CN112649652A - 一种用于冲击电流量值的溯源方法及*** - Google Patents

一种用于冲击电流量值的溯源方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN112649652A
CN112649652A CN202011295538.1A CN202011295538A CN112649652A CN 112649652 A CN112649652 A CN 112649652A CN 202011295538 A CN202011295538 A CN 202011295538A CN 112649652 A CN112649652 A CN 112649652A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
tracing
standard
impact
scale factor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011295538.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112649652B (zh
Inventor
龙兆芝
刘少波
李文婷
范佳威
谢施君
周峰
雷民
刘毅
鲁非
涂琛
胡康敏
宗贤伟
耿志辉
李鹤
李明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Original Assignee
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI, Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd, Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd filed Critical China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority to CN202011295538.1A priority Critical patent/CN112649652B/zh
Publication of CN112649652A publication Critical patent/CN112649652A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112649652B publication Critical patent/CN112649652B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/04—Measuring peak values or amplitude or envelope of ac or of pulses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/146—Measuring arrangements for current not covered by other subgroups of G01R15/14, e.g. using current dividers, shunts, or measuring a voltage drop
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0046—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof characterised by a specific application or detail not covered by any other subgroup of G01R19/00
    • G01R19/0069—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof characterised by a specific application or detail not covered by any other subgroup of G01R19/00 measuring voltage or current standards
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
    • G01R35/007—Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden references"

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于冲击电流量值的溯源方法及***，属于大电流测量技术领域。本发明方法，包括：使用冲击电流标准测量***测量目标的冲击电流量值，所述冲击电流刻度因数量值为冲击电流标准测量***的冲击分流器刻度因数与冲击电流标准测量***的二次测量装置的刻度因数的乘积；确定电磁场干扰、环境条件和发热等对标准测量装置测量误差影响的量化评价方法，并通过大电流试验结果或理论计算其引入的测量不确定度分量后，将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，完成冲击电流刻度因数量值的溯源。本发明将冲击电流峰值和时间参数溯源至已有的国家标准量值，实现了冲击电流量值的溯源，并且操作简便及准确度高。

Description

一种用于冲击电流量值的溯源方法及***
技术领域
本发明涉及大电流测量技术领域，并且更具体地，涉及一种用于冲击电流量值的溯源方法及***。
背景技术
冲击电流测量与校准技术广泛应用于电力***防雷及在线监测设备的性能试验中，其测量准确性直接影响电力设备的防雷性能评价结果，关系到电力***的安全稳定运行。保证冲击电流测量***测量准确度的唯一方法为量值溯源，认可的测量装置需要定期与标准测量装置进行比对校准。由于缺乏成熟的冲击电流量值溯源方法和理论支撑，导致我国尚未建立冲击电流测量标准，无法有效开展量值传递工作。因此，亟需开展冲击电流溯源方法、标准装置及校准技术研究。
典型指数型冲击电流的曲线中，电流波形定义为波前时间T1、半峰值时间T2，一般表示成T1/T2型冲击电流波形，标准雷电冲击电流的时间参数为8/20μs。
由于冲击电流为暂态电流信号，具有短时性和覆盖频率范围宽的特点，相较于直流电流和工频电流，接地点、转换装置的连接方式、冲击电流发生器自身的电磁干扰、地电位抬升对测量仪器的影响、分析软件、测量仪器及其转换装置的性能、环境条件等都将影响测量***的测量水平。因此冲击电流的量值溯源异常艰难，如何对冲击电流测量装置的刻度因数和时间参数溯源至国家标准，从多种影响因素相互叠加的测量结果中，如何使用排除法将影响因素分离并进行合理的评估都困难重重，因此我国虽然从20世纪80年代就开始进行冲击电流测量技术的研究，不断探索如何改善冲击电流转换装置的性能，提高冲击电流的测量能力和水平，但依然迟迟未建立冲击电流标准测量装置，目前国际上各国计量院公布的校准能力中，具有冲击电流的峰值和时间参数校准能力的只有德国PTB试验室，该实验室建立了20kA(8/20μs)的冲击电流标准测量***，刻度因数测量不确定度为5×10-3(k＝2)，时间参数测量不确定度2×10-2(k＝2)。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种用于冲击电流量值的溯源方法，包括：
使用冲击电流标准测量***测量目标的冲击电流量值，所述冲击电流刻度因数量值为冲击电流标准测量***的冲击分流器刻度因数与冲击电流标准测量***的二次测量装置的刻度因数的乘积；
确定电磁场干扰、环境条件和发热等对标准测量装置测量误差影响的量化评价方法，并通过大电流试验结果或理论计算其引入的测量不确定度分量后，将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，完成冲击电流量值的溯源。
可选的，完成冲击电流量值的溯源后，获取溯源数据，根据溯源数据确定冲击电流量值的标准值以及测量不确定度区间。
可选的，将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，包括：
将冲击电流器的刻度因数及长期稳定性溯源至冲击电流标准波源，并将冲击电流标准波源的电流峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电感、电容国家标准量值；
将二次测量装置的刻度因数溯源至冲击电压标准波源，获取冲击电压标准波源的量值，并将冲击电压标准波源量值的电压峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电容国家标准量值；
所述电流峰值和刻度因数的测量不确定度评定结果一致。
可选的，时间参数量值的溯源，标准测量***使用冲击分流器和二次测量装置分开进行溯源。所述测量装置时间参数测量误差为冲击电流标准测量***的冲击分流器高频响应特性引入的测量误差与冲击电流标准测量***的二次测量装置时间参数测量误差的和；
所述冲击分流器引入的时间参数测量误差，表现为高频响应特性对时间参数的影响，可通过电流方波源溯源，电流方波源的响应特性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准；所述高频响应特性引入的时间参数测量误差的确定，包括，测量冲击分流器阶跃响应，同时计算归一化阶跃波响应波形与被测波形的卷积，根据卷积结果与被测波形的偏差获取时间参数测量误差，通过时间参数测量误差确定分流器高频特性对时间参数的影响；
所述二次测量装置的上升时间和时基非线性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准，冲击时间参数测量误差溯源至冲击电压标准波源。
可选的，影响因素的量化评估方法，包括：线性度、邻近回路电流影响、环境温度影响和短时稳定性试验。
可选的，方法还包括：溯源过程开始前，测量冲击电流标准测量***的干扰电平，确定干扰电平小于1％后，对冲击电流量值进行溯源。
可选的，测量冲击分流器的阶跃响应使用的电流方波源进行测量，所述电流方波源的上升时间小于5ns，测量获取的阶跃响应时间为分流器、测量仪器和方波源的上升时间的平方和。
可选的，冲击电流器的幅值特性等效为低通滤波器的幅频特性。
本发明还提出了一种用于冲击电流量值的溯源***，包括：
测量单元，使用冲击电流标准测量***测量目标的冲击电流量值，所述冲击电流刻度因数量值为冲击电流标准测量***的冲击分流器刻度因数与冲击电流标准测量***的二次测量装置的刻度因数的乘积；
溯源单元，确定电磁场干扰、环境条件和发热等对标准测量装置测量误差影响的量化评价方法，并通过大电流试验结果或理论计算其引入的测量不确定度分量后，将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，完成冲击电流量值的溯源。
可选的，完成冲击电流量值的溯源后，获取溯源数据，根据溯源数据确定冲击电流量值的标准值以及测量不确定度区间。
可选的，将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，包括：
将冲击电流器的刻度因数及长期稳定性溯源至冲击电流标准波源，并将冲击电流标准波源的电流峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电感、电容国家标准量值；
将二次测量装置的刻度因数溯源至冲击电压标准波源，获取冲击电压标准波源的量值，并将冲击电压标准波源量值的电压峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电容国家标准量值；
所述电流峰值和刻度因数的测量不确定度评定结果一致。
可选的，时间参数量值的溯源，标准测量***使用冲击分流器和二次测量装置分开进行溯源。所述测量装置时间参数测量误差为冲击电流标准测量***的冲击分流器高频响应特性引入的测量误差与冲击电流标准测量***的二次测量装置时间参数测量误差的和；
所述冲击分流器引入的时间参数测量误差，表现为高频响应特性对时间参数的影响，可通过电流方波源溯源，电流方波源的响应特性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准；所述高频响应特性引入的时间参数测量误差的确定，包括，测量冲击分流器阶跃响应，同时计算归一化阶跃波响应波形与被测波形的卷积，根据卷积结果与被测波形的偏差获取时间参数测量误差，通过时间参数测量误差确定分流器高频特性对时间参数的影响；
所述二次测量装置的上升时间和时基非线性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准，冲击时间参数测量误差溯源至冲击电压标准波源。
可选的，影响因素的量化评估方法，包括：线性度、邻近回路电流影响、环境温度影响和短时稳定性试验等试验。
可选的，***还包括：预处理单元，用于溯源过程开始前，测量冲击电流标准测量***的干扰电平，确定干扰电平小于1％后，对冲击电流量值进行溯源。
可选的，测量冲击分流器的阶跃响应使用的电流方波源进行测量，所述电流方波源的上升时间小于5ns，测量获取的阶跃响应时间为分流器、测量仪器和方波源的上升时间的平方和。
可选的，冲击电流器的幅值特性等效为低通滤波器的幅频特性。
本发明将冲击电流峰值和时间参数溯源至已有的国家标准量值，实现了冲击电流量值的溯源，并且操作简便及准确度高。
附图说明
图1为本发明一种用于冲击电流量值的溯源方法流程图；
图2为本发明一种用于冲击电流量值的溯源***结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种用于冲击电流量值的溯源方法，如图1所示，包括：
使用冲击电流标准测量***测量目标的冲击电流量值，所述冲击电流刻度因数量值为冲击电流标准测量***的冲击分流器刻度因数与冲击电流标准测量***的二次测量装置的刻度因数的乘积；
确定电磁场干扰、环境条件和发热等对标准测量装置测量误差影响的量化评价方法，并通过大电流试验结果或理论计算其引入的测量不确定度分量后，将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，完成冲击电流量值的溯源。
其中，完成冲击电流量值的溯源后，获取溯源数据，根据溯源数据确定冲击电流量值的标准值及其测量不确定度区间。
将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，包括：
将冲击电流器的电阻值及长期稳定性溯源至冲击电流标准波源，并将冲击电流标准波源的电流峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电感、电容国家标准量值；
将二次测量装置的刻度因数溯源至冲击电压标准波源，获取冲击电压标准波源的量值，并将冲击电压标准波源量值的电压峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电容国家标准量值；
电流峰值和刻度因数的测量不确定度评定结果一致。
时间参数量值的溯源，标准测量***使用冲击分流器和二次测量装置分开进行溯源。所述测量装置时间参数测量误差为冲击电流标准测量***的冲击分流器高频响应特性引入的测量误差与冲击电流标准测量***的二次测量装置时间参数测量误差的和；
所述冲击分流器引入的时间参数测量误差，表现为高频响应特性对时间参数的影响，可通过电流方波源溯源，电流方波源的响应特性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准；高频响应特性引入的时间参数测量误差的确定，包括，测量冲击分流器阶跃响应，同时计算归一化阶跃波响应波形与被测波形的卷积，根据卷积结果与被测波形的偏差获取时间参数测量误差，通过时间参数测量误差确定分流器高频特性对时间参数的影响。
二次测量装置的上升时间和时基非线性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准，冲击时间参数测量误差溯源至冲击电压标准波源；
影响因素的量化评价方法，包括：线性度、邻近回路电流影响、环境温度影响和短时稳定性试验等等；
其中，溯源过程开始前，测量冲击电流标准测量***的干扰电平，确定干扰电平小于1％后，对冲击电流量值进行溯源。
测量冲击分流器的阶跃响应使用的电流方波源进行测量，所述电流方波源的上升时间小于5ns，测量获取的阶跃响应时间为分流器、测量仪器和方波源的上升时间的平方和。
冲击电流器的幅值特性等效为低通滤波器的幅频特性。
下面结合实施例对本发明进行进一步说明：
包括：
冲击电流标准测量***包括冲击分流器以及二次测量装置，由于整套测量***的刻度因数为冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数的乘积，因此可分开进行量值溯源。
分流器的刻度因数以及长期稳定性溯源至冲击电流标准波源。
二次测量装置的冲击刻度因数溯源至冲击电压标准波源，冲击电压标准波源的量值可溯源至国家电阻、电容标准以及直流电压国家标准。
二次测量装置的上升时间、时基非线性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准，冲击时间参数测量误差溯源至冲击电压标准波源。
阶跃响应可用于评价分流器高频特性对时间参数的影响，测量分流器阶跃响应，并计算归一化阶跃波响应波形与被测波形的卷积，时间参数测量误差根据卷积结果与被测波形的偏差计算得到。
分流器的线性度可由材料温升计算，也可由等效温升法或比对方法测量。
短时稳定性、邻近回路电流影响、环境条件等试验结果引入的测量不确定度分量可由试验测量结果进行计算。
整套测量装置在溯源前需测量干扰电平，要求干扰电平小于1％，保证测量装置与实验室具有良好的抗干扰能力。
根据测量波形的不同分流器分为双股对折式分流器、同轴分流器以及盘式分流器。
溯源所使用的电流方波源的上升时间小于5ns，实际测量结果为分流器和方波源的上升时间的平方和，由此可计算分流器的实际响应时间。
分流器的幅频特性等效为低通滤波器。
冲击电流标准波源可输出峰值准确，波形参数为(8/20)μs、(4/10)μs的雷电冲击电流以及波形参数为(10/350)μs操作冲击电流，其波形参数可直接通过回路元件参数计算得到。
二次测量装置包括衰减器、数据采集单元以及测量分析软件，电流装置的输出电压一般不大于200V，因此可使用10/1或20/1的衰减器，数据采集单元满足IEC61083-1-2005的要求，测量分析软件需通过IEC61083-2-2010的验证。
溯源用冲击电压标准波源可输出峰值准确，波形参数为(0.84/60)μs、(1.56/60)μs的雷电全波以及波形参数为(20/4000)μs、(250/2500)μs操作全波。对于测量标准雷电流波形(8/20)可使用雷电全波标准波源校准，对于测量操作性冲击电流波形(如10/350)可使用操作全波标准波源进行校准。
等效温升法是测量分流器线性度的方法之一，让分流器承受一定时间的稳态直流电流，电流能量与分流器承受单次冲击电流波形时一致，多次施加直流电流，并测量分流器电阻值的变化。
分流器的线性度还可以通过与刚性罗氏线圈比对的方法测量得到。
分流器的线性度还可以通过电阻材料的温度系数和温升进行估算。
以额定电流50kA，测量波形为8/20μs标准雷电流的冲击电流标准测量装置为例描述具体的实施方案。溯源的具体方案是利用不间断的不确定度的链条将量值溯源至国家标准量值。
冲击电流峰值溯源：根据本发明的方法50kA下冲击电流标准测量装置量值溯源方法：分流器和二次测量装置分开进行测量不确定度评定，分流器的刻度因数由冲击电流标准波源校准，如表1所示，N1为分流器刻度因数，N2为二次测量装置刻度因数，小电流下测量分流器的冲击刻度因数、阶跃波响应及长期稳定性，大电流下进行线性度、短时稳定性、邻近回路电流影响试验，根据试验结果计算不确定度分量，环境温度的影响可根据分流器电阻材料的温度系数进行估算。二次测量装置溯源至冲击电压标准波源，试验过程中测量线性度、短时稳定性和长时稳定性。测量结果显示，分流器冲击刻度因数为1032，标准合成不确定度为1.8×10-3，扩展不确定度为3.6×10-3，整套测量装置的冲击刻度因数结果为：1032(1±0.36％)(k＝2)。
表1
Figure BDA0002785299530000091
合成标准不确定度，如下：
Figure BDA0002785299530000092
扩展不确定度，95％的置信概率，k＝2；Urel＝uc×k＝3.6×10-3
时间参数的测量不确定度评定表如表2所示，时间参数的测量不确定度影响因素包括分流器的阶跃响应、二次测量装置的时间参数可溯源至冲击电压标准波源，影响因素包括标准源、重复性、不同波前时间(半峰值时间)测量误差的偏差以及计算软件。T1的测量误差为0.01μs，扩展不确定度为0.8％(k＝2)，T2的测量误差为0.2μs，扩展不确定度为0.6％(k＝2)。
表2
Figure BDA0002785299530000093
Figure BDA0002785299530000101
本发明还提出了一种用于冲击电流量值的溯源***200，如图2所示，包括：
测量单元201，使用冲击电流标准测量***测量目标的冲击电流量值，所述冲击电流刻度因数量值为冲击电流标准测量***的冲击分流器刻度因数与冲击电流标准测量***的二次测量装置的刻度因数的乘积；
溯源单元202，确定电磁场干扰、环境条件和发热等对标准测量装置测量误差影响的量化评价方法，并通过大电流试验结果或理论计算其引入的测量不确定度分量后，将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，完成冲击电流量值的溯源；
预处理单元203，用于溯源过程开始前，测量冲击电流标准测量***的干扰电平，确定干扰电平小于1％后，对冲击电流量值进行溯源。
其中，完成冲击电流量值的溯源后，获取溯源数据，根据溯源数据确定冲击电流量值的标准值及其测量不确定度区间。
将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，包括：
将冲击电流器的刻度因数及长期稳定性溯源至冲击电流标准波源，并将冲击电流标准波源的电流峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电感、电容国家标准量值；
将二次测量装置的刻度因数溯源至冲击电压标准波源，获取冲击电压标准波源的量值，并将冲击电压标准波源量值的电压峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电容国家标准量值；
电流峰值和刻度因数的测量不确定度评定结果一致。
时间参数量值的溯源，标准测量***使用冲击分流器和二次测量装置分开进行溯源。所述测量装置时间参数测量误差为冲击电流标准测量***的冲击分流器高频响应特性引入的测量误差与冲击电流标准测量***的二次测量装置时间参数测量误差的和；
所述冲击分流器引入的时间参数测量误差，表现为高频响应特性对时间参数的影响，可通过电流方波源溯源，电流方波源的响应特性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准；高频响应特性引入的时间参数测量误差的确定，包括，测量冲击分流器阶跃响应，同时计算归一化阶跃波响应波形与被测波形的卷积，根据卷积结果与被测波形的偏差获取时间参数测量误差，通过时间参数测量误差确定分流器高频特性对时间参数的影响。
二次测量装置的上升时间和时基非线性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准，冲击时间参数测量误差溯源至冲击电压标准波源；
影响因素的量化评价方法，包括：线性度、邻近回路电流影响、环境温度影响和短时稳定性试验；
测量冲击分流器的阶跃响应使用的电流方波源进行测量，所述电流方波源的上升时间小于5ns，测量获取的阶跃响应时间为分流器、测量仪器和方波源的上升时间的平方和。
冲击电流器的幅值特性等效为低通滤波器的幅频特性。
本发明将冲击电流峰值和时间参数溯源至已有的国家标准量值，实现了冲击电流量值的溯源，并且操作简便及准确度高。
冲击电流波形为暂态大电流信号，其特征参数相较稳态直流或交流电流信号不同，包括冲击电流峰值以及时间参数，频率覆盖范围大，溯源难度大，本发明将冲击电流峰值和时间参数溯源至已有的国家标准量值，实现了冲击电流量值的溯源。
基于分流器的冲击电流测量装置包括分流器以及二次测量装置，被测大冲击电流信号先通过分流器变换为电压信号，顺序进入二次测量装置进行电压的二次变换与采集，因此被测电流信号而言，两个过程相对独立，整套测量装置的刻度因数为分流器刻度因数与二次测量装置刻度因数的乘积，可将分流器和二次测量装置分开进行刻度因数的溯源，该方法使得溯源方法更加具有操作性。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种用于冲击电流量值的溯源方法，所述方法包括：
使用冲击电流标准测量***测量目标的冲击电流量值，所述冲击电流刻度因数量值为冲击电流标准测量***的冲击分流器刻度因数与冲击电流标准测量***的二次测量装置的刻度因数的乘积；
确定电磁场干扰、环境条件和发热等对标准测量装置测量误差影响的量化评价方法，并通过大电流试验结果或理论计算其引入的测量不确定度分量后，将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，完成冲击电流量值的溯源。
2.根据权利要求1所述的方法，所述完成冲击电流量值的溯源后，获取溯源数据，根据溯源数据确定冲击电流量值的标准值及其测量不确定度区间。
3.根据权利要求1所述的方法，所述将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，包括：
将冲击电流器的刻度因数及长期稳定性溯源至冲击电流标准波源，并将冲击电流标准波源的电流峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电感、电容国家标准量值；
将二次测量装置的刻度因数溯源至冲击电压标准波源，获取冲击电压标准波源的量值，并将冲击电压标准波源量值的电压峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电容国家标准量值；
所述电流峰值和刻度因数的测量不确定度评定结果一致。
4.根据权利要求2所述的方法，所述时间参数量值的溯源，标准测量***使用冲击分流器和二次测量装置分开进行溯源。所述测量装置时间参数测量误差为冲击电流标准测量***的冲击分流器高频响应特性引入的测量误差与冲击电流标准测量***的二次测量装置时间参数测量误差的和；
所述冲击分流器引入的时间参数测量误差，表现为高频响应特性对时间参数的影响，可通过电流方波源溯源，电流方波源的响应特性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准；
所述高频响应特性引入的时间参数测量误差的确定，包括，测量冲击分流器阶跃响应，同时计算归一化阶跃波响应波形与被测波形的卷积，根据卷积结果与被测波形的偏差获取时间参数测量误差，通过时间参数测量误差确定分流器高频特性对时间参数的影响；
所述二次测量装置的上升时间和时基非线性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准，冲击时间参数测量误差溯源至冲击电压标准波源。
5.根据权利要求1所述的方法，所述影响因素的量化评估方法，包括：线性度、邻近回路电流影响、环境温度影响和短时稳定性试验。
6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：溯源过程开始前，测量冲击电流标准测量***的干扰电平，确定干扰电平小于1％后，对冲击电流量值进行溯源。
7.根据权利要求4所述的方法，所述测量冲击分流器的阶跃响应使用的电流方波源进行测量，所述电流方波源的上升时间小于5ns，测量获取的阶跃响应时间为分流器、测量仪器和方波源的上升时间的平方和。
8.根据权利要求1所述的方法，所述冲击电流器的幅值特性等效为低通滤波器的幅频特性。
9.一种用于冲击电流量值的溯源***，所述***包括：
测量单元，使用冲击电流标准测量***测量目标的冲击电流量值，所述冲击电流刻度因数量值为冲击电流标准测量***的冲击分流器刻度因数与冲击电流标准测量***的二次测量装置的刻度因数的乘积；
溯源单元，确定电磁场干扰、环境条件和发热等对标准测量装置测量误差影响的量化评价方法，并通过大电流试验结果或理论计算其引入的测量不确定度分量后，将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，完成冲击电流量值的溯源。
10.根据权利要求9所述的***，所述完成冲击电流量值的溯源后，获取溯源数据，根据溯源数据确定冲击电流量值的标准值及测量不确定度区间。
11.根据权利要求9所述的***，所述将冲击分流器刻度因数与二次测量装置的刻度因数分别溯源至国家标准，包括：
将冲击电流器的刻度因数及长期稳定性溯源至冲击电流标准波源，并将冲击电流标准波源的电流峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电感、电容国家标准量值；
将二次测量装置的刻度因数溯源至冲击电压标准波源，获取冲击电压标准波源的量值，并将冲击电压标准波源量值的电压峰值和时间参数量值溯源至直流电压国家标准和电阻、电容国家标准量值；
所述电流峰值和刻度因数的测量不确定度评定结果一致。
12.根据权利要求9所述的***，所述时间参数量值的溯源，标准测量***使用冲击分流器和二次测量装置分开进行溯源。所述测量装置时间参数测量误差为冲击电流标准测量***的冲击分流器高频响应特性引入的测量误差与冲击电流标准测量***的二次测量装置时间参数测量误差的和；
所述冲击分流器引入的时间参数测量误差，表现为高频响应特性对时间参数的影响，可通过电流方波源溯源，电流方波源的响应特性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准；
所述高频响应特性引入的时间参数测量误差的确定，包括，测量冲击分流器阶跃响应，同时计算归一化阶跃波响应波形与被测波形的卷积，根据卷积结果与被测波形的偏差获取时间参数测量误差，通过时间参数测量误差确定分流器高频特性对时间参数的影响；
所述二次测量装置的上升时间和时基非线性通过示波器校准仪溯源至国家时间标准，冲击时间参数测量误差溯源至冲击电压标准波源。
13.根据权利要求9所述的***，所述影响因素的量化评估方法，包括：线性度、邻近回路电流影响、环境温度影响和短时稳定性试验。
14.根据权利要求9所述的***，所述***还包括：预处理单元，用于溯源过程开始前，测量冲击电流标准测量***的干扰电平，确定干扰电平小于1％后，对冲击电流量值进行溯源。
15.根据权利要求9所述的***，所述测量冲击分流器的阶跃响应使用的电流方波源进行测量，所述电流方波源的上升时间小于5ns，测量获取的阶跃响应时间为分流器、测量仪器和方波源的上升时间的平方和。
16.根据权利要求9所述的***，所述冲击电流器的幅值特性等效为低通滤波器的幅频特性。
CN202011295538.1A 2020-11-18 2020-11-18 一种用于冲击电流量值的溯源方法及*** Active CN112649652B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011295538.1A CN112649652B (zh) 2020-11-18 2020-11-18 一种用于冲击电流量值的溯源方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011295538.1A CN112649652B (zh) 2020-11-18 2020-11-18 一种用于冲击电流量值的溯源方法及***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112649652A true CN112649652A (zh) 2021-04-13
CN112649652B CN112649652B (zh) 2023-10-03

Family

ID=75349276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011295538.1A Active CN112649652B (zh) 2020-11-18 2020-11-18 一种用于冲击电流量值的溯源方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112649652B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113325352A (zh) * 2021-04-25 2021-08-31 中国电力科学研究院有限公司 一种针对暂态电流测量用传感器的校准方法及***
CN117590057A (zh) * 2024-01-17 2024-02-23 中国电力科学研究院有限公司 一种冲击电压峰值及时间参数全量程溯源实现方法及装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050134370A1 (en) * 2003-12-22 2005-06-23 Kelly Christopher P. Method of self-calibration of pulse rise and fall times
CN102998645A (zh) * 2012-11-29 2013-03-27 中国电力科学研究院 高压冲击电压量值溯源用冲击电压标准波源及其使用方法
CN203133260U (zh) * 2012-11-29 2013-08-14 中国电力科学研究院 高压冲击电压量值溯源用冲击电压标准波源
CN104237831A (zh) * 2014-10-13 2014-12-24 国家电网公司 一种避雷器计数器测试仪校准装置
CN205374569U (zh) * 2015-12-22 2016-07-06 海南电力技术研究院 冲击电流测试装置
GB201710299D0 (en) * 2016-07-27 2017-08-09 Dongguan Guang An Electrical Testing Centre Co Ltd Early entry
CN107102182A (zh) * 2017-05-25 2017-08-29 中国电力科学研究院 用于量值溯源的集中式冲击电压标准波形发生方法及***
CN107479016A (zh) * 2017-06-23 2017-12-15 中国电力科学研究院 一种柔性直流电网直流高速测量装置性能检测方法及***
CN110275125A (zh) * 2019-06-18 2019-09-24 中国电力科学研究院有限公司 一种校准冲击电流测量装置动态特性的***和方法
CN111025211A (zh) * 2019-11-27 2020-04-17 中国电力科学研究院有限公司 一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法及***

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050134370A1 (en) * 2003-12-22 2005-06-23 Kelly Christopher P. Method of self-calibration of pulse rise and fall times
CN102998645A (zh) * 2012-11-29 2013-03-27 中国电力科学研究院 高压冲击电压量值溯源用冲击电压标准波源及其使用方法
CN203133260U (zh) * 2012-11-29 2013-08-14 中国电力科学研究院 高压冲击电压量值溯源用冲击电压标准波源
CN104237831A (zh) * 2014-10-13 2014-12-24 国家电网公司 一种避雷器计数器测试仪校准装置
CN205374569U (zh) * 2015-12-22 2016-07-06 海南电力技术研究院 冲击电流测试装置
GB201710299D0 (en) * 2016-07-27 2017-08-09 Dongguan Guang An Electrical Testing Centre Co Ltd Early entry
CN107102182A (zh) * 2017-05-25 2017-08-29 中国电力科学研究院 用于量值溯源的集中式冲击电压标准波形发生方法及***
CN107479016A (zh) * 2017-06-23 2017-12-15 中国电力科学研究院 一种柔性直流电网直流高速测量装置性能检测方法及***
CN110275125A (zh) * 2019-06-18 2019-09-24 中国电力科学研究院有限公司 一种校准冲击电流测量装置动态特性的***和方法
CN111025211A (zh) * 2019-11-27 2020-04-17 中国电力科学研究院有限公司 一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法及***

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
侯永辉;王赛爽;贾红斌;李岚;孙军涛;: "冲击电流测量***校准方法的研究和应用", 计量与测试技术, vol. 45, no. 01, pages 66 - 68 *
李文婷;刘少波;龙兆芝;肖凯;宗贤伟;: "可溯源冲击电压校准器特性研究", 中国测试, no. 01 *
梁捷: "冲击电流试验装置的校准方法研究", 云 南 电 力 技 术, vol. 46, no. 5 *
龙兆芝等: "建立100 kA冲击电流标准测量***", 高压电器, vol. 57, no. 11 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113325352A (zh) * 2021-04-25 2021-08-31 中国电力科学研究院有限公司 一种针对暂态电流测量用传感器的校准方法及***
CN113325352B (zh) * 2021-04-25 2024-02-23 中国电力科学研究院有限公司 一种针对暂态电流测量用传感器的校准方法及***
CN117590057A (zh) * 2024-01-17 2024-02-23 中国电力科学研究院有限公司 一种冲击电压峰值及时间参数全量程溯源实现方法及装置
CN117590057B (zh) * 2024-01-17 2024-04-02 中国电力科学研究院有限公司 一种冲击电压峰值及时间参数全量程溯源实现方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112649652B (zh) 2023-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111025211B (zh) 一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法及***
CN112649652B (zh) 一种用于冲击电流量值的溯源方法及***
CN113721071A (zh) 一种测量非介入式对地电压的***和方法
CN112557732B (zh) 基于感应线圈的冲击电流测量装置的量值溯源方法及***
CN205656293U (zh) 示波器探头校准装置
CN113325352B (zh) 一种针对暂态电流测量用传感器的校准方法及***
CN112526433A (zh) 基于定时电压测量法的防雷元件测试仪校准方法
CN112345992A (zh) 一种脉冲电流法局部放电复合参量的校准方法及***
Isaiev et al. Metrological characterisation of current transformers calibration unit for accurate measurement
CN204129201U (zh) 一种高压电能计量设备误差检测装置
CN215678646U (zh) Pwm电路的测试***
CN105510855A (zh) 一种低压断路器动作特性试验台校准方法
CN202886580U (zh) 一种综合性多参数电测仪表的自动化调校***
CN112379320A (zh) 一种基于固定电压计时法的防雷元件测试仪校准方法
CN110907879B (zh) 一种匝间耐压测试仪的校准方法
CN204925379U (zh) 一种数字化电能表脉冲信号的综合测试***
CN110118630B (zh) 一种磁控真空计校准判断方法
CN201654215U (zh) 氧化锌避雷器测试仪校验装置
CN113884739B (zh) 一种宽频电压分压器装置及刻度因数标定方法
WO2020119348A1 (zh) 冲击电压标准波发生装置及其使用方法
CN105093165B (zh) 一种数字化电能表脉冲信号的综合测试方法
Isaiev et al. Precise low-cost method for checking accuracy of current transformers calibration unit
Havunen et al. Design and Verification of a Calculable Composite Voltage Calibrator
Giordano et al. Improvement of Agilent 3458A performances in wideband complex transfer function measurement
CN213023536U (zh) 一种提高测试精度的容量测试仪校准装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant