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1、附录A（资料性附录）阻抗法确定冲击电压分压器的刻度因数阻抗法确定冲击电压分压器的刻度因数时采用电桥测量分压器高、低压臂有关的各阻容 参数，并按公式计算分压系统的刻度因数。A.1电阻型冲击电压分压器电阻型冲击电压分压器的接线图及刻度因数计算公式见表A. 1所示。表A. 1电阻型分压器接线图及刻度因数计算公式匹配方式匹配方式接线图匹配条件和刻度因数RiR3始端匹配R2+ R3 ZR2Ri终端匹配.RiR4R4=Zp _ N + g II &一%|困两端匹配OR1R4凡+尺3=% = Zp = K + 凡 | (R3+R4)X R3+R4R? II（4+与）3xlO33xlO3U5 rel = 1.
2、7x10-3B.2. 1.2不确定度分量一览表不确定度分量见表C.5。表C.5测量系统刻度因数校准的不确定度分量表C. 2.1.3合成标准不确定度的计算不确定度分 量不确定度分量来源评定方法分布类型相对标准不确定度 (xlO-3)西rel标准器B均匀5.0“2 rel刻度因数重复性A正态0.93 rel被校测量系统非线性B均匀1.24 rel扩展电压范围的非线性B均匀3.85 rel被校测量系统环境温度影响B均匀2.36 rel动态特性B均匀0.81rel干扰B均匀1,7根据表C.5的不确定度分量表，其合成相对标准不确定度为：rel +2 rel +3 rel + “4 rel + “5 re
3、l + “6 rel + “7 rel = 7 1 X 0 C.2. 1.4扩展不确定度的确定取包含因子仁2,则相对扩展不确定度为：t/rel = kx Wcre1 =1.5X IO 2标定电压范围：500kV2500kV,被校测量系统刻度因数的校准结果表示为：K=3842 (10.015), 25,包含因子女=2。C. 2. 2波前时间参数测量误差校准结果的不确定度评定C. 2. 2.1标准测量不确定度分量计算(1)标准测量系统引入的测量不确定度分量明标准测量系统的扩展不确定度为0.02回，正态分布，包含因子62,按B类方法评定:wi=0.02/2=0.01|is(2)测量重复性引入的测量不
4、确定度分量42根据表C.6的校准结果数据，测量重复性引入的相对标准不确定度，按A类方法进行评定:XAT) 0.008 -s3二广乙二 2.53 x I。.4n V10表C.6波前时间10次重复性校准结果校准电 压点测量次数*标准值 Tin/rs被校示值 7ixi/ps示值误差 ATh/|is示值误差 平均值 AT)/|is标准偏差 s (ATi)/|1SWOOkV11.2511.260.0090.0170.00821.2511.270.01931.2531.280.02841.2531.280.02851.2541.270.01661.2541.260.00671.2541.260.00681
5、.2541.280.02691.2541.270.016101.2541.270.016表C.7不同波前时间校准结果里程上升时间 /(1S示值误差 /|1S标准偏差s (ATi) /gs(0.84-1.56) |is0.840.0110.0081.200.0120.0081.560.0090.006平均值0.011/(3)不同波前时间测量误差变化引入的相对标准不确定度的;根据表C.7,不同波前时间测量值与平均值的偏差为0.02|is,为均匀分布，按B类方法进行评定:0.02八% j 0.01211sC. 2. 2. 2不确定度分量一览表不确定度分量见表C.8。表C.8波前时间测量误差校准的不确
6、定度分量表不确定度分量不确定度分量来源评定方法分布类型标准不确定度/四U标准器引入B正态0.01U2上升时间测量重复性引入A正态0.0025443不同波前时间测量误差变 化引入B均匀分布0012C. 2. 2. 3合成标准不确定度的计算相对合成标准不确定度计算:“el =小4:+42 +3? =O.O113|1SC.2.2.4扩展不确定度的确定t/rel =Xwcrel=0.023|1S,包含因子 k-2被校测量系统波前时间校准结果表示为:示值误差T1X=O.O11|1SO.O232,包含因子2=2。C. 2. 3半峰值时间测量误差校准结果的不确定度评定C. 2. 3. 1标准不确定度的评定(
7、1)标准测量系统引入的测量不确定度分量均标准测量系统的扩展不确定度为0.82，正态分布，包含因子;2,按B类方法评定：Wlref=0.8/2=0.4|lS(2)测量重复性引入的测量不确定度分量42根据表C.9的校准结果数据，测量重复性引入的相对标准不确定度，按A类方法进行评定：V o 043*=二 二 001324n V10表C.9半峰值时间10次重复性校准结果标准值 /|1S示值 /|1S相对误差ATq/jis60.1659.95-0.2160.1359.90-0.2360.1259.85-0.2760.1759.86-0.31表C.9 (续)半峰值时间10次重复性校准结果标准值/|1S示值
8、 /|1S相对误差 A72/|XS60.1859.90-0.2860.1659.92-0.2460.1659.87-0.2960.1259.81-0.3160.1459.83-0.3160.2059.85-0.35示值误差平均值-0.28标准偏差0.043C. 2. 3. 2不确定度分量一览表不确定度分量见表C.10。表C.10半峰值时间测量误差校准的不确定度分量表C. 2. 3. 3合成标准不确定度的计算不确定度分量不确定度分量来源评定方法分布类型相对标准不确定 度(X10-3)U标准器引入B正态0.4U2测量重复性引入A正态0.013相对合成标准不确定度计算：Wcrel = J +%2 =
9、。.41C.2.3.4扩展不确定度的确定尸 0.82X10-2,包含因子女=2C. 2. 3. 5扩展不确定度时间参数的扩展不确定度：波前时间U=0.022|is,包含因子女=2；半峰值时间& =0.82的 包含因子女二2。C. 2. 3. 6测量结果的表述被校冲击电压测量系统波前时间校准结果表示为：波前时间示值误差ATix=0.011|is0.023s,包含因子上2。半峰值时间示值误差AT2X=-0.28ns0.82|is,包含因子上2。注：Ri高压臂电阻；&-低压臂电阻；4-始端匹配电阻；R4-终端匹配电阻；Z-测量电缆波阻抗A. 2阻容型冲击电压分压器阻容型冲击电压分压器的接线图及刻度因
10、数计算公式见表A. 2所示。表A. 2阻容型分压器接线图及刻度因数计算公式匹 配 方 式匹 配 方 式接线图匹配条件和刻度因数Rt始端匹配ClR3N 1/lR2C3用 +R3 = zk _ G + C2+G1 GC2R，两端匹配CiR2R3/I|1-07?4凡+凡=Rd = Z4J*C1+C2=C3 + C4p _ G + G+C3+C4 = 2( +)C1C4O注：尺高压臂电阻；R”低压臂电阻；G高压臂电阻；G-低压臂电阻；G-测量电缆电 容；C4-终端电容；尺-终端匹配电阻；Z-测量电缆波阻抗附录B（资料性附录）电缆波阻抗测量方法冲击电压分压器配套电缆波阻抗的测定方法有阶跃波法、谐振法、电
11、感电容法、开路短 路阻抗法等。1.1 阶跃波法阶跃波法测定电缆波阻抗的接线如图所示，阶跃波发生器S产生的阶跃波电压作用U作 用测量电缆始端1,测量电缆终端2接一电阻R2,并以示波器M观测终端电压由波形，调节终 端电阻使电压42上的振荡消除而呈现为阶跃波，此时的终端电阻R20即等于测量电缆波阻 抗Z。b）调节电阻R2时终端电压2波形S阶跃波发生器；Z电缆波阻抗；&终端电阻；M示波器；阶跃波电压；U2终端电压图B. 1阶跃波法测定电缆波阻抗B. 2谐振法谐振法测定电缆波阻抗的接线如图5所示，接线中测量电缆终端开路，调节高频信号发 生器F的频率，保持其输出电压劭幅值不变，观测电缆始端电压I,在信号由
12、最低频向高频变 化的过程中，始端电压ul第一次降到最低值时，记录此时谐振频率危 另外采用精密电桥测 量此电缆的电容C,于是该测量电缆的波阻抗Z可按下式确定：Z=l/4/6C(A.1)R 50100Qt/o/IUiF高频信号发生器；R电阻；Z电缆波阻抗图B.2谐振法测定电缆波阻抗A. 3电感电容法利用精密电桥测定一电缆终端短路时的电感L和终端开路时的电容C,则该测量电缆的波阻抗 可确定为：(A.2)z = 4l/cA. 4开路短路阻抗法开路短路阻抗法测定电缆波阻抗的接线与谐振法相同，测定时高频信号发生器F的信号频率保持不变，测量始端电压幼及电阻R上的压降Ur,由此求得该频率下电缆的始端阻抗Zi
13、：Z=Ui/1=UR/Ur(A.3)附录c（资料性目录）冲击电压测量不确定度评定及示例C. 1测量不确定度模型C.1.1冲击电压测量系统刻度因数不确定度评定模型比对法校准被校测量系统刻度因数，测量模型可用式（C.1）表示：X式中：艮被校测量系统的实测刻度因数；Fn一被校测量系统标称刻度因数；U。标准测量系统的测量电压，kV；a被校测量系统的测量电压，kVo各输入量之间不相关，刻度因数的不确定度传播可用公式（C.2）表示, 对测量不确定度。%）=鼠.）+? 2（4）式中：Wcrel（FJ 刻度因数相对合成标准不确定度；Wrel（伉）标准测量系统引入的相对标准不确定度分量；、）被校测量系统引起的相
14、对标准不确定度分量。对比法校准被校测量系统峰值误差，测量模型可用式（C.3）表示：UjU Ux 1/ -1U。 U0各输入量之间不相关，示值误差的不确定度传播可用公式（C.4）表示, 量不确定度。%。）=/（4）+端（。）(C.1)评定结果为相(C.2)(C.3)评定结果为测(C.4)式中：Wcrel（7）峰值电压误差合成标准不确定度;图(Uo) 标准测量系统引入的标准不确定度分量；闺(UQ 被校测量系统引起的标准不确定度分量。从(B.3)、(B.4)可以看出，刻度因数的相对测量不确定度和相对示值误差的测量不确 定度结果是一致的，因此仅评定刻度因数的相对不确定度即可得到峰值电压相对示值不确定
15、度。由于比对电压范围内的刻度因数和峰值电压误差测量不确定不涉及线性度，动态特性和 干扰的影响，因此比对电压范围内的测量不确定度偏小，下面评定标定电压范围 (500kV2500kV)的测量不确定度。刻度因数不确定度评定模型：尸 =&+尸 1 + AF2+/3+A 尸4+AB+尸6( C.5)F被校冲击电压测量系统的刻度因数；&一一被校冲击电压测量系统实测刻度因数；AFi 标准器的影响量；AF2被校冲击电压测量系统的线性度的影响量；AF3被校冲击电压测量系统扩展电压范围内非线性的影响量；AF4环境温度影响的影响量；af5环境动态特性的影响量；af6干扰的影响量；不确定度分量为：两一由标准器引入的不
16、确定度分量；42由测量结果重复性引入的不确定度分量；“3由被校冲击电压测量系统的测量非线性引入的不确定度分量；4由被校冲击电压测量系统扩展电压范围内非线性引入的不确定度分量；的一由环境温度影响引入的测量不确定度分量；劭一由动态特性影响引入的测量不确定度分量；的一由干扰影响引入的测量不确定度分量；C.1.2时间参量模型AT=A7；+ATi+AT2+A(C.6)AT时间参数的测量误差；AT；实测的测量误差ATi标准器的影响量；波前时间重复性的影响量；at3不同波前时间测量误差的偏差的影响量。不确定度分量为：如一一由标准器引入的不确定度分量；2由测量结果重复性引入的不确定度分量；3由不同波前时间测量
17、误差的偏差引入的不确定度分量；C. 2冲击电压测量系统测量不确定度评定示例校测量系统技术参数：额定电压3.6MV,标定电压范围为2.5MV,测量电压类型：标准 雷电冲击电压。标准冲击电压测量系统技术参数：额定电压为lOOOkV,峰值测量不确定度1% （62）, 标准雷电全波波前时间的平均误差是0.01g,测量不确定度。.02即（：2）,半峰值时间平均 误差为0.4|is,测量不确定度0.8四（62）。工作温度范围（1530）由于半峰值时间和波前时间的不确定度评定过程是相同的，因此本示例仅给出波前时间的不确定度评定过程。 C. 2.1刻度因数测量不确定度评定C.2. 1.1标准不确定度分量评定（
18、1）标准测量系统的相对标准不确定度1标准测量系统的测量范围的最高电压为lOOOkV, f/=1.0% （:2）,按B类方法进行评 定：i=5.Ox 10-3（2）电压比值重复性引入的相对标准不确定度仞标准冲击电压测量系统和被校冲击电压测量系统在正负极性下500kV. lOOOkV四个电 压点进行比对校准，其比对数据如表1所示。各个电压水平下的结果汇总如表2所示。根据表1和2的校准结果，由标准偏差最大值10.6计算电压比值重复性引入的相对标 准不确定度，按A类方法进行评定：u,=阜=16= 8.7x10-4-710x3841.9表C.l 500kV电压下的校准结果校准电压/kVVo/kVVx/k
19、VKx分压比平均值 KxT标准偏差s (心)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C.2各电压水平下校准结果校准电压数i电压水平/kVKxi实测分压比平均值标准偏差s (Kx)15003839.63841.96.92-5003834.110.63100
20、03849.27.54-10003844.78.3(3)冲击电压测量系统非线性引入的相对标准不确定度的根据表2的校准结果，500kV、1000kV、-500k-lOOOkV下冲击电压测量系统分压比与其平均值的最大差值为7.8,为均匀分布，按B类方法进行评定：17.83u,=j=x= 1.2x103rel V3 3841.9(4)被校系统扩展范围的非线性引入的相对标准不确定度4线性度试验采用与近似线性的冲击电压发生器比对的方法进行测量，冲击电压发生器充分充电，确保输出电压波形没有明显变化，每个电压点重复测量5次。试验数据见表C.3o表C.3扩展范围的非线性试验扩展范围的非线性B类不确定分量:序号
21、输出电压/kV发生器充电 电压/kV输出电压/充 电电压办平均值Rm% %R/%1100560.6016.5816.67-0.005250.525%2150590.4016.65-0.0010531996119.8016.66-0.0004542503149.2016.780.00675（5）被校冲击电压测量系统环境温度影响引入的相对标准不确定度应制造商提供的被校冲击电压测量系统的温度系数为0.02%/,冲击电压测量系统使用温度范围（5-35） ,比对环境温度25,工作温度偏差最大值为ATIOC。所以最大温度 变化引入的测量不确定度分量为：1 .% 二耳 x (0.02% x 20) = 2.
22、3x10 3（6）被校测量系统动态特性引入的相对标准不确定度6 rel采用比对法在5OOkV雷电冲击电压下校准被校测量系统的动态特性,校准结果如表C.4所示，被校测量系统在标称时段内刻度因数的偏差为。.14%,按照均匀分布，动态特性引入 的测量不确定度分量为:1.4xl03 一 2“6 rel =忑=8,1X10表C.4动态特性试验结果校准电压 /kV波形参数 /1S刻度因数长刻度因数平均值F动态特性D5000.80/553833.43838.90.14%1.25/603839.61.60/583841.7（7）干扰引入的相对标准不确定度即使用本规范725的方法测量的干扰比为0.3%,按照均匀分布，干扰引入的测量不确relxR = 3.8x10-3定度分量为: