数字高压表校准规范

陕西省地方计量技术规范

JJF（陕）XXX—XXXX

数字高压表校准规范

CalibrationSpecificationforDigitalHighVoltmeter

（报批稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

陕西省市场监督管理局发布

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数字高压表校准规范

1范围

本规范适用于电压为大于1kV、频率为（45~55）Hz的交直流数字高压表的校准。

2规范性引用文件

GB/T16927.2-2012《高电压试验技术第2部分：测量系统》使用本规范时，应注

意使用上述引用文献的现行有效版本。

3概述

数字高压表是用于交流高电压和（或）直流高电压的测量仪器，它由高压分压器

、传输电缆和低压数字表构成，为了减少外界干扰，高压分压器的低压输出端通常使

用屏蔽电缆与低压数字表连接，电缆的屏蔽层与芯线间的电容与高压分压器的低压臂

阻抗并联，因此应把传输电缆视为数字高压表的一部分。其工作原理如图1所示。

图1工作原理

R1高压分压器高压臂阻抗；R2高压分压器低压臂阻抗；PV低压数字表或（峰值电压

表）；U被测高电压；k为分压比k＝（R1＋R2）/R2；UPV为PV读数值U1＝U/k。

4计量特性

4.1基本误差与准确度等级

4.1.1基本误差

数字高压表的基本误差公式可用下列形式之一表示。

a）两项误差之和所表示的绝对误差来表示，如公式（1）：

（）---------------------------（1）

式中：a——与读数有关的误差系数；

∆=±�%��+�%��

——被校表的读数值（显示值）；

�b�——与满刻度值有关的误差系数；

1

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——被校表的量程；

a、b值�数�值由生产厂家给出，误差公式中的b值应不大于a值的1/5，若生产厂家未给出b

值，则认为b值为零。

b）用与数字高压表读数值之比的相对误差表示，如公式（2）：

（）----------------------------（2）

��

4.1.2准确度等级�=±�%+�%��

数字高压表的准确度等级分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5和2.0共6个等级。每一个等级对应

的允许误差见表1。

表1准确度等级与允许误差

准确度等级0.10.20.51.01.52.0

允许误差±0.1%±0.2%±0.5%±1.0%±1.5%±2.0%

对多量程数字高压表，不同的量程允许有不同的准确度等级。

4.2短时稳定性

数字高压表在额定电压下，10min内其误差的变化应不大于其准确度等级对应允许误差

的1/3。

4.3变差

数字高压表在校准点上两次测量（上升与下降或下降与上升）的差值称为数字高压表的

变差，其变差应不大于其准确度等级对应允许误差的1/3。

5校准条件

5.1环境条件

校准时的环境温度：(10~35)℃；相对湿度：≤80%。

被校数字高压表和标准器的周围物体应有足够的安全距离；高压引线不应起电晕。

5.2测量标准及其他设备

校准时使用的主要标准器及辅助设备包括：

a）标准电压互感器；

b）工频高压分压器；

c）直流高压分压器；

d）数字电压表；

d）交流高压电源、直流高压电源和调压控制装置。

校准时所选的标准器测量范围应覆盖被校数字高压表的测量范围，同时，标准测量系

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统所引入的不确定度不大于被校数字高压表允许误差的1/3。

辅助设备主要包括交流高压电源、直流高压电源和调压控制装置，其技术要求应满足

以下要求：

a）校准用的高压电源稳定性应满足在半分钟内其电压的稳定度应不低于±0.1K%（K

为被校数字高压表准确度等级的数值），其他技术要求应满足表2的规定。

b）调压控制装置连续可调。

表2高压电源技术要求

数字高压表准确交流电压波形畸直流电压纹波系

工频电压频率Hz

度等级变系数（%）数（%）

0.1，0.2≤0.1

0.5，1.050±0.5≤3≤0.5

1.5，2.0≤1

6校准项目和校准方法

6.1校准项目

数字高压表校准项目见表3。

表3校准项目

序号校准项目校准方法条款

1基本误差6.2.2

2变差6.2.3

3短时稳定性6.2.4

6.2校准方法

6.2.1校准前准备

6.2.1.1外观检查

数字高压表外观应完好，应有专用接地端子，且有明显接地标识。仪器外露件不能松

动，接地端钮、开关、旋钮、按键必须正常，且不应有可以引起测量错误和仪表损坏的缺

陷。

通电后数字高压表显示屏、各功能开关、按钮和指示灯应能正常工作。

6.2.1.2绝缘强度

数字高压表整体应能承受1.1倍额定电压1min的耐压试验，而且无闪络或击穿现象。当

试验电压下降到工作电压范围内时，仍能保持原有准确度。

6.2.2基本误差

3

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6.2.2.1电压基本误差校准点的选取

电压基本误差的校准点一般可选取被校数字高压表量程的10%、20%、50%、80%、100%

的5个点。校准时，各校准点在电压上升和下降各测量一次，实际值为上升值和下降值的

平均值。如果校准多量程数字高压表，应对全部量程分别进行校准。

注：a）校准过程中校准点也可根据客户要求的电压值进行校准。

b）测量范围上限一般为数字高压表的额定电压，若客户有规定校准电压的上限，

可根据客户要求进行校准。

6.2.2.2采用高压分压器作标准器校准

采用高压分压器作标准器校准数字高压表时，按图2所示线路图接线。

B—高压电源及调压控制和保护装置，PV1—被校数字高压表，R—标准分压器，PV2—标准低压表

图2用高压分压器作标准器接线图

调节高压电源的输出电压，使标准电压表达到校准点相应的指示值，当被校数字高压

表的电压指示值稳定后，读取被校数字高压表指示值。基本误差表达式为公式（3）、（4）。

-----------------------------------（3）

�1−�2

-----------------------------------（4）

∆=�2×100%

式中：

�2=��pv2

——被校数字高压表基本误差，%；

∆——被校数字高压表的指示值，kV；

�1——被校数字高压表的实际值，kV；

�2——标准数字高压表的读数值，V；

�kpv2——标准分压器的分压比。

6.2.2.3采用电压互感器作标准器校准

采用电压互感器作标准器校准数字高压表时，按图3所示线路接线。

4

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TV—电压互感器

图3用电压互感器作标准器接线图

调节高压电源的输出电压，使标准电压表达到校准点相应的指示值，当被校数字高压

表的电压指示值稳定后，读取被校数字高压表指示值。基本误差表达式为公式（5）、（6）。

-----------------------------------（5）

�1−�2

-----------------------------------（6）

∆=�2×100%

式中：

�2=��pv2

——被校数字高压表基本误差，%；

∆——被校数字高压表的指示值，kV；

�1——被校数字高压表的实际值，kV；

�2——标准数字高压表的读数值，V；

�kpv2——标准互感器的变比。

6.2.3变差校准

被校准数字高压表在选定校准点上进行两次测量（上升和下降），取差值绝对值作为该

数字高压表校准点的变差。按公式（7）计算电压示值的变差。

-----------------------------------（7）

式中：�=�𝑢−�𝑑𝑜

——被校数字高压表电压示值的变差，kV；

—被校数字高压表示值的上升值，kV；

�

—被校数字高压表示值的下降值，；

�𝑢kV

6.2.4短时�稳𝑑�定�性试验

对数字高压表施加测量范围上限80%的标准电压，并保持此电压10min，期间每分钟读

取被校数字高压表的示值，按公式（8）计算电压示值的短时稳定性。

---------------------------------（8）

����−�𝑚�

式中：�=�×100%

——被校数字高压表电压示值的短时稳定性，%；

—被校数字高压表示值的最大值，kV；

�

—被校数字高压表示值的最小值，kV；

����

�𝑚�5

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——输出电压的标准值，kV。

7校准结果表达

�

7.1校准结果处理

经校准的数字高压表出具校准证书，校准证书应符合JJF1071—2010中5.12的要求，

并给出各校准项目名称和测量结果以及扩展不确定度。校准原始记录（推荐）格式见附录

A，校准证书内容及内页（参考）格式见附录B。

校准证书由封面和校准数据内页组成，封面由校准机构确定统一格式，校准数据按附

录A、附录B要求，并可根据数字高压表的情况进行填写。校准结果应在校准证书上反应，

校准证书应至少包括以下信息：

a)标题，如“校准证书”或“校准报告”；

b)实验室名称和地址；

c)如果不在实验室内进行校准时，需说明进行校准的地点；

d)证书和报告的唯一标识（如编号），每页及总页数的标识；

e)送校单位的名称和地址；

f)被校对象的描述和明确标识；

g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效期及应用有关时，应说明被校对象的接收

日期；

h)如果与校准结果的有效性以及应用有关时，应对抽样程序进行说明；

i)本校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

j)本次校准所用的测量标准的溯源有效性说明；

k)校准环境描述；

l)校准结果及其测量不确定度的说明；

m)校准证书及校准报告签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期；

n)校准结果仅对被校对象有效的声明；

未经实验室书面授权，不得部分复印证书或报告的声明。

7.1校准结果的不确定度

数字高压表校准结果的不确定度按JJF1059.1－2012的要求评定，校准结果不确定度评

定示例见附录C。

8校准周期

为确保被校准数字高压表技术指标的准确可靠，建议校准时间间隔为12个月。

由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决

定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。

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附录A：

校准原始记录（推荐）格式

1.外观检查：

(1)技术信息：充分

(2)开关按键：正常

(3)指示器：正常

2.基本误差：

示值（被校表显示值）（kV）平均值（kV）实际值（标准

量程变差（kV）误差（%）Urel（k=2）

上升误差（%）下降值）（kV）

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附录B：

校准证书内页（参考）格式

1.被校电压基本误差

示值（被校表显示值）（kV）平均值（kV）实际值（标准

量程变差（kV）误差（%）Urel（k=2）

上升误差（%）下降值）（kV）

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附录C：

数字高压表不确定度分析

一、数字高压表直流电压不确定度分析

1测量条件

（1）环境条件：温度：25.5℃，湿度：40.5%

（2）计量标准：直流分压器、数字多用表（34461）

（3）被测对象：数字高压表（型号OSM-30D，编号30-230，0.5级）

2测量模型

∆U=Ux-Un，

'

∆U——被校数字高压表绝对误差，Ux——𝑜被=测�电×压�示值，Un——被测电压实际值，

——标准电压表的读数值，k——标准分压器的分压比。

'

3�标准不确定度u的评定

3.1由数字高压表重复性引入的标准不确定度u1rel。

在重复性条件下，对被校数字高压表10kV测量点进行10次重复测量，计算公式为：

n_

12

sn(xix)

n1i1

测得数据如下：（单位kV）

10.04810.05010.04910.04810.05310.04810.05310.04910.04810.050

平均值：10.050V

u1rel=0.2%

3.2直流分压器引入的标准不确定u2rel

-4

本次校准使用的直流分压器经上级校准，上级校准给定的测量不确定度为Urel=1.0×10

（k=2），则相对标准不确定度u2rel为：

-4

u2rel=1.0×10/2=0.005%

3.3数字多用表引入的不确定度分量u3

本次校准使用的数字多用表经上级校准，上级校准给定的测量不确定度为Urel=0.01%，

则相对标准不确定度u3rel为：

u3rel=0.01%/2=0.005%

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3.4被测装置示值分辨力的影响带来的不确定度分量u4

被测装置的最小分辨力为0.01kV，则其半宽度为0.005kV，在此区间内认为服从均匀

分布，包含因子k=3，则相对标准不确定度u4rel为：

u4rel=0.005/10/3=0.029%

3.5温度的影响带来的不确定度分量u5rel

温度系数，由于数字高压表为固定仪器，结构稳定，温度改变不影响电压值，温度影

响可忽略不计。

3.6工作电磁场的影响带来的不确定度分量u6rel

实验地点周围无大功率用电设备及大功率发射塔等产生的电磁干扰，故该分量忽略

不计。

3.7测试方法或测试线路的影响带来的不确定度分量u7rel

因为本次实验测试线路采用校准规范中的标准接线方式，故该分量忽略不计。

4合成标准不确定度的评定

重复性和分辨力引起的不确定度分量取最大值，各不确定度分量互不相关，则各标准

不确定度分量独立。

u1relu2relu3rel

0.2%0.005%0.005%

合成标准不确定度：

222

ucrel=u1rel+u2rel+u3rel=0.2%

5扩展不确定度

取包含因子k=2，则测量扩展不确定度为

Urel=0.4%（k=2）

二、数字高压表交流电压不确定度分析

1测量条件

（1）环境条件：温度：25.5℃，湿度：40.5%

（2）计量标准：电压互感器、数字多用表

（3）被测对象：数字高压表（型号OSM-30D，编号30-230，0.5级）

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2测量模型

∆U=Ux-Un，

'

∆U——被校数字高压表绝对误差，Ux—�—�=被�测×电�压示值，

Un——被测电压实际值，——标准电压表的读数值，k——标准分压器的分压比。

'

3标准不确定度u的评定�

3.1由数字高压表重复性引入的标准不确定度u1rel

由电压互感器及数字多用表组成的系统对数字高压表进行十次连续测量，按公式：

n_

12

sn(xix)

n1i1

对被检数字高压表10kV测量点进行10次重复测得值数据如下：（单位kV）

10.04910.05010.05110.04810.05310.05110.05210.04910.05010.049

平均值：10.051V

u1rel=0.15%

3.2电压互感器引入的标准不确定度u2rel

本次校准使用的电压互感器经上级检定，上级检定的电压的定级为0.01级，则相对标

准不确定度u2rel为：

-4

u2rel=1.0×10/3=0.00