《DLT 宽频电压测量装置选用导则》

ICS

备案号

DL

中华人民共和国电力行业标准

DL/TXXXX—201X

宽频电压测量装置选用导则

Guideforselectionofwidebandwidthvoltagemeasuringdevice

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

国家能源局发布

DL/TXXXX—20XX

目次

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................2

4使用条件............................................................................4

4.1一般要求..........................................................................4

4.2正常使用条件......................................................................5

4.3特殊使用条件......................................................................5

5基本分类............................................................................5

6技术要求............................................................................6

6.1额定一次电压（Upr）...............................................................6

6.2绝缘要求..........................................................................6

6.3温升要求..........................................................................8

6.4无线电干扰电压(RIV)要求..........................................................10

6.5电磁兼容抗扰度要求...............................................................10

6.6准确级及误差限值.................................................................11

6.7频率特性要求.....................................................................12

6.8阶跃响应要求.....................................................................12

6.9机械强度要求.....................................................................13

6.10防护等级要求....................................................................13

6.11分压器的补充要求................................................................13

6.12光纤传输的总衰减................................................................13

6.13模拟量输出要求..................................................................13

6.14数字量输出要求..................................................................14

7结构与选型要求.....................................................................14

7.1结构要求.........................................................................14

7.2选型要求.........................................................................15

8试验...............................................................................20

8.1试验分类.........................................................................20

8.2型式试验.........................................................................20

8.3例行试验.........................................................................28

8.4特殊试验.........................................................................31

8.5抽样试验.........................................................................32

8.6现场交接试验.....................................................................32

9铭牌标志...........................................................................33

10使用期限..........................................................................33

11包装、运输及贮存..................................................................34

11.1包装............................................................................34

I

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11.2出厂文件........................................................................34

11.3运输............................................................................34

11.4贮存............................................................................34

附录A............................................................................35

附录B............................................................................38

附录C............................................................................40

附录D............................................................错误！未定义书签。

II

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宽频电压测量装置选用导则

1范围

本标准规定了宽频电压测量装置的术语和定义、使用条件、基本分类、技术要求、结构与选型要求、

试验等。

本文件适用于交流或直流电力系统中测量、控制、保护和录波用的无源或有源、模拟或数字量输出、

基于分压原理的电压测量装置。该装置对于直流电压、工频交流电压、宽频带谐波电压（20kHz以下）、

线路故障行波电压（500kHz以下）或波前时间大于1μs的瞬态过电压具有全部或部分测量功能。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本

文件。

GB/T311.1绝缘配合第1部分：定义﹑原则和规则

GB/T2900.94电工术语测量装置

GB/T18481电能质量暂时过电压和瞬态过电压

GB/T4798.3电工电子产品应用环境条件第3部分:有气候防护场所固定使用

GB/T4798.4电工电子产品应用环境条件第4部分:无气候防护场所固定使用

GB/T4824工业科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值

GB/T11023高压开关设备六氟化硫气体密封试验导则

GB/T12022工业六氟化硫

GB/T13540高压开关设备和控制设备的抗震要求

GB/T16927.2高电压试验技术第2部分：测量系统

GB/T17626.1电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

GB/T17626.9电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验

GB/T17626.10电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验

GB/T17626.11电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验

GB/T17626.12电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验

GB/T17626.13电磁兼容试验和测量技术交流电源端口谐波、谐间波及电网信号的低频抗扰度

试验

1

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GB/T17626.17电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口纹波抗扰度试验

GB/T17626.18电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡波抗扰度试验

GB/T17626.29电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验

GB/T20840.1互感器第1部分：通用技术要求

GB/T20840.5互感器第5部分：电容式电压互感器的补充技术要求

GB/T20840.6互感器第6部分：低功率互感器的补充通用技术要求

GB/T20840.7互感器第7部分：电子式电压互感器

GB/T20840.8互感器第8部分：电子式电流互感器

GB/T16927.1高电压试验技术第一部分：一般定义与试验要求

GB/T16927.2高电压试验技术第二部分：测量系统

GB/T21429户外和户内空心复合绝缘子定义、试验方法、接收准则和设计推荐

GB/T26217高压直流输电系统直流电压测量装置

GB/T26218.1污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一般原则

GB50260电力设施抗震设计规范

JJG314测量用电压互感器检定规程

DL/T992冲击电压测量实施细则

DL/T1543电子式电压互感器选用导则

DL/T1542电子式电流互感器选用导则

IEC61869-15Instrumenttransformers–Part15:Additionalrequirementsforvoltagetransformersfor

DCapplications[互感器第15部分：直流电压互感器的补充技术要求]

3术语和定义

GB20840.1、GB20840.7、GB20840.8、GB/T26217、GB/T16927.2和GB/T2900.94界定的以及下

列术语和定义适用于本文件。

3.1宽频电压测量装置widebandwidthvoltagemeasuringdevice（标注引用）

一种在正常使用条件下其二次宽频带电压信号实质上正比于一次宽频带电压信号的电压测量装置，

由分压器、转换器及传输系统等部分组成。测量频带宽度不应小于200kHz。

3.2瞬态过电压transientovervoltage

[来源：GB/T18481,3.1.2]

3.3分压器voltagedivider

由高压臂和低压臂串联组成的电压变换装置。输入电压加在整个装置上，而输出电压则取自低压臂。

3.4一次转换器primaryconverter

一种装置，将来自分压器（传感器）的信号转换成适合于传输系统的信号。

3.5二次转换器secondaryconverter

一种装置，将传输系统传送的信号转换为供给测量仪器、仪表和控制保护装置的信号。

3.6额定一次电压（Upr）ratedprimaryvoltage

作为电压测量装置性能基准的一次电压值。

2

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3.7设备最高持续电压（Um）highestcontinuousvoltage

设备长期运行可以承受的最高电压。

3.8分压器的分压比divisionratioofvoltagedivider

分压器的分压比是一个因数，用此因数乘以输出电压值来确定被测输入电压值。

3.9准确级accuracyclass

[来源：GB/T26217-2010,3.4]

3.10暂态响应transientresponse

[来源：GB/T20840.7-2007,2.2.3]

3.11阶跃响应stepresponse

从被测量（或供给量）经受一规定突然变化的时刻开始到标示值（或供给量）达到并在规定限值

内维持其稳态值为止的持续过程。

当输入为一个阶跃波信号时，系统的输出与时间的关系，见图1。

图1系统的典型阶跃响应

u输入变量

Uo输入变量初始值

Us输入变量阶跃幅值

v输出变量

Vo、V∞施加阶跃前后输出变量的稳态值

vm超调（对稳态值的最大瞬时偏差）

2Δvs规定允差

Tsr阶跃响应时间

Ts建立时间

Tt死区时间

3

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注1：死区时间包含延迟时间。

3.12阶跃响应时间（Tsr）stepresponsetime

对于阶跃响应，从一个输入变量发生阶跃变化的时刻起，至输出变量第一次达到最终稳态值与初始

稳态值之差的一个规定百分数的时刻为止的持续时间间隔。

注1：阶跃响应时间包括电压测量装置的延迟时间。

3.13建立时间（Ts）settlingtime

对于阶跃响应，从输入变量发生阶跃变化的时刻起，至阶跃响应和其稳态值之差保持小于瞬态值

允差（±5%）的持续时间间隔。

3.14超调量（Vm）overshoot

对于传递元件的阶跃响应，为偏离输出变量最终稳态值的最大瞬态偏差，通常以最终稳态值与初

始稳态值之差的百分数表示，对于控制系统的参比变量阶跃响应或扰动变量阶跃响应，为偏离期望值的

最大瞬态误差。

3.15频率响应frequencyresponse

在规定的测量频率范围内，当输入频率变化的正弦波信号时，输出量与输入量之幅值比及相位差

随频率的变化。

3.16幅值magnitude

交流电的幅值，是指交流电的最大振幅。

[来源：GB/T20840.7-2007,2.2.3]

3.17相位phase

[来源：GB/T2900.1-2008,2.2.10]

3.18截止频率cut-offfrequency

[来源：GB/T2900.1-2008,2.2.15]

3.19传输系统transmittingsystem

[来源：GB/T20840.7-2007,2.1.43]

3.20低压器件lowvoltagecomponents

分压器（传感器）以外的所有器件，包括一次转换器与二次转换器。

3.21合并单元mergingunit

用以对来自转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。合并单元可以是电压测量

装置的一个组成件，也可以是一个分立单元，例如装在控制室内。

3.22数字量输出digitaloutput

[来源：GB/T26217-2010,定义3.17]

4使用条件

4.1一般要求

除非另有规定，宽频电压测量装置额定性能的使用条件是4.2所列的正常使用条件。

4

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如果实际使用条件与正常使用条件不同，则宽频电压测量装置应根据用户要求的任何特殊使用条件

设计，或者须作适当调整（见4.3）。

有关环境条件分类的详细信息见GB/T4798.3和GB/T4798.4。

4.2正常使用条件

宽频电压测量装置正常使用条件应符合GB/T20840.1要求。

如测量装置组装在其他设备（例如GIS、断路器）中，测量装置应按相关设备的使用条件作规定。

4.3特殊使用条件

4.3.1环境温度和湿度

安装地点的环境温度明显超出4.2所列的正常使用条件范围时，优先的最低和最高温度范围应按表1

所规定。

表1环境温度和湿度分级

环境温度湿度

级别范围最大变化率相对湿度a最大绝对湿度使用场所

℃℃／h%g/m3

C0－5～＋45205～9528户内

C1－25～＋70205～9528遮蔽场所（户外柜等）

C2－40～＋70205～10028户外

CX特定与用户协商

注：在某些日照辐射条件下，可能需要采取例如遮盖、吹风等适当措施，以避免温升超过规定。

a设备内部既不应凝露，也不应结冰。

4.3.2海拔

海拔超过1000m时，外绝缘额定绝缘水平应按6.2.5进行校正。

4.3.3振动或地颤

开关操作或短路电动力可引发振动。组装在其它设备内的宽频电压测量装置，应考虑该设备产生的

振动。

4.3.4地震

地震烈度分为7、8、9度，应符合GB50260和GB/T13540要求。

5基本分类

安装地点户内式、户外式

安装方式独立式、集成式

用途测量用、控制用、保护用、录波用

供电方式有源式、无源式、其他

传感原理电容分压、电阻分压、阻容分压、电磁式

5

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各传感原理的拓扑示意图见附录A。

6技术要求

6.1额定一次电压（Upr）

6.1.1宽频电压测量装置额定一次直流电压优选值：

10kV,20kV,100kV,200kV,320kV,400kV,500kV,660kV,800kV,1100kV。

6.1.2宽频电压测量装置额定一次交流电压优选值：

宽频电压测量装置额定一次交流电压优选值应符合GB156中的标称系统电压值。

6.2绝缘要求

6.2.1一次端绝缘水平

用于直流测量工况的宽频电压测量装置一次端绝缘水平应不低于表2要求。

表2用于直流工况的宽频电压测量装置一次端绝缘水平单位：kV

额定一次设备最高直流耐受电压工频耐受电压额定操作额定雷电

电压持续电压(1h)（1min）冲击耐受电压冲击耐受电压

（峰值）（峰值）

0.375-0.753-8

10112042-145

--170

202130--325

--550

--170

40-60--325

--550

100-150185-650

200210300280-559

250262375-650750

320336480450750950

850950

400412600510

9501175

11751425

50051577364113001550

14251675

660680102074016001800

800816122488016201950

110011221683126421002600

6

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用于交流测量工况的宽频电压测量装置一次端绝缘水平应不低于表3要求。

表3用于交流工况的宽频电压测量装置一次端绝缘水平单位：kV

额定一次电压设备最高持续电工频耐受电压额定操作冲击耐额定雷电冲击耐截断雷电冲击耐

压（方均根值）（1min）受电压（峰值）受电压（峰值）受电压（峰值）

33.618-4045

67.223/30-6065

101230/42c-7585

151840/55-105115

202450/65-125140

3540.580/95c-185220

140-325360

6672.5

160-350385

185/200-450530

110126

185/230550633

360-850950

220252395-9501050

460-10501175

33036351095011751300

680117515501675

500550

740130016751925

750800975155021002415

100011001200180024002760

c该栏斜线上的数据为设备外绝缘在湿状态下的耐受电压（或称为湿耐受电压）；该栏斜线下的数据为设备外绝

缘在干燥状态下的耐受电压（或称为干耐受电压）。

6.2.2分压器二次回路及低压端的绝缘水平

分压器的分压抽头（低压器件支路断开）对地应能承受1min短时工频耐受电压3kV(有效值)及3

次雷电冲击电压5kV。

低压端子对地应能承受1min短时工频耐受电压：3kV(有效值)。

6.2.3截断雷电冲击电压

一次电压端应能承受截断雷电冲击电压，其峰值为额定雷电冲击电压的115%。

6.2.4局部放电水平

直流耐压和极性反转试验过程中，最后10min内局部放电大于1000pC的脉冲数应不超过10个。

工频耐压试验期间进行局部放电测量，局部放电水平应不超过表4规定的限值。

表4工频局部放电测量电压及允许水平

7

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局部放电允许水平

局部放电测量电压

pC

（方均根值）

绝缘类型

kV

气体固体

1.5Um21050

1.2Um2520

6.2.5外绝缘要求

6.2.5.1爬电比距

对用于交流工况的宽频电压测量装置，其爬距应按照GB/T20840.1-2010的6.6.1要求。

对用于直流工况的宽频电压测量装置，其爬距应按照IEC61869-15的6.6.1要求。

6.2.5.2海拔对外绝缘的影响

安装处海拔超过1000m时，其外绝缘试验电压应按额定耐受电压乘以按GB311.1规定的海拔校正因

数确定。

注：内绝缘的电介质强度不受海拔影响。外绝缘的检查方法由制造方与用户协商确定。

6.2.5.3自身发热对外绝缘的影响

对于采用电阻分压或阻容分压的宽频电压测量装置，其自身发热会导致垂直方向温度梯度分布不均，

在污秽﹑潮湿条件下易造成直流分压器外套管电场畸变，引发绝缘故障，制造方与用户应予考虑并采取

必要措施。

6.2.6低压器件的绝缘要求

低压器件一般包括多个电气相互绝缘的独立电路，其绝缘应能满足表5的要求。

表5低电压器件的绝缘要求

被试端口工频电压耐受能力冲击电压耐受试验

交流电源输入：交流2.0kV，1min

电源输入或5kV，1.2μs/50μs

直流电源输入：直流2.8kV，1min

交流电源输入：交流1.5kV，1min

输出和输入

或5kV，1.2μs/50μs

接到开关站区与控制柜区之间的电气链接

直流电源输入：直流2.1kV，1min

6.3温升要求

6.3.1一般要求

宽频电压测量装置在施加一次电压为设备最高持续电压时，各部分的温升应不超过表8所列的相应

限值。这些值对应于4.2所列的使用条件。

8

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如果规定的环境温度超过4.2所列值，表6的允许温升值应减去环境温度所超出部分的数值。

表6测量装置的温升限值

温升限值

测量装置各部分

K

Y45

A60

固体或气体绝

E75

缘测量装置

B85

F110

H135

裸铜、裸铜合金或裸铝在空气中50

合金在SF6中75

用螺栓或类似

在空气中75

件紧固的连接被覆银或镍

在SF6中75

接触处

在空气中65

被覆锡

在SF6中65

6.3.2海拔对温升的影响

如果宽频电压测量装置规定在海拔超过1000m的地区使用，而试验处海拔低于1000m，则表8的温

升限值应按工作地点的海拔超过1000m后的每100m减去0.5%（见图2）。

a）油浸式互感器：0.4%；

b）固体和气体绝缘互感器：0.5%。

1.00

k

0

0.95

0.90

a)油浸式

0.85

b)固体和气体

0.80

010002000300040005000

h/m

图2温升的海拔校正因数

温升的海拔校正因数

∆�ℎ

0

式中：�=∆�ℎ0

9

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——海拔处的温升；

——表7所规定的温升限值（海拔处）；

∆�ℎ

0

6.4∆无�ℎ线电干扰电压(RIV)要求

交流工频电压下进行该项试验时，在试验电压1.1Um/2下，无线电干扰电压不应大于2500μV，晴

天夜晚应无可见电晕。

如果试验采用直流电压，具体试验方法与要求由用户与制造方确定。

6.5电磁兼容抗扰度要求

对于电子式宽频电压测量装置，GB/T20840.6—2017的7.2.5.2与下述补充内容均适用。

6.5.1发射要求

除了无线电干扰电压试验（RIV试验）所包含的发射要求之外，GB4824所考虑的发射限值也适用

于宽频电压测量装置，试验限值的规定值为组1、A级。

6.5.2抗扰度要求

宽频电压测量装置所处的实际运行工况电磁环境复杂，电磁骚扰形式多样，其受到的电磁骚扰可以

分为稳态和瞬态两类。

稳态骚扰是指设备稳态运行时产生的在较长时间尺度下频谱特性相对稳定的骚扰。稳态电磁骚扰包

括：直流电场和磁场、工频电场和磁场，以及无线电干扰。

瞬态骚扰是指交流变电站/直流换流站主回路开关操作、遭受雷击和发生短路故障时以及换流阀内

部半导体器件开通和关断过程，换流阀本体上的短时瞬态电压和瞬态电流，以及由此产生的瞬态电场和

瞬态磁场。

关于电磁骚扰特性的描述见附录A。

宽频电压测量装置的电磁兼容性能应满足表7的要求。

表7电磁兼容抗扰度要求

序号试验参考标准严酷等级评价准则

1谐波和间谐波试验aGB/T17626.132A

2电压慢变化抗扰度试验aGB/T17626.11+10%～20%A

3电压慢变化抗扰度试验bGB/T17626.29+20%～20%A

430%暂降×0.1sc

电压暂降和短时中断试验aGB/T17626.11A

中断×0.02sc

550%暂降×0.1sc

电压暂降和短时中断试验bGB/T17626.29A

中断×0.05sc

6浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T17626.54A

7电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.44A

8振铃波抗扰度试验GB/T17626.123A

9静电放电抗扰度试验GB/T17626.24A

10工频磁场抗扰度试验GB/T17626.85A

11脉冲磁场抗扰度试验GB/T17626.95A

10

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12阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T17626.105A

13射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.33A

14传导抗扰度试验（150kHz~80MHz）GB/T20840.63A

15传导抗扰度试验（0kHz~150kHz）GB/T20840.64A

A：表示满足准确度规范限值以内的正常性能。

a仅适用于带交流电源端口的测量装置。

b仅适用于带直流电源端口的测量装置。

c适合于普通继电保护装置的数值。

6.6准确级及误差限值

6.6.1直流准确级及误差限值

宽频电压测量装置的直流测量标准准确级为：0.1、0.2、0.5、1、3。见IEC61869-15，表1502。

宽频电压测量装置的直流电压误差限值见表8。

表8直流电压误差限值

在下列测量范围下的电压误差（%）

准确级

5%Upr20%Upr40%Upr70%Upr100%Upr125%Upr150%Upr

0.110.20.10.10.10.10.2

0.220.40.20.20.20.20.4

0.53.510.50.50.50.51

15211112

310533335

6.6.2交流准确级及误差限值

宽频电压测量装置的交流测量标准准确级为：0.1、0.2、0.5、1、3。见GB/T20840.1。

宽频电压测量装置的交流电压误差限值见表9。

表9交流电压误差和相位误差限值

电压（比值）误差相位误差

准确级

±%±（’）±crad

0.10.150.15

0.20.2100.3

0.50.5200.6

11401.2

33不规定

6.6.3阶跃电压误差限值

宽频电压测量装置的阶跃电压测量误差限值见表10。

表10阶跃电压波头幅值误差和波头时间误差限值

11

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波头幅值误差波头时间误差

准确级