JJF 2028.2-2026 冲击电压、冲击电流测量系统校准规范 第2部分：冲击电压测量系统

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2028.2—2026冲击电压、冲击电流测量系统校准规范冲击电压测量系统CalibrationSpecificationforMeasuringSystemsofImpulseVoltageandImpulseCurrent—Part2:ImpulseVoltageMeasuringSystems2026‑08‑21发布2027‑02‑21实施国家市场监督管理总局发布JJF2028.2—2026冲击电压、冲击电流测量系统校准规范第2部分：冲击电压测量系统CalibrationSpecificationforMeasuringSystemsofImpulseVoltageandImpulseCurrent—Part2:ImpulseVoltageMeasuringSystemsaaaaaaa丶aaaaaaa丶aaaaaaaaaaaaaaaaa丶丶aaaaaaaaaaaaaaaaa丶归口单位：全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会主要起草单位：国家高电压计量站参加起草单位：国网河北省电力有限公司电力科学研究院国网湖北省电力有限公司电力科学研究院中国计量科学研究院国网陕西省电力公司电力科学研究院国网青海省电力公司电力科学研究院本规范委托全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会负责解释JJF2028.2—2026

本规范主要起草人：雷民（国家高电压计量站）龙兆芝（国家高电压计量站）参加起草人：臧谦（国网河北省电力有限公司电力科学研究院）张致（国网湖北省电力有限公司电力科学研究院）赵伟（中国计量科学研究院）成林（国网陕西省电力有限公司电力科学研究院）包正红（国网青海省电力公司电力科学研究院）JJF2028.2—2026Ⅰ引言 (Ⅱ)1范围 2引用文件 3术语 4概述 5计量特性 6校准条件 7校准项目和校准方法 8校准结果表达 9复校时间间隔 附录A冲击电压波形定义及参数计算 附录B线性度校准示例 附录C冲击电压测量系统校准结果测量不确定度评定示例 附录D校准原始记录格式 附录E校准证书内页格式 JJF2028.2—2026ⅡJJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。JJF2028.2—20261冲击电压、冲击电流测量系统校准规范第2部分：冲击电压测量系统本规范适用于额定电压1kV及以上，测量雷电冲击电压、波尾截断的雷电冲击截波电压、操作冲击电压的冲击电压测量系统的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：GB/T16896.1—2024高电压和大电流试验测量用仪器和软件第1部分：对冲击试验用仪器的要求GB/T16927.1—2011高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T16927.2—2013高电压试验技术第2部分：测量系统GB/T16927.3—2010高电压试验技术第3部分：现场试验的定义及要求凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语本GB/T16927.1—2011、GB/T16927.2—2013中界定的以及下列术语适用于规范。本3.1冲击电压测量系统impulsevoltagemeasuringsystem用于进行冲击电压测量的整套装置。3.2测量系统的刻度因数scalefactorofmeasuringsystem与测量系统中数字记录仪的读数相乘便得到整个测量系统的输入量值的因数。［来源：GB/T16927.2—2013，3.3.1，有修改］3.3标准雷电冲击电压standardlightning_impulsevoltage波前时间T1为1.2μs，半峰值时间T2为50μs的光滑的雷电冲击电压全波。［来源：GB/T16927.1—2011，7.2.1］3.4标准雷电冲击截波电压standardchoppedlightning_impulsevoltage截断时间Tc为2μs~5μs被外部间隙截断的标准雷电冲击电压。［来源：GB/T16927.1—2011，7.2.3］3.5标准操作冲击电压standardswitching_impulsevoltage峰值时间Tp为250μs，半峰值时间T2为2500μs的冲击电压全波。［来源：GB/T16927.1—2011，8.2.1，有修改］JJF2028.2—202623.6标定测量范围assignedmeasurementrange用单一刻度因数来表征的冲击电压测量系统可能工作的电压范围。［来源：GB/T16927.2—2013，3.4.3，有修改］3.7线性度linearity标定测量范围内测量系统不同电压点刻度因数与刻度因数平均值的偏差。3.8标称时段nominalepoch测量系统被认可的相关冲击时间参数允许范围。注：对于雷电冲击电压和波尾截断雷电电压冲击而言，相关时间参数为波前时间T1，对于操作冲击电压而言，相关时间参数为峰值时间Tp。［来源：GB/T16927.2—2013，3.5.4，有修改］3.9动态特性dynamiccharacteristic标称时段最小值、中间值、最大值下测量系数的刻度因数与刻度因数平均值的偏差。3.10干扰比interferenceratio干扰试验中测量系统测得的干扰峰值与测量系统测量该试验电压的实际输出峰值比值的绝对值。3.11标准测量系统referencemeasuringsystem通过校准可溯源到相关国家或国际标准，且具有足够的准确度和稳定性的测量系统。在进行特定波形和特定电压范围内的比较测量中，该系统用于认可其他的测量系统。［来源：GB/T16927.2—2013，3.1.4，有修改］3.12冲击电场测量仪可用于测量标准雷电冲击截波电压、标准操作冲击电压或标准操作冲击电压产生的电场的测量仪。4概述冲击电压测量系统（以下简称“测量系统”）一般由冲击电压分压器、数字记录仪组成。冲击电压分压器利用电阻、电容或阻容分压的方式将冲击高电压转换为可供数字记录仪记录的低电压信号，包括分压器本体以及同轴测量电缆。数字记录仪将电压进行二次分压，将模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行处理，计算波形参数。测量系统示意图如图1所示。JJF2028.2—20263冲击电压分压器数字记录仪数字记录仪衰减器数据处理、计算装置测量电缆图1测量系统示意图5计量特性5.1示值误差测量系统测得的电压峰值示值误差一般不超过±3%，时间参数示值误差一般不超过±10%。不同被测冲击电压波形需校准的时间参数见表1，冲击电压波形定义及参数计算方法见附录A。表1不同冲击电压波形下需校准的时间参数电压类型时间参数标准雷电冲击电压波前时间T1半峰值时间T2标准雷电冲击截波电压波前时间T1截断时间TC标准操作冲击电压峰值时间Tp半峰值时间T25.2刻度因数刻度因数相对误差一般不超过±3%。5.3线性度刻度因数校准电压低于被校测量系统的标定测量范围时，需进行扩展电压范围的线性度校准。测量系统的刻度因数线性度一般不超过1.5%。5.4动态特性测量系统的动态特性一般不超过1%。5.5干扰比测量系统干扰比一般不超过1%。注：15.1~5.5中的指标要求不适用于合格性判别，仅供参考。2在复杂工况下进行现场试验的测量系统，其示值误差要求可依据GB/T16927.3放宽至5%。6校准条件6.1环境条件环境条件及要求如下：JJF2028.2—20264——测量系统校准的环境温度为5℃~35℃,相对湿度不大于80%；——海拔高度不大于1000m；——在与被校测量系统的冲击分压器器身高度相当的周边范围内，除测量引线外应无其他物体；——周围无影响设备正常工作的电磁干扰和机械振动；——接地电阻应不大于0.5Ω;——数字记录仪的电源要求：电源电压为（220±11）V，电源频率为（50±0.5）Hz，电源波形畸变率不大于5%。注：对于海拔高度超过1000m时，应按GB/T16927.1规定的方法和程序计算空气密度修正因数，或降低校准电压。6.2测量标准及其他设备6.2.1标准测量系统标准测量系统应满足以下要求：a）一般标准测量系统：电压峰值扩展不确定度≤1%（k=2时间参数扩展不确定度≤5%（k=2）。b）较高级标准测量系统：电压峰值扩展不确定度≤0.5%（k=2时间参数扩展不确定度≤3%（k=2）。c）额定电压不低于被校测量系统额定电压的20%。注：较高级标准测量系统具有更低的测量不确定度，可用于校准标准测量系统的参考测量6.2.2冲击电压标准源冲击电压标准源应满足表2的要求。表2冲击电压标准源的要求波形参数数值范围扩展不确定度/%（k=2）短期稳定性/%（10次以上数据）雷电冲击全波和标准雷电截波（波尾截断）电压峰值标定测量范围内≤0.7≤0.2波前时间0.8μs~1.0μs或0.8μs~1.0μs和1.5μs~1.7μs≤2≤0.5半峰时间55μs~65μs≤2≤0.2操作冲击电压峰值标定测量范围内≤0.7≤0.2峰值时间200μs~300μs≤2≤0.2半峰时间1000μs~4000μs≤2≤0.2短期稳定性是至少10次连续冲击测量的标准偏差。6.2.3冲击电压发生器冲击电压发生器应能产生3.3、3.4和3.5中规定的标准冲击电压波形。JJF2028.2—20265用于测量系统扩展电压范围内线性度校准的冲击电压发生器应满足以下要求：a）线性度试验电压范围内，输出波形时间参数变化不超过±5%；b）发生器首级充电电压误差不超过±1%，具备电压补偿功能。6.2.4冲击电场测量仪用于测量系统扩展电压范围内线性度校准的冲击电场测量仪应满足以下要求：a）电场测量仪时间参数测量误差不超过±10%；b）电场测量仪自身的线性度已知。7校准项目和校准方法7.1校准项目测量系统校准项目见表3。表3冲击电压测量系统校准项目一览表序号校准项目计量特性条款校准方法条款1示值误差2刻度因数3线性度4动态特性5干扰比7.2校准方法7.2.1校准前准备7.2.1.1系统组件检查测量系统各组件，应齐全。7.2.1.2冲击电压分压器外观完好，组装牢靠，具有专用的接地端，且有明显的接地标识，油浸式分压器应无漏油现象。分压器铭牌上应明确标明：产品名称、型号、制造厂名、出厂编号、额定电压、标称分压比等。7.2.1.3数字记录仪数字记录仪应满足以下要求：a）外形结构完好，外露件等不应损坏或脱落，机壳、端钮等不应有影响正常工作的机械碰伤，按键无卡死或接触不良的现象；b）铭牌应明确表明：产品名称、制造厂家、型号和出厂编号；c）具有明显的信号输入端口及接地标识。7.2.2示值误差7.2.2.1标准测量系统比较法a）一般要求标准测量系统比较法校准接线方式见图2。JJF2028.2—20266图2比较法接线图DxxD0标准测量系统和被校测量系统分别与冲击电压发生器输出端相连。标准测量系统和被校测量系统的布置方式见图3，两台冲击分压器采用丁字形或叉形布置时，高压引线间的夹角约为90°。测量系统的接地应使用宽度不小于300mm、厚度不小于0.2mm的铜DxxD00GDx0GDxD0D0a)丁字形b)叉形c)直线形图3分压器校准布置图G—冲击电压发生器；O—公共连接点；Dx—被校测量系统；D0—标准测量系统测量系统电压峰值、时间参数的相对示值误差用公式（1）表示。式中：丫——相对示值误差，%。Yx——被校测量系统的测量值，kV或μs；Y0——标准测量系统的测量值，kV或μs。b）全电压范围内校准按图2接线。按图4要求，将被校测量系统标定测量范围内最小值、最大值以及中间较均匀选取的3个电压点与标准测量系统进行比较，每个电压点重复测量不少于10次，分别记录被校测量系统和标准测量系统的电压峰值和时间参数，根据公式（1）计算电压峰值和时间参数的示值误差。JJF2028.2—20267比较电压范围电压电压0标定测量范围图4全电压范围内校准点选取示意图c）有限电压范围内的校准按图2接线。标准测量系统测量范围的最大值不低于被校测量系统标定测量范围的20%，并依据7.2.4进行单独的线性度试验。按图5要求，电压示值误差校准点不少于2个，包括被校测量系统标定测量范围的最小值以及标准测量系统测量范围的最大值，扩展电压范围的线性度试验电压点不少于4个。比较电压范围扩展电压范围电压电压标准测量系统测量范围的最大值标定测量范围0图5有限电压范围内校准点选取示意图7.2.2.2冲击电压标准源法按图6接线。根据被校测量系统实际测量的电压类型和极性，在冲击电压标准源中选择对应的波形参数和极性，校准电压应不小于被校测量系统标定测量范围的最小值，重复测量次数不少于10次。图6冲击电压标准源法接线图7.2.3刻度因数刻度因数校准方法、接线方式与示值误差校准方法相同，见7.2.2。单次校准被校测量系统的实测刻度因数见公式（2测量系统刻度因数校准值为所有电压点实测刻度因数的平均值。Fx=FN（2）JJF2028.2—20268式中：Fx——被校测量系统的实测刻度因数；FN——被校测量系统的标称刻度因数；U0——标准测量系统或冲击电压标准源的电压值，kV；Ux——被校测量系统的电压值，kV。注：U0、Ux均为软件上显示的一次电压值。7.2.4线性度7.2.4.1线性度校准原则线性度校准原则如下：a）全电压范围内无需进行单独的线性度校准。b）有限电压范围内，按图7要求，至少选取4个电压点进行线性度校准，包括测量系统校准的最高电压以及被校测量系统标定测量范围的最大值，每个电压点重复测量次数不少于5次。FF1F20比较电压范围扩展电压范围标定测量范围图7线性度校准示意图F1、F2—不同电压下实测刻度因数；F—F1、F2的平均值；ηi——不同电压下线性度试验中被校测量系统测量电压和对应比较装置电压的比值（i=1，2，3，…,nηm——不同电压下ηi的平均值线性度计算方法见公式（3线性度试验方法中ηi、ηm的计算方法见附录B。扩展一个分量。式中：R——线性度的校准结果。线性度校准结果是基于线性度试验确定的4个比值与比值平均值的最大偏差获得的。7.2.4.2与已知线性度的测量系统比较在不同电压下比较被校测量系统与已知线性度的测量系统测量电压比值的变化，JJF2028.2—20269根据公式（3）计算被校测量系统扩展电压范围内的线性度。7.2.4.3与冲击电压发生器的充电电压比较在不同电压下比较被校测量系统测量电压与发生器充电电压比值的变化，根据公式（3）计算被校测量系统扩展电压范围内的线性度。相关要求如下：——发生器充电时间对输出电压的影响不大于1%；——剔除发生器球隙自放电时的测量数据。7.2.4.4与冲击电场测量仪输出电压比较校准步骤如下：a）使用标准冲击分压器在分压比最高校准电压点标定冲击电场测量仪的输出电压，判断扩展电压范围内冲击电场测量仪输出电压是否在数据采集单元量程的20%~100%范围内，确定电场测量仪的最终布置位置；b）在不同电压点，测量被校测量系统与冲击电场测量仪输出电压比值的变化，根据公式（3）计算被校测量系统扩展电压范围内的线性度。如冲击电场测量仪自身的线性度不能忽略，校准结果需进行修正。注：线性度试验详细步骤及校准结果修正见附录B。7.2.5动态特性按图2接线，调节冲击电压发生器的输出电压波形参数，在标称时段的下限、中间值、上限分别校准刻度因数，校准电压点选取7.2.2中确定的任意一个示值误差校准点，根据公式（4）计算被校测量系统的动态特性。式中：D——被校测量系统动态特性；Fi——不同时间参数下校准的刻度因数；-F——标称时段内刻度因数平均值。7.2.6干扰比按图8接线，不改变冲击电压分压器的接地连接方式，将测量电缆与分压器断开连接，测量电缆输入端短路并与接地铜箔相连测量电缆输出端和数字记录仪相连。对被校测量系统施加20%标定电压范围的标准雷电冲击截波电压，记录数字记录仪测得干扰电压波形的最大值。根据公式（5）计算被校测量系统的干扰比。式中：I——干扰比；umax——干扰电压的最大值，V；JJF2028.2—2026U——一次电压峰值，kV；冲击电压UFN——测量系统标称刻度因数冲击电压U 接地线数字记录仪测量电缆x冲击电压分压器图8干扰比校准接线图8校准结果表达8.1数据处理采用四舍五入的方法进行数据修约，刻度因数和时间参数的示值误差保留1位小数，相对扩展不确定度保留1位小数，刻度因数的小数位数与刻度因数扩展不确定度的位数保持一致。8.2校准证书校准结果应在校准证书（报告）上反映，校准证书（报告）应至少包括以下信息：a）标题，如“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同d）证书或报告的唯一性标识（如编号每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；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性或应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；i）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；j）校准环境的描述；k）校准结果及其测量不确定度的说明；l）对校准规范的偏离的说明；m）校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识；n）校准结果仅对被校对象有效的声明；o）未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。JJF2028.2—2026校准原始记录格式参见附录D，校准证书（报告）内页格式参见附录E。9复校时间间隔建议复校时间间隔为2年，若维修和调整后，应随时校准。注：由于复校时间间隔的长短由仪器使用情况、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。JJF2028.2—202612附录A冲击电压波形定义及参数计算附录A给出了本规范涉及的测量系统校准波形包括标准雷电冲击电压、标准雷电冲击截波电压、标准操作冲击电压的波形定义及参数计算。A.1雷电冲击电压的相关定义及参数计算A.1.1雷电冲击电压波前时间小于20µs的冲击电压。A.1.2标准雷电冲击电压波前时间T1为1.2μs，半峰值时间T2为50μs的光滑的雷电冲击电压全波。A.1.3试验电压峰值Up试验电压曲线的最大值。A.1.4波前时间T1视在参数，为试验电压曲线峰值的30%和90%（图A.1中点A和B）之间时间间隔T的1/0.6倍。A.1.5视在原点试验电压曲线中相对于A点超前0.3T1的瞬间，如图A.1所示。对于具有线性时间刻度的波形，它为通过波前部分的A、B两点所画直线与时间轴的交点。视在原点使用符号O1表示。A.1.6平均上升率由记录曲线极限值的30%和90%之间的全部数据点计算得到最佳拟合直线的斜率。单位为kV/μs。注：对于30%和90%处有噪声或振荡，数据点将被界定在起点为最后通过30%值的点，终点为第一个通过90%值的点。A.1.7半峰值时间T2视在参数，为从视在原点O1到试验电压曲线下降到试验电压值一半时刻之间的时A.1.8过冲冲击电压的峰值处因回路引起的阻尼振荡而导致的幅值的增加。JJF2028.2—2026BBATUt图A.1雷电冲击电压A.2雷电冲击截波电压的相关定义和参数计算A.2.1雷电冲击截波电压由破坏性放电导致的电压突然跌落至零的雷电冲击电压，跌落可以发生在波前、波峰或波尾，见图A.2。A.2.2标准雷电冲击截波电压截断时间为2μs~5μs被外部间隙截断的标准雷电冲击电压。A.2.3截断瞬时在电压跌落曲线上70%和10%点（C点和D点）连接的直线与电压跌落曲线的交A.2.4截断时间TC视在参数，为视在原点与截断瞬时的时间间隔（见图A.2）。A.2.5电压跌落的持续时间在电压跌落曲线上70%和10%点（C点和D点）之间的时间间隔的1.67倍（见A.2.6电压跌落的陡度截断瞬时电压值与电压跌落的持续时间之比。注：C和D两点仅是为了定义的目的，并不意味着截断的持续时间和陡度可以用传统的测量系统进行任意准确度的测量。JJF2028.2—2026CCUU0aT1TCDAB图A.2雷电冲击截波电压（波尾截断）T1—波前时间；TC—截断时间A.3操作冲击电压的相关定义和参数计算A.3.1操作冲击电压波前时间T1（按雷电冲击的计算）大于或等于20µs的冲击电压。A.3.2标准操作冲击电压峰值时间Tp为250μs，半峰值时间T2为2500μs的冲击电压，表示为250/2500μs冲击。A.3.3试验电压峰值Up记录曲线的最大值。A.3.4峰值时间Tp从实际原点到操作冲击电压的最大值时刻的时间间隔。A.3.5实际原点O记录曲线开始单调上升（或下降）的瞬间。A.3.6半峰值时间T2实际原点和电压第一次衰减到半峰值瞬间的时间间隔（见图A.3）。A.3.790%峰值以上的时间Td冲击电压超过最大值的90%的时间间隔（见图A.3）。JJF2028.2—2026t0OBA图A.3操作冲击电压Tp—峰值时间；T2—半峰值时间表A.1冲击电压波形参数及容差波形电压峰值时间参数波前时间T1/μs截断时间TC/μs峰值时间Tp/μs半峰值时间T2/μs标准雷电冲击电压试验电压曲线的最大值1.2（1±30%）————50（1±20%）标准雷电冲击截波电压试验电压曲线的最大值1.2（1±30%）2~5————标准操作冲击电压记录曲线的最大值————250（1±20%）2500（1±60%）JJF2028.2—2026附录B线性度校准示例本规范给出两种不同的线性度测量方法，下面介绍线性度的试验方法及数据处理方法。B.1与冲击电压发生器的充电电压比对采用与冲击电压发生器比对的方法测量发生器的线性度，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。记录被校测量系统--测量电压的平均值Ux、冲击电压发生器单级充电电压的平均值UC，公式（3）中的ηi表示为（B.1）平均值ηm为（B.2）其中，n为线性度试验中选取的电压点数。表B.1为被校测量系统线性度的测量数据，从表中可以得到使用与冲击电压发生器比对的方法测量线性度的计算结果。表B.1扩展范围的线性度测量数据序号-Ux/kV-UC/kViηmi-ηmηmR/%1100560.6016.5816.670.005250.6752150590.4016.650.0010531996119.8016.660.0004542503149.2016.780.00675B.2与冲击电场测量仪输出电压比对B.2.1试验方法使用冲击电场测量仪校准测量系统扩展电压范围内的线性度，试验步骤如下：a）将冲击电场测量仪置于距离被校冲击分压器均压环一定距离的空间电场中或者搭建的稍不均匀场中；b）使用标准电压测量系统在最大比较电压点标定冲击电场测量仪的输出电压，判断扩展电压范围内冲击电场测量仪输出电压是否在数据采集单元的最佳测量范围。数据采集单元的垂直分辨率为N，最佳测量范围为（6/N~1）×满刻度偏转值。例如数据采集单元的垂直分辨率为10Bit，最佳测量范围为（60%~100%）×满刻度偏转值。JJF2028.2—2026表B.2列出了不同量程的最佳测量范围示例。扩展电压范围内，如果电场测量仪的输出电压超过最佳测量范围需要远离均压环或者减小稍不均匀场；如果电场测量仪的输出电压小于最佳测量范围需要靠近均压环或者增大稍不均匀场。表B.2不同量程的最佳测量范围示例量程/V满刻度偏转值/V垂直分辨率/Bit最佳测量范围下限/V最佳测量范围上限/V1-0.5，+0.5-0.3，+0.3-0.5，+0.52-1.0，+1.0-0.6，+0.6-1，+15-2.5，+2.5-1.5，+1.5-2.5，+2.5-5.0，+5.0-3，+3-5，+5 c）在冲击电场测量仪线性度可忽略的条件下，在扩展电压范围内至少选取4个电压点，测量被校测量系统的输出电压和冲击电场测量仪的输出电压时，每个电压点重 复测量5次。记录被校测量系统测量电压的平均值Ux、冲击电场测量仪的输出电压平均值f，公式（3）中的ηi见公式（B.3平均值ηm见公式（B.2）。（B.3）表B.3为被校测量系统线性度的测量数据，从表中可以得到使用与冲击电场测量仪比对的方法测量线性度的计算结果。表B.3扩展范围的线性度测量数据序号-Ux/kV_uf/V_i-ηmηmR/%11000.541.50080.001500.00671.1421505.622.24940.0014940.002732002.762.97710.0014870.002342503.223.68720.0014730.0114B.2.2数据修正方法使用冲击电场测量仪校准测量系统扩展电压范围内的线性度，如电场测量仪自身的线性度不能忽略，校准结果需进行修正。B.2.2.1数据修正步骤修正步骤如下：a）实验室使用标准测量系统校准冲击电场测量仪自身线性度；b）使用最小二乘法对校准结果进行线性或多项式拟合，拟合误差不超过0.1%；c）将被校冲击测量系统线性度试验结果进行修正。B.2.2.2修正示例在实验室获取冲击电场测量仪器自身的线性度，电场测量仪数据采集单元的量程为1V、2V、5V、10V，采集单元垂直分辨率10Bit，此时冲击电场测量仪的最佳输JJF2028.2—2026出电压范围为-5V~-0.3V和0.3V~5V，表B.4为使用标准测量系统对冲击电场测量仪线性度的校准结果。表B.4冲击电场测量仪线性度校准结果序号输出电压uf/V比例系数变化y11.00.002621.50.001432.0-0.000642.5-0.001053.0-0.002564.0-0.003575.0-0.0055使用Excel或Origin软件对校准数据进行最小二乘法拟合，拟合公式见公式（B.4）。y=auf2+buf+c（B.4）其中y为比例系数的变化，uf为冲击电场测量仪的输出电压，a、b、c为拟合常数。计算得到a=0.0002，b=-0.0032，c=0.0055，计算最大的拟合误差为0.0006，满足要求。因此修正后冲击电场测量仪的输出电压见公式（B.5u′=uf[1-(auf2+buf+c)]（B.5）其中u′为修正后冲击电压测量仪的输出电压。从表B.3可以看出修正前1000kV~2500kV被校测量系统的线性度1.14%。使用表B.4的校准结果修正表B.3的线性度试验结果，表B.5为修正后测量系统线性度的测量结果，1000kV~2500kV被校测量系统的线性度为0.79%。表B.5修正后被校测量系统线性度校准结果序号测量系统示值/kVu/Vu′/Vi-ηmηmR/%11000.541.50081.49910.0014980.560.7921505.622.24942.25090.0014950.3432002.762.97712.98380.0014900.0142503.223.68723.70040.0014780.79JJF2028.2—2026附录C冲击电压测量系统校准结果测量不确定度评定示例被校测量系统技术参数：额定电压为3.6MV，标定电压范围为500kV~2500kV，测量电压类型为标准雷电冲击电压。标准冲击电压测量系统技术参数：额定电压为1000kV，峰值扩展不确定度为1%（k=2标准雷电全波时间参数扩展不确定度为2%（k=2工作温度范围15℃~35℃。校准方式：现场校准，校准环境温度35℃,相对湿度80%。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刻度因数、示值误差校准结果的不确定度评定C.2.1测量模型比较法校准被校测量系统刻度因数，测量模型可用公式（C.1）表示：Fx=FN（C.1）式中：Fx——被校测量系统的实测刻度因数；FN——被校测量系统标称刻度因数；U0——标准测量系统的测量电压，kV；Ux——被校测量系统的测量电压，kV。C.2.2标准不确定度来源测量系统刻度因数校准的不确定度来源包括：a）标准测量系统的相对标准不确定度urel（U0b）电压示值重复性引入的相对标准不确定度u1rel（Uxc）被校测量系统线性度引入的相对标准不确定度u2rel（Uxd）被校系统扩展电压范围内刻度因数线性度引入的相对标准不确定度u3rel（Uxe）被校测量系统环境温度影响引入的相对标准不确定度u4rel（Uxf）被校测量系统动态特性引入的相对标准不确定度u5rel（Uxg）干扰引入的相对标准不确定度u6rel（Ux各输入量测量不确定度之间不相关，不确定度传播可用公式（C.2）表示。ucrel(Fx)=uel(U0)+uel(Ux)ucrel(Fx)=uel(U0)+urel(Ux)+urel(Ux)+urel(Ux)+urel(Ux)+urel(Ux)+urel(Ux)JJF2028.2—202620式中：ucrel（Fx）——刻度因数相对合成标准不确定度。比较法校准被校测量系统电压峰值示值误差，测量模型可用公式（C.3）表示：各输入量测量不确定度之间不相关，不确定度传播可用公式（C.4）表示。式中：ucrel(γ)——电压峰值示值误差相对合成标准不确定度。从公式（C.3）、公式（C.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峰值电压相对示值不确定度。由于比较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，因此比较电压范围内的测量不确定度偏小，下面评定标定电压范围500kV~2500kV的测量不确定度。C.2.3标准不确定度的评定C.2.3.1标准测量系统的相对标准不确定度u1rel（U0）标准测量系统的测量范围的最高电压为1000kV，Urel=1%（k=2按B类方法进行评定：u1rel（U0）=5.0×10-3C.2.3.2电压重复性引入的相对标准不确定度u1rel（Ux）标准测量系统和被校测量系统在正负极性下500kV、1000kV四个电压点进行校准，其校准数据如表C.1所示。各个电压水平下的结果汇总如表C.2所示。根据表C.1和表C.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B类方法进行评定：表C.1500kV电压下的校准结果校准电压/kVV0/kVVx/kVFx刻度因数平均值Kx1标准偏差s（Fx1）500505.81507.693835.73839.66.9506.85509.153832.6507.27508.873837.9506.14508.543831.9508.21509.573839.7506.75508.123839.7JJF2028.2—202621表C.1（续）校准电压/kVV0/kVVx/kVFx刻度因数平均值Kx1标准偏差s（Fx1）500508.12507.603853.93839.66.9508.21508.733846.1506.85508.963834.0506.47507.183844.6表C.2各电压水平下校准结果校准电压数i电压水平/kVFxi实测刻度因数平均值Fx标准偏差s（Fx）15003839.63841.96.92-5003834.110.6310003849.27.54-10003844.78.3C.2.3.3测量系统线性度引入的相对标准不确定度u2rel（Ux）根据表C.2的校准结果，500kV、1000kV、-500kV、-1000kV下测量系统刻度因数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：C.2.3.4被校测量系统扩展电压范围内线性度引入的相对标准不确定度u3rel（Ux）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.3。表C.3扩展范围的线性度测量数据序号被校测量系统电压示值/kV发生器充电电压/kViηmi-ηmηmR/%1100560.6016.5816.670.005250.6752150590.4016.650.0010531996119.8016.660.0004542503149.2016.780.00675扩展范围的线性度不确定度：C.2.3.5被校测量系统环境温度影响引入的相对标准不确定度u4rel（Ux）5℃~35℃,校准环境温度35℃,工作温度偏差最大值为ΔT=30℃。所以最大温度变化引入的测量不确定度为JJF2028.2—202622C.2.3.6被校测量系统动态特性引入的相对标准不确定度u5rel（Ux）测量500kV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0.14%，按照均匀分布，动态特性引入的测量不确定度为表C.4动态特性试验结果校准电压/kV波形参数/μs刻度因数Fi-刻度因数平均值F动态特性D5000.80/553830.43837.20.18%1.25/603839.61.60/583841.7C.2.3.7干扰引入的相对标准不确定度u6rel（Ux）使用本规范7.2.5的方法测量的干扰比为0.38%，估计为均匀分布，干扰引入的测量不确定度为C.2.4不确定度一览表不确定度见表C.5。表C.5测量系统刻度因数校准的不确定度一览表不确定度不确定度来源评定方法分布类型相对标准不确定度(×10-3）urel（U0）标准器B正态5.0u1rel（Ux）刻度因数重复性A——0.9u2rel（Ux）被校测量系统线性度B均匀1.2u3rel（Ux）扩展电压范围的线性度B均匀3.8u4rel（Ux）被校测量系统环境温度影响B均匀3.5u5rel（Ux）动态特性的影响B均匀1.1u6rel（Ux）干扰的影响B均匀2.2C.2.5合成标准不确定度的计算根据表C.5的不确定度一览表，其相对合成标准不确定度为ucrel(Fx)=uel(U0)+urel(Ux)+urel(Ux)+urel(Ux)+urel(Ux)+urel(Ux)+urel(Ux)=7.8×10-3C.2.6扩展不确定度取包含因子k=2，则相对扩展不确定度为Urel(Fx)=k×ucrel≈1.6×10-2JJF2028.2—202623标定电压范围：500kV~2500kV，校准温度：35℃,被校测量系统刻度因数的校准结果表示为Fx=3842×（1±0.016包含因子k=2。C.3上升时间测量误差校准结果的不确定度评定C.3.1测量模型采用比较法校准测量系统上升时间测量误差，误差校准测量模型可用公式（C.5）表示：式中：ΔT1——波前时间测量误差；T1X——被校测量系统波前时间测量值，μs；T1N——标准测量系统波前时间测量值，μs。C.3.2标准不确定度来源a）标准测量系统的相对标准不确定度urel（T1Nb）测量重复性引入的相对标准不确定度u1rel（T1Xc）不同上升时间测量误差变化引入的相对标准不确定度u2rel（T1X由于各输入量之间不相关，故合成标准不确定度按公式（C.6）表示：式中：urel(ΔT1）——波前时间测量误差的相对标准不确定度。C.3.3标准不确定度的评定C.3.3.1标准测量系统引入的测量不确定度urel（T1N标准测量系统的相对扩展不确定度为2%，正态分布，包含因子k=2，按B类方法评定：urel（T1N）=2%/2=1%C.3.3.2测量重复性引入的测量不确定度u（T1X）比对校准获得500kV下被校测量系统的波前时间参数测量结果，见表C.6。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类方法评定：表C.6波前时间10次重复性校准结果校准电压点/kV测量次数i标准值T1N/μs被校示值T1Xi/μs示值误差ΔT1i/%示值误差平均值ΔT1/μs标准偏差s(ΔT1）100011.2511.20621.2511.271.531.2531.282.2JJF2028.2—202624表C.6（续）校准电压点/kV测量次数i标准值T1N/μs被校示值T1Xi/μs示值误差ΔT1i/%示值误差平均值ΔT1/μs标准偏差s(ΔT1）100041.2531.20651.2541.271.361.2541.260.571.2541.260.581.2541.282.191.2541.271.31.2541.271.3C.3.3.3不同上升时间测量误差变化引入的相对标准不确定度u2rel（T1X）根据表C.7的校准结果数据，动态特性引入的相对标准不确定度，估计为均匀分布，不同上升时间测量误差变化引入的相对标准不确定度为表C.7波前时间10次重复性校准结果校准电压点/kV时间参数示值误差ΔT1/%示值误差的平均值5000.84/501.51.267%1.2/501.31.56/501.0C.3.4不确定度一览表不确定度一览表见表C.8。表C.8波前时间测量误差校准的不确定度一览表不确定度不确定度来源评定方法分布类型相对标准不确定度urel（T1N）标准器B正态0.01u1rel（T1X）上升时间测量重复性A——0.0021u2rel（T1X）不同上升时间测量误差变化的影响B均匀0.0015C.3.5合成标准不确定度的计算相对合成标准不确定度根据公式（C.4）计算：ucrel(ΔT1)=uel(T1N)+urel(T1X)+urel(T1X)=0.011C.3.6扩展不确定度被校冲击电压测量系统时间参数的相对扩展不确定度为Urel(ΔT1）=k×ucrel(ΔT1）=2.2%，包含因子k=2被校测量系统波前时间校准结果表示为波前时间测量误差ΔT1=1.3%±2.2%，包含因子k=2。JJF2028.2—202625附录D校准原始记录格式D.1校准原始记录封面格式计量技术机构名称校准原始记录原始记录编号：××××—××××××计量器具名称 型号/规格 校准员：核验员：JJF2028.2—202626D.2校准原始记录内页格式（第2页）原始记录编号：××××—××××××送检计量器具信息额定电压刻度因数校准冲击波形最大允许误差比较电压范围扩展电压范围客户地址其他校准所依据的技术文件（代号、名称）校准环境条件及地点℃校准地点相对湿度%其他校准使用的主要标准器名称型号规格/出厂编号测量范围准确度等级/不确定度/