IEC 60060-22025 RLV 高压试验技术第2部分测量系统标准立项发展报告

高压试验技术第2部分：测量系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:High-voltagetesttechniques–Part2:Measuringsystems摘要高压试验技术是保障电力设备绝缘性能、运行安全及电网可靠性的核心基础技术领域，而测量系统的准确性与溯源性直接决定高压试验结果的科学性和有效性。IEC60060-2作为国际电工委员会（IEC）高压试验技术标准体系的重要组成部分，系统规定了交直流及冲击电压测量系统的技术要求、校准方法、误差评定和性能验证程序，是全球高压电气设备试验与质量评定的权威依据。本报告基于IEC60060-2:2025RLV修订背景，系统分析当前高压试验测量领域的技术现状与发展趋势，全面阐述该标准在技术内容、术语体系、校准规范等方面的重要修订，深入探讨其对提升测量准确性、促进国际贸易互认、支撑新型电力系统建设及新能源装备发展的重要推动作用。报告还介绍了主要起草单位中国电力科学研究院有限公司在标准制修订中的技术贡献，并展望了测量系统数字化、智能化转型及标准未来演进方向。本报告旨在为标准立项决策提供参考依据，为各相关方理解和应用该标准提供系统指引。关键词：高压试验技术；测量系统；IEC60060-2；标准修订；校准方法；不确定度评定；电力设备绝缘AbstractHigh-voltagetesttechnologyisafundamentaltechnicalfieldforensuringtheinsulationperformance,operationalsafety,andgridreliabilityofelectricalpowerequipment.Theaccuracyandtraceabilityofmeasuringsystemsdirectlydeterminethescientificvalidityandeffectivenessofhigh-voltagetestresults.AsanimportantcomponentoftheIEChigh-voltagetesttechnologystandardsystem,IEC60060-2systematicallyspecifiesthetechnicalrequirements,calibrationmethods,errorevaluation,andperformanceverificationproceduresforAC,DC,andimpulsevoltagemeasuringsystems,servingastheauthoritativeglobalbasisforhigh-voltageelectricalequipmenttestingandqualityassessment.BasedontherevisionbackgroundofIEC60060-2:2025RLV,thisreportsystematicallyanalyzesthecurrenttechnicalstatusanddevelopmenttrendsinthefieldofhigh-voltagetestmeasurement,comprehensivelyelaboratestheimportantrevisionsintechnicalcontent,terminologysystems,andcalibrationspecifications,andthoroughlydiscussesitssignificantroleinimprovingmeasurementaccuracy,promotinginternationaltrademutualrecognition,andsupportingtheconstructionofnewpowersystemsandthedevelopmentofrenewableenergyequipment.ThereportalsointroducesthetechnicalcontributionsoftheChinaElectricPowerResearchInstituteinthestandardrevisionprocessandlooksforwardtothefuturedirectionofdigitalizationandintelligenttransformationofmeasuringsystems.Thisreportaimstoprovidereferenceforstandardprojectdecision-makingandsystematicguidanceforrelevantstakeholdersinunderstandingandapplyingthestandard.Keywords:High-voltagetesttechniques;Measuringsystems;IEC60060-2;Standardrevision;Calibrationmethods;Uncertaintyevaluation;Powerequipmentinsulation一、引言1.1研究背景高压试验技术是验证电力设备绝缘强度、考核设备安全裕度、保障电力系统稳定运行的关键手段。IEC60060系列标准自1954年首次发布以来，历经多次修订完善，已成为全球范围内高压试验技术最为权威和通用的国际标准体系。其中，IEC60060-2《高压试验技术第2部分：测量系统》聚焦于测量系统的性能要求、校准程序和适用性验证，是确保高压试验结果可信、可比、可溯源的重要技术规范。随着全球能源转型加速推进、特高压输电工程大规模建设以及新型电力系统构建不断深入，高压电气设备的电压等级不断提升、试验要求日趋严苛，对测量系统的准确度、响应特性和抗干扰能力提出了更高要求。与此同时，数字化测量技术、光纤传感技术、智能校准方法等新技术的快速发展，也为高压试验测量领域带来了新的技术手段和标准需求。在此背景下，IECTC42（高压试验技术委员会）对IEC60060-2进行了全面修订，于2025年4月正式发布IEC60060-2:2025RLV版本。1.2标准立项意义本标准的修订立项具有多方面的重要意义。其一，适应技术进步需求，新版标准充分纳入了近年来高压测量领域的最新研究成果和技术进展，确保标准内容与技术发展水平保持同步；其二，满足行业应用需要，针对特高压、柔性直流输电、新能源接入等新兴领域对高压试验测量的新需求，完善了相应的技术要求和方法体系；其三，促进国际贸易互认，通过与国际接轨的标准修订，有助于消除技术壁垒，推动高压电气设备的国际贸易与合作；其四，支撑国家战略实施，本标准为我国高压试验技术领域的技术创新、装备升级和标准国际化提供了重要支撑。1.3标准基本信息IEC60060-2:2025RLV由国际电工委员会高压试验技术委员会（IECTC42）归口管理，于2025年4月17日正式发布，标准状态为现行有效。该标准采用RLV（RedlineVersion）版本形式发布，即在同一文档中同时呈现前一版本（IEC60060-2:2010）与现行版本的对照内容，以红线和删除线清晰标示增删修改之处，极大便利了标准使用者快速识别和理解技术内容的变化。标准分类号为电工和电子试验，语言为英语，以电子版加密PDF格式发行。本标准的修订替代了IEC60060-2:2010版本，是IEC60060系列高压试验技术标准体系的重要组成部分，与IEC60060-1（试验方法）、IEC60060-3（现场试验应用导则）等标准共同构成完整的高压试验技术标准框架。二、技术现状与发展趋势2.1高压试验测量系统的技术现状高压试验测量系统是高压试验的核心组成部分，承担着准确获取试验电压（电流）波形、幅值和能量参数的关键任务。按照被测电压的类型，测量系统主要分为工频交流电压测量系统、直流电压测量系统、雷电冲击电压测量系统和操作冲击电压测量系统四大类。目前，广泛应用于工程实践的测量系统主要包括：基于电阻分压器、电容分压器或阻容分压器的分压测量系统；基于电场感应原理的光学电压传感器；以及近年来快速发展的基于罗氏线圈或分流器的冲击电流测量系统。在测量数据处理方面，数字记录仪、高速数据采集系统和数字信号处理技术已普遍应用于高压试验测量领域，能够实现测量波形的实时采集、存储和分析。国内外高电压试验室普遍采用数字化测量系统替代传统的模拟测量装置（如峰值电压表、示波器），显著提升了测量效率和数据处理能力。在测量系统的性能评价方面，各国国家标准和IEC标准均规定了测量系统的刻度因数确定、频率响应校准、线性度试验、短期稳定性和长期稳定性考核等程序。然而，随着新型传感材料的工程化应用和测量环境的日益复杂，传统测量系统在高频响应特性、抗电磁干扰能力、温度稳定性等方面暴露出一定的局限性，对标准技术内容的更新提出了迫切需求。2.2技术发展趋势与标准修订需求当前，高压试验测量领域正经历深刻的技术变革，主要体现在以下几个关键方面，也对IEC60060-2的修订提出了明确需求：（1）测量系统数字化。传统的模拟测量系统正加速向数字化、智能化方向转型。数字测量系统可实现自动化校准、实时自诊断和远程数据传输，但同时也引入了采样率、量化误差、抗混叠滤波等新的影响因素，亟需标准对这些数字化特有参数给出明确的技术要求和验证方法。（2）特高压与柔性直流需求。我国特高压交直流输电工程的规模化建设和柔性直流输电技术的快速推广应用，对电压等级高达±1100kV及以上的直流电压测量系统、兼具高幅值和高陡度特性的特高压冲击电压测量系统提出了更高要求。IEC60060-2:2010中部分技术指标和试验方法已不能完全适应超/特高压测量系统校准和性能验证的实际需求。（3）新能源装备试验需求。随着新能源发电的规模化发展，电力电子变压器、高压大功率变流器、固态断路器等新型电力装备的试验需求不断增长，这些设备产生的试验电压波形具有高谐波含量、宽频带等特征，对测量系统的动态响应和波形还原精度提出了更高要求。（4）测量不确定度评定的规范化。国际测量不确定度评定方法（依据ISO/IECGuide98系列）在高压测量领域的应用不断深化，要求标准提供更加明确和详细的不确定度来源分析和评定指南，以提升测量结果的可比性和可信度。（5）现场与在线测量需求拓展。电力设备状态检修和智能电网建设的推进，使得高压试验测量不再局限于实验室环境，现场试验、在线监测等应用场景对测量系统的便携性、环境适应性和长期运行可靠性提出了新的要求。（6）计量数字化趋势。国际计量局（BIPM）正积极推进计量数字化转型战略，推动建立数字化校准证书（DCC）体系。高压测量系统校准证书的标准化、机器可读化成为大势所趋，需要标准在数据格式和报告规范方面提供前瞻性指导。以上技术发展趋势和行业需求，构成了IEC60060-2标准修订的核心驱动力，是本次标准立项修订的重要技术基础。三、标准主要内容3.1标准适用范围IEC60060-2:2025RLV规定了高压试验中交直流及冲击电压测量系统的技术要求和性能评定方法，适用于发电、输电、配电等领域高压电气设备绝缘试验所使用的各类测量系统。具体包括：-工频交流电压测量系统：用于额定频率45Hz~65Hz的交流电压试验测量；-直流电压测量系统：用于直流电压试验的测量，涵盖平稳直流和带有纹波的直流电压；-雷电冲击电压测量系统：用于全波和截波雷电冲击电压试验的测量；-操作冲击电压测量系统：用于操作冲击电压试验的测量，包括非周期性或振荡型操作冲击波。标准内容覆盖测量系统的分类、性能要求、校准方法、不确定度评定、适用性验证、使用维护等全生命周期技术要求。3.2主要技术内容3.2.1术语和定义新版标准对术语体系进行了系统梳理和完善，统一和规范了高压测量领域的核心术语，包括但不限于：测量系统（measuringsystem）、刻度因数（scalefactor）、标称刻度因数（assignedscalefactor）、刻度因数稳定度（stabilityofscalefactor）、方波响应（stepresponse，亦称阶跃响应）、响应参数（responseparameter）、幅值频率响应（amplitude-frequencyresponse）、相位频率响应（phase-frequencyresponse）、线性度（linearity）、测量不确定度（measurementuncertainty）、额定电压（ratedvoltage）等。术语体系的完善为高压测量领域的技术交流和标准应用奠定了统一的语言基础。3.2.2测量系统的分类标准按照被测电压类型将测量系统分为四种基本类型：交流电压测量系统、直流电压测量系统、雷电冲击电压测量系统和操作冲击电压测量系统。同时，对于可以兼测多种类型电压的通用型测量系统（如阻容分压器可同时用于交流和冲击电压测量），标准规定其应分别满足各类测量的技术要求并接受相应的性能验证。3.2.3性能要求标准对各类型测量系统的性能提出了明确要求，主要包括：-刻度因数相关要求：刻度因数确定的各分量误差（如分压比误差、电压表读数误差、温度影响等）应满足规定的限值，确保测量系统在额定工作范围内能提供准确可靠的测量结果。测量系统的刻度因数应溯源至国家计量标准，确保量值溯源的完整性和一致性。-动态特性要求：冲击电压测量系统应满足规定的方波响应参数（包括响应时间、稳定时间、过冲等）要求，以保证对冲击波形的准确复现。标准对不同波形参数（如波前时间、波尾时间）的测量允许误差给出了具体限值。新版标准进一步完善了对测量系统方波响应试验中电压源内阻的规定，要求电压源内阻应不大于测量系统输入阻抗的特定比例且有明确记录，以保证响应试验结果的可重复性。-线性度要求：测量系统在规定的测量范围内，其刻度因数应保持恒定或满足线性度偏差限值要求。标准规定了线性度试验的程序和评定方法。-环境适应性要求：测量系统应在规定的温度、湿度、海拔和外电磁场等环境条件下保持稳定的工作性能和测量准确度。标准要求通过型式试验验证测量系统在标称环境条件范围内的适用性。-抗干扰能力要求：针对实际试验现场存在的电磁干扰、接地电位升高等不利因素，标准对测量系统的抗干扰性能提出了明确要求和相应的试验验证方法，确保测量结果的准确性和可靠性。3.2.4校准方法校准是确保测量系统准确度和溯源性的核心环节。新版标准在以下方面对校准方法进行了重点修订和完善：-刻度因数校准：规定了采用标准测量系统与被校测量系统进行比对测量的程序和方法，明确了比对试验的接线方式、试验步骤和数据处理方法。新版标准补充了刻度因数校准中“感应电压”影响的剔除要求，要求在测量回路布置中避免电磁感应产生的附加电压对标度因数校准结果的影响。-方波响应试验：详细规定了冲击测量系统方波响应试验的试验回路、试验程序、响应参数计算和记录要求。新版标准对方波响应试验中使用的方波电压源的上升时间、过冲和平台波动等参数提出了更严格的限值要求，并对测量回路中接地引线的长度和布置给出了更明确的规定。-线性度试验：规定了在额定测量范围内不同电压幅值下测量系统刻度因数的校核方法和允许偏差。-频率响应校准：对于交流测量系统，规定了在工频及其谐波频率范围内的幅值频率响应和相位频率响应的校准方法。-不确定度评定：依据GUM（测量不确定度表示指南）原则，规范了各类型测量系统校准和测量结果的不确定度来源分析、分量评定和合成方法。新版标准增加了对数字记录仪量化误差、采样率等数字化特有不确定度来源的分析和建议，对不确定度报告的内容和格式提出了规范要求。3.2.5性能验证与记录标准规定了测量系统的日常性能核查（包括校准有效期内的期间核查）、定期校准周期和性能验证试验的项目与要求，并明确了对测量系统校准记录、性能验证记录和维修记录的管理要求，确保测量系统在整个使用寿命周期内的性能可追溯。3.3与前一版本的主要差异IEC60060-2:2025RLV相较于IEC60060-2:2010，通过红线和删除线清晰地呈现了以下主要技术变化，便于使用者快速识别版本差异：-术语定义更新与补充，引入了数字化测量相关术语；-对数字记录仪的采样率、分辨率等技术指标提出了更明确的要求；-完善了不确定度评定的指导内容，增加了对数字化测量链不确定度来源的分析；-对校准程序和试验方法进行了优化，提高了可操作性和复现性；-更新了部分性能指标的限值要求，以适应当前技术水平和工程实践。这些修订内容系统地回应了前述技术发展趋势，使标准保持了技术引领性和行业适用性。四、实施效益与推广应用4.1实施预期效益本标准修订发布后，将在以下方面产生显著的预期效益：（1）提升测量准确性水平。通过对测量系统性能要求和校准程序的系统优化，有助于各检测机构、制造企业和科研院所进一步提高高压试验测量结果的准确性和可靠性，降低因测量误差导致的设备绝缘误判风险。修订后标准中新增的数字化测量链不确定度量化要求和方波电压源严格限值等内容，有望显著降低因数字化采集环节和校准回路不理想引入的系统性误差。（2）促进国际贸易互认。本标准的修订版本进一步与国际法制计量组织和国际实验室认可合作组织（ILAC）的相关要求接轨，为高压电气设备的国际互认试验提供了统一的技术依据，有助于消除技术性贸易壁垒。（3）推动技术创新发展。标准中对新技术（如数字化测量、新型传感器等）的纳入和规范，为相关领域的技术创新和产品研发提供了明确的方向指引和技术规范。（4）保障电力系统安全。通过提高高压试验测量的准确性，有助于更科学地评价电力设备的绝缘状态和安全裕度，为电力系统的安全可靠运行提供更加坚实的技术保障。4.2推广应用建议为促进本标准的有效实施和广泛应用，提出以下建议。在宣贯培训方面，建议各相关标委会和行业协会组织开展系统的标准宣贯和技术培训，重点解读新版标准的技术变化和实施要点，尤其是新增的数字化测量技术要求和不确定度细化评定方法。在配套完善方面，建议结合我国高压试验测量领