高頻電流法局部放電測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范

高頻電流法局部放電測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于3MHz~30MHz頻段的高頻電流法局部放電測(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JJG1115-2015局部放電校準(zhǔn)器檢定規(guī)程Q/GDW11304.5-2015電力設(shè)備帶電檢測(cè)儀器技術(shù)規(guī)范第5部分：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高頻局部放電測(cè)試儀highfrequencypartialdischargedetector在運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)電力設(shè)備局部放電產(chǎn)生的高頻脈沖電流信號(hào)進(jìn)行采集、分析、判斷的一種儀器。3.3高頻電流傳感器highfrequencycurrenttansformer（HFCT）用于將高頻脈沖電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)的基于電磁感應(yīng)原理的傳感器，其主要工作頻率為3MHz~30MHz。3.4傳輸阻抗Z（f）transferimpedanceZ（f）當(dāng)輸入是正弦電流時(shí)，輸出電壓幅值和一恒定輸入電流幅值的比，Z（f）是頻率f的函數(shù)。4概述高頻電流法局部放電測(cè)試儀一般由高頻電流傳感器、高頻局部放電測(cè)試儀主機(jī)組成。當(dāng)電力設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí)，通常會(huì)在其接地引下線或其它地電位連接線上產(chǎn)生高頻脈沖電流，通過(guò)高頻電流傳感器將該信號(hào)耦合到高頻局部放電測(cè)試儀主機(jī)，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傳輸阻抗高頻電流傳感器在3MHz~30MHz頻段范圍內(nèi)的傳輸阻抗應(yīng)大于8mV/mA。5.2線性誤差最大允許誤差：±20%。5.3幅值穩(wěn)定性測(cè)試儀顯示的幅值變化應(yīng)不超過(guò)±10%/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?chē)鸁o(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)備信號(hào)發(fā)生器頻率范圍：1kHz～100MHz；相對(duì)頻率偏差：±1%；幅度穩(wěn)定度：優(yōu)于1%/15min（3MHz～30MHz）；輸出幅度范圍：0V～10V；阻抗：50Ω。局部放電校準(zhǔn)器最大允許誤差：±5%（當(dāng)測(cè)量值大于等于20pC時(shí)）±1pC（當(dāng)測(cè)量值小于20pC時(shí)）。數(shù)字示波器模擬帶寬：≥100MHz；采樣率：≥1GS/s；幅度最大允許誤差：±1.5%。無(wú)感電阻電阻：50Ω，最大允許誤差：±1%絕緣電阻表輸出電壓：500V；準(zhǔn)確度等級(jí)：優(yōu)于10級(jí)。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)。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檢查被校高頻電流法局部放電測(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。被校高頻電流法局部放電測(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傳輸阻抗7.2.1設(shè)備連接如圖1所示。RR0HFCTUsCH1CH2M1注：Us-正弦信號(hào)發(fā)生器；R0-無(wú)感電阻；M1-示波器圖1傳輸阻抗校準(zhǔn)設(shè)備連接圖調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓，在測(cè)量回路產(chǎn)生峰-峰值介于10mA~30mA的正弦電流信號(hào)。在3MHz~30MHz的范圍內(nèi)調(diào)整頻率，用示波器同時(shí)測(cè)量不同頻率f下被檢傳感器（HFCT）的輸出電壓V2(f)及電阻兩端的電壓Z(f)=式中：Z(f) ——輸入正弦信號(hào)頻率下的傳輸阻抗值，mV/mA；Ro ——無(wú)感電阻，Ω；V2(f) ——輸入正弦信號(hào)頻率下被檢傳感器的輸出電壓，mVV1(f) ——輸入正弦信號(hào)頻率下電阻Ro兩端7.3線性誤差7.3.1設(shè)備連接如圖2所示。HHFCTUpM0注：Up-局部放電校準(zhǔn)器；M0-被檢儀器圖2局部放電測(cè)試儀線性誤差校準(zhǔn)設(shè)備連接圖7.3.2從局部放電校準(zhǔn)器Up最小輸出電荷量開(kāi)始，依次將局部放電校準(zhǔn)器電荷量輸出調(diào)大，從被校局部放電測(cè)試儀讀數(shù)有變化時(shí)開(kāi)始記錄每次局部放電校準(zhǔn)器的電荷量輸出值Qx和被檢儀器的讀數(shù)Lx（mV），直至被校局部放電測(cè)試儀讀數(shù)為最大顯示幅值Lmax（mV），此時(shí)對(duì)應(yīng)的局部放電校準(zhǔn)器的電荷量輸出值記為VQγ式中：γk——被校儀器Vx——被校儀器測(cè)量值的變化Qk——局部放電校準(zhǔn)器輸出電荷量的變化率7.4幅值穩(wěn)定性設(shè)備連接如圖2所示。通過(guò)局部放電校準(zhǔn)器Up輸出的電壓幅值，產(chǎn)生一定的視在電荷量，使得被測(cè)高頻局部放電測(cè)試儀的顯示值在其最大測(cè)量值的50%左右，記錄在1min內(nèi)高頻局部放電測(cè)試儀測(cè)量的最大值與最小值。7.5安全性能對(duì)交流供電的測(cè)試儀應(yīng)進(jìn)行以下項(xiàng)目：a）用測(cè)量電壓為500V的絕緣電阻表，測(cè)量測(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。b）新購(gòu)置的測(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。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。附錄A測(cè)量不確定度評(píng)定示例A.1線性度測(cè)量不確定度評(píng)定A.1.1測(cè)量模型γk式中：γk——被校儀器Vx——被校儀器測(cè)量值的變化Qk——局部放電校準(zhǔn)器輸出電荷量的變化率A.1.2不確定度來(lái)源不確定度來(lái)源如下:局部放電校準(zhǔn)器輸出局放量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1；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)定局部放電校準(zhǔn)器輸出局放量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1；用B類(lèi)方法評(píng)定。由校準(zhǔn)證書(shū)給出的局部放電校準(zhǔn)器輸出局放量的最大允許誤差為±5%，包含因子k=3，則：u1＝5%/3=2.89%2）測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2。由被校高頻電流局部放電測(cè)試儀線性度測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量u2，用A類(lèi)不確定度評(píng)定。對(duì)被校高頻電流局部放電測(cè)試儀在100pC下進(jìn)行10次反復(fù)測(cè)量，數(shù)據(jù)如下：?jiǎn)挝唬簃V測(cè)量序號(hào)12345678910被校顯示值315314313316315315316317316314線性度測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均=（315+314+313+316+315+315+316+317+316+314）單次測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度s==1.20mV實(shí)際校準(zhǔn)時(shí)以單次測(cè)量結(jié)果為最終測(cè)量結(jié)果，故u2＝0.38%A.1.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分類(lèi)不確定度來(lái)源測(cè)量結(jié)果分布標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1B局部放電校準(zhǔn)器不準(zhǔn)均勻2.89%u2A測(cè)量結(jié)果重復(fù)性正態(tài)0.38%經(jīng)過(guò)分析不確定度的來(lái)源，其各分量互為獨(dú)立量，則ucrel＝u1A.1.5擴(kuò)展不確定度計(jì)算取包含因子k=2，則Urel=k×ucrel=2×2.9%=5.8%A.2傳輸阻抗測(cè)量不確定度評(píng)定A.2.1測(cè)量模型Z(f)=V2式中：Z(f) ——輸入正弦信號(hào)頻率下的傳輸阻抗值，mV/mA；Ro ——無(wú)感電阻，Ω；V2(f) ——輸入正弦信號(hào)頻率下被檢傳感器的輸出電壓，mVV1(f) ——輸入正弦信號(hào)頻率下電阻Ro兩端A.2.2不確定度來(lái)源不確定度來(lái)源如下:示波器電壓誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1；無(wú)感電阻的阻值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2；3）測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3。A.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式在校準(zhǔn)條件下，傳輸阻抗的測(cè)量不確定度主要由測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的示波器，無(wú)感電阻等測(cè)量設(shè)備引起，且相互之間不相關(guān)，溫度、濕度等其他因素的影響均可忽略不計(jì)。其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式如下：uc2A.2.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定示波器電壓誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1；用B類(lèi)方法評(píng)定。由校準(zhǔn)證書(shū)給出的示波器電壓最大允許誤差為±1.5%，包含因子k=3，則：u1＝1.5%/3=0.87%無(wú)感電阻的阻值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2；用B類(lèi)方法評(píng)定。由校準(zhǔn)證書(shū)給出的示波器電壓最大允許誤差為±1%，包含因子k=3，則：u2＝1%/3=0.58%3）測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3。各種隨機(jī)因素導(dǎo)致的不確定度，用A類(lèi)方法評(píng)定。使用示波器測(cè)量被校測(cè)試儀在頻率10MHz下為參考的電壓值，重復(fù)測(cè)量n（n=10）次，算術(shù)平均值為298.1mV，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s(x)為1.2mV。校準(zhǔn)值由1次讀數(shù)得到，故由重復(fù)性引起的測(cè)量不確定度分量（絕對(duì)量）用下式計(jì)算得到：u3=0.40A.2.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度分類(lèi)不確定度來(lái)源測(cè)量結(jié)果分布標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1B示波器電壓不準(zhǔn)均勻0.87%u2B無(wú)感電阻阻值不準(zhǔn)均勻0.58%u3A測(cè)量結(jié)果重復(fù)性正態(tài)0.40%經(jīng)過(guò)分析不確定度的來(lái)源，其各分量互為獨(dú)立量，則ucrel＝u12A.2.6擴(kuò)展不確定度計(jì)算取包含因子k=2，則Urel=k×ucrel=2×1.2%=2.4%附錄B校準(zhǔn)原始記錄格式表B.1傳輸阻抗信號(hào)源輸入頻率（MHz）傳感器輸出電壓V2（mV）電阻R0輸出電壓V1（mV）傳輸阻抗實(shí)測(cè)值Z（mV/mA）誤差（%）35810152030注：Z=R0×（V2/V1）R0=50Ω表B.2線性誤差標(biāo)準(zhǔn)電荷量（pC）示值（mV）（被測(cè)主機(jī)顯示）線性誤差（%）102050100200500100020005000表B.3幅值穩(wěn)定性1min內(nèi)被測(cè)主機(jī)最大示值（mV）1min內(nèi)被測(cè)主機(jī)最最小示值（mV）穩(wěn)定性（%）穩(wěn)定性

附錄C校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)格式 表C.1傳輸阻抗信號(hào)源輸入頻率（MHz）傳感器輸出電壓V2（mV