戴汶清 段晚晴

廣東省計(jì)量科學(xué)研究院 廣東廣州 510000

標(biāo)準(zhǔn)沖擊測量系統(tǒng)一般由沖擊分壓器、測量電纜、數(shù)字式記錄儀組成。其中沖擊分壓器由均壓環(huán)、高壓臂、低壓臂、測量電纜等組成，利用電阻分壓或電容分壓的方式將沖擊高電壓轉(zhuǎn)換為可供數(shù)字記錄儀測量的沖擊低電壓信號(hào)進(jìn)行測量。影響測量系統(tǒng)的因素有測試環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)、接線方式、軟件算法等因素。

1 環(huán)境條件

大氣條件：沖擊電壓分壓器的環(huán)境溫度應(yīng)滿足 5℃～35℃，相對濕度（30～80）% 。場地條件：在與沖擊電壓分壓器身高度相當(dāng)?shù)闹苓叿秶鷥?nèi)，除測量引線外應(yīng)無其它物體。接地條件：沖擊電壓分壓器的接地應(yīng)使用寬度不小于0.3m的銅、鋁金屬帶或金屬箔，試驗(yàn)回路應(yīng)單點(diǎn)接地[1]。

2 標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)

對于標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)，干擾電平應(yīng)不超過試驗(yàn)電壓峰值的0.5%。標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓分壓器標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓分壓器應(yīng)滿足以下要求：（1）標(biāo)準(zhǔn)沖擊分壓器的準(zhǔn)確度比被校分壓器高一個(gè)準(zhǔn)確度等級；（2）額定電壓不低于被校沖擊分壓器額定電壓的20%；（3）階躍波響參數(shù)滿足GB/T 16927.2的要求；（4）射頻同軸電纜的波阻抗為50Ω或75Ω，長度不超過30m。數(shù)字記錄儀應(yīng)滿足以下要求：（5）垂直分辨率≥10Bit；（6）采樣率≥100MS/s；（7）動(dòng)態(tài)非線性、靜態(tài)非線性、干擾水平、上升時(shí)間等特性應(yīng)滿足DL/T 992的要求；與之配套的分析軟件通過GB 16896.2中TDG數(shù)據(jù)發(fā)生器的驗(yàn)證。沖擊電壓發(fā)生器應(yīng)能產(chǎn)生符合GB/T 16927.1的標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊全波或操作沖擊全波。

3 雷電沖擊測量系統(tǒng)測量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的分析

沖擊分壓器或整套測量系統(tǒng)的基本誤差可通過與標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)比對來確定。同時(shí)，盡量做到雷電沖擊測量系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)測量裝置的夾角為90度，以減少雜散電容對其的影響。根據(jù)校準(zhǔn)方法文件的校準(zhǔn)方法，校準(zhǔn)一臺(tái)500kV沖擊電壓分壓器測量系統(tǒng)的峰值。標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)的額定電壓為1000kV，分壓比為1000，擴(kuò)展不確定度為Urel=1.5×10-2（k=2），時(shí)間參數(shù)擴(kuò)展不確定度為Urel=3×10-2（k=2）。被校沖擊分壓器標(biāo)稱分壓比為700[2-3]。

表1 20%UN電壓下的校準(zhǔn)結(jié)果

表1為20%UN下校準(zhǔn)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，表1為不同電壓點(diǎn)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，每個(gè)電壓點(diǎn)進(jìn)行20次重復(fù)試驗(yàn)，表2中被校分壓器的平均分壓比為696.7，其不確定由實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的最大值進(jìn)行估算：

表2 各電壓水平下校準(zhǔn)結(jié)果

考慮其它的不確定因素引起的不確定度，最終分析出來的測量不確定度為：Urel=1.8×10-2（k=2）

4 結(jié)語

通過建立雷電沖擊電壓測量系統(tǒng)測量標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了華南地區(qū)在雷電沖擊測量溯源方面的空白，對測量標(biāo)準(zhǔn)的分析可知可以滿足GB/T 16927.1 《高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第1部分：一般定義及試驗(yàn)要求》及GB/T 16927.2 《高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第2部分：測量系統(tǒng)》的要求，建立的雷電沖擊測量系統(tǒng)測量標(biāo)準(zhǔn)可以對外開展量值傳遞。