(qiáng)值，根據(jù)公式（3），算

出被校測(cè)試儀傳感器有效高度。

（3）

?

式中：?=?

d——被校測(cè)試儀傳感器有效高度，mm；

U——被校測(cè)試儀的幅度，mV；

E——場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x的場(chǎng)強(qiáng)值，mV/mm。

7.4.1.3根據(jù)被校測(cè)試儀工作頻率范圍或需要校準(zhǔn)頻率范圍均勻選取不少于7個(gè)頻率

點(diǎn)，重復(fù)7.4.1.2的操作。所有頻率點(diǎn)的有效高度值中取最小值為傳感器最小有效高度，

所有頻率點(diǎn)的有效高度值的累計(jì)平均值即是傳感器平均有效高度。

7.4.2方法二(適用300MHz～1.5GHz)

7.4.2.1設(shè)備連接如圖4所示。

被校測(cè)試儀傳感器參考傳感器

數(shù)字示波器

脈沖

GTEM室

信號(hào)發(fā)生器

圖4有效高度校準(zhǔn)連接圖

7.4.2.2設(shè)置脈沖信號(hào)發(fā)生器的電壓幅度為50V，頻率為合適的值，打開(kāi)脈沖信號(hào)發(fā)生

器輸出，在GTEM室內(nèi)建立覆蓋300MHz～1.5GHz頻率范圍的脈沖電磁場(chǎng)。

7.4.2.3將參考傳感器與數(shù)字示波器相連，并且緊貼于GTEM室觀察窗。調(diào)整數(shù)字示波

器的設(shè)置，使得脈沖波形顯示在時(shí)域窗口中，選擇數(shù)字示波器的FFT分析或頻譜分析

儀功能。在頻域窗口中，設(shè)置分析頻率范圍、幅度單位為V，調(diào)整垂直顯示刻度和分

辨力帶寬，使得光滑的測(cè)試波形曲線穩(wěn)定顯示在頻域窗口中，如測(cè)試波形曲線的電壓

幅度較小,可調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓至合適位置，根據(jù)被校測(cè)試儀工作頻率

范圍或需要校準(zhǔn)頻率范圍均勻選取不少于7個(gè)頻率點(diǎn),通過(guò)標(biāo)記功能讀取每個(gè)頻率點(diǎn)

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的電壓幅度Ur。關(guān)閉脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出。

7.4.2.4將被校測(cè)試儀傳感器替換參考傳感器，其它儀器狀態(tài)保持不變，打開(kāi)脈沖信號(hào)

發(fā)生器輸出，僅調(diào)整數(shù)字示波器頻域窗口中的垂直顯示刻度，將測(cè)試波形顯示于頻域

窗口中，其他設(shè)置不改變，通過(guò)標(biāo)記功能讀取測(cè)量頻率點(diǎn)的電壓幅度Ut。

7.4.2.5利用公式（4）計(jì)算出被校測(cè)試儀傳感器有效高度d。

（4）

?t

式中：?=?r×?ref

d——被校測(cè)試儀傳感器的有效高度，mm；

Ut——被校測(cè)試儀傳感器的電壓幅度，mV；

Ur——參考傳感器的電壓響應(yīng)幅度，mV；

dref——參考傳感器的有效高度，mm；

7.4.2.6所有頻率點(diǎn)的有效高度值中取最小值為傳感器最小有效高度，所有頻率點(diǎn)的有

效高度值的累計(jì)平均值即是傳感器平均有效高度。

7.5短期幅度穩(wěn)定性

7.5.1設(shè)備連接如圖1所示。

7.5.2將信號(hào)發(fā)生器的輸出幅度設(shè)置為最小，頻率設(shè)置為被校測(cè)試儀標(biāo)稱中心頻率點(diǎn)，

緩慢調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出幅度，使被校測(cè)試儀顯示幅度處于線性工作范圍上限以下

10dB，記錄此時(shí)被校測(cè)試儀幅度顯示值。被校測(cè)試儀開(kāi)機(jī)連續(xù)工作15min，每隔3min

從被校測(cè)試儀上讀取一個(gè)幅度值，依次讀得并記錄。按式（）計(jì)算偏

?05

移量，取其最大值為穩(wěn)定性。

???=1,2,3…

（）

??=5

式中：??????0

——被校測(cè)試儀短期幅度穩(wěn)定性，dB；

——在15min內(nèi)被校測(cè)試儀相應(yīng)的幅度顯示值，dBm；

??

??——短期穩(wěn)定性開(kāi)始校準(zhǔn)時(shí)被校測(cè)試儀幅度顯示值，dBm。

0

7.6安?全性能

對(duì)交流供電的被校測(cè)試儀應(yīng)進(jìn)行以下項(xiàng)目：

7.6.1用測(cè)量電壓為500V的絕緣電阻表，測(cè)量被校測(cè)試儀電源輸入端對(duì)機(jī)殼的絕緣電

阻，測(cè)量結(jié)果應(yīng)大于20MΩ。

7.6.2新購(gòu)置的被校測(cè)試儀還需用耐電壓測(cè)試儀對(duì)電源輸入端與外殼之間施加工頻電

壓2000V，歷時(shí)1min，無(wú)擊穿和飛弧現(xiàn)象。

7

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8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)

校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(shū)上反應(yīng)，校準(zhǔn)證書(shū)應(yīng)至少包括以下信息：

a)標(biāo)題，“校準(zhǔn)證書(shū)”；

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(shū)的唯一性標(biāo)識(shí)（如編號(hào)），每頁(yè)及總頁(yè)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(shuō)明被校對(duì)象的

接收日期；

h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說(shuō)明；

i)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(shuō)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(shuō)明；

m)對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說(shuō)明；

n)校準(zhǔn)證書(shū)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(shū)面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書(shū)的聲明。

9復(fù)校時(shí)間間隔

復(fù)校時(shí)間間隔是由儀器的使用情況、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送

校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。

建議復(fù)校時(shí)間間隔為1年。

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附錄A測(cè)量不確定度評(píng)定示例

測(cè)量不確定度評(píng)定示例

A.1幅度線性度的測(cè)量不確定度評(píng)定

A.1.1測(cè)量模型

（A.1）

式中：

??=?????

——被校測(cè)試儀幅度線性度，dB；

被校測(cè)試儀幅度顯示變化量，；

??——dB

可變衰減器的衰減變化量，。

??——dB

??

A.1.2不確定度來(lái)源

不確定度來(lái)源如下：

1）可變衰減器的衰減量最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1；

2）測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2。

A.1.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

1）可變衰減器的衰減量最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1

用B類方法評(píng)定。可變衰減器的衰減量最大允許誤差為±0.5dB/10dB，假設(shè)為均

勻分布，k=3，則：

＝0.5dB/3=0.29dB

1

2）測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)?不確定度u2

各種隨機(jī)因素導(dǎo)致的不確定度，用A類方法評(píng)定。使用可變衰減器測(cè)量被校測(cè)試

儀在頻率700MHz下以-35dBm為參考的幅度線性度，重復(fù)測(cè)量n（n=10）次，算術(shù)

平均值為9.9dB，用貝塞爾公式計(jì)算得到單次測(cè)量值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.32dB。

校準(zhǔn)值由次讀數(shù)得到，故由重復(fù)性引起的測(cè)量不確定度分量：

1?(?)

=0.32dB

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

A.1.4?2

被校測(cè)試儀幅度線性度測(cè)量不確定度主要分量見(jiàn)表A.1

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JJF（蘇）××××-2021

表A.1被校測(cè)試儀幅度線性度測(cè)量不確定度分量匯總表

不確定

來(lái)源評(píng)定方法分布值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

度分量k

可變衰減器的衰減

類均勻分布

u1量的最大允許誤差B30.29dB

u2測(cè)量重復(fù)性A類----0.32dB

各分量互不相關(guān)，=0.43dB

擴(kuò)展不確定度22

A.1.5?c=?1+?2

取包含因子k=2，U==0.9dB

?×?c

10

JJF（蘇）××××-2021

附錄B校準(zhǔn)原始記錄格式