CN111025211A - 一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法及系统，立足对宽频标准测量装置自身的频率特性的要求，选取频率的下限和上限波形进行溯源，大大降低了溯源难度；宽频电压标准测量装置包括：宽频电压分压器和二次测量装置，电压信号先通过宽频分压器进行电压变换，顺序进入测量装置进行电压的二次变换与采集，两个过程相对独立，测量装置的电压刻度因数为电压分压器与二次测量装置的电压刻度因数的乘积，将分压器和二次测量装置分开进行电压刻度因数的溯源，该方法使得溯源方法更加具有操作性；由于冲击波形非重复频率波形，其频率成分非常复杂，因此幅频特性更适用于重复频率的交流电流的溯源，而对于冲击电压来说评价其动态特性更加合理。

Description

一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法及系统

技术领域

本发明涉及高电压测量技术领域，并且更具体地，涉及一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法及系统。

背景技术

电网故障过程中的暂态电压是揭示故障真实原因的关键证据，也是合理设计绝缘配置的主要依据。敞开式变电站/换流站中的暂态过电压种类很多，有上升时间为μs级的雷电过电压、数百μs的操作过电压、ms级的工频过电压。当电力系统输变电设备或附近物体遭受雷击时，雷电过电压会直接或通过感应侵入电力系统；当电力系统中断路器和隔离开关操作，或者出现故障时，在电力系统中出现各种操作过电压；当电力系统参数配置不当或符合某些条件时，系统可能出现谐振过电压。这些过电压不仅威胁着高电压设备的绝缘安全，也会由于过电压向二次设备传播，引发电力系统二次设备故障。对电力系统中暂态过电压进行监测和记录，不仅有利于电力设备绝缘配合，对保障电力设备的安全可靠运行有着极其重要的意义，也对过电压的抑制和防护有积极的作用。过电压的产生、测量以及对电气设备绝缘的影响，已经成为国际高压领域不得不关心的课题，如何准确、快速、安全地测量暂态电压对了解和抑制暂态电压的危害有着至关重要的作用，成为目前电力系统中的一个重要问题。近年来电网公司、高等院校等研究单位针对变电站/换流站的暂态电压检测和监视记录开展了大量的研究，开发了各种基于不同原理的暂态电压监测系统，并在电力系统中开展了试用。目前存在的主要问题无法评价检测系统的测量准确性，不能进行量值溯源，缺乏成熟的量值溯源方法和理论支撑，缺乏相关的国际及国内标准，无法有效的开展量值传递工作。

在电力系统中出现的过电压一般为工频电压上叠加暂态电压，根据敞开式变电站实测暂态电压波形，其暂态电压上升时间大于1μs，因此暂态电压的波形范围从工频电压覆盖至雷电冲击电压。在实验室模拟暂态电压的有效方法为搭建工频电压叠加冲击电压的试验平台，如图1所示，冲击电压和工频电压同时施加在试品和测量用阻容分压器之上，从图中可以看出冲击电压发生器和试品之间存在隔离球隙，防止工频电压施加到冲击电压发生器上，保护电阻和工频电压发生器组成分压系统，防止施加在工频电压上的冲击电压过高，损坏电源设备。工频电压叠加冲击电压波形如图2所示。

发明内容

本发明提出一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法及系统，以解决如何实现测量宽频电压标准测量装置的量值溯源的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法，所述宽频电压标准测量装置包括：宽频电压分压器和二次测量装置，所述方法包括：

分别根据获取的工频电压下宽频电压分压器和二次测量装置的工频电压刻度因数，确定所述宽频分压器的第一合成标准不确定度和所述二次测量装置的第二合成标准不确定度；其中，宽频电压分压器的工频电压刻度因数溯源至工频电压国家标准，二次测量装置的工频电压刻度因数通过交流电压标准源溯源至工频电压国家标准；

根据所述第一合成标准不确定度和第二合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在工频电压下的测量不确定度；

用工频电压刻度因数表示宽频分压器的冲击刻度因数并考虑分压器的动态特性的影响，二次测量装置的冲击电压刻度因数由冲击电压标准波源校准得到，确定所述宽频分压器的第三合成标准不确定度和所述二次测量装置的第四合成标准不确定度；其中，冲击电压标准波源的量值溯源至国家电阻、电容标准以及直流电压国家标准；宽频分压器动态特性引入的不确定度分量由阶跃响应结果进行评价；

根据所述第三合成标准不确定度和第四合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在冲击电压下的测量不确定度；

根据工频电压和冲击电压下的测量不确定度，确定所述宽频电压标准测量装置的电压刻度因数测量不确定度，实现所述宽频电压标准测量装置的量值溯源至国家标准。

优选地，其中所述方法还包括：

在溯源前对所述宽频电压标准测量装置进行干扰电平测量，确定所述宽频电压标准测量装置的干扰电平小于预设干扰电平阈值。

优选地，其中宽频电压分压器的工频电压量值溯源通过与工频电压标准装置(标准电压互感器和感应分压器)进行比对实现，标准器输出和宽频分压器输出信号使用互感器校验仪测量。

优选地，其中所述方法还包括：

根据雷电冲击电压测量装置特性要求，测量高压下影响冲击电压测量准确度的影响因素引入的不确定度分量，以确定合成标准不确定度分量；其中，所述影响因素包括：线性度、短时稳定性、长期稳定性、邻近效应和环境条件。

优选地，其中所述方法还包括：

利用动态特性评价宽频电压分压器的频率特性，测量宽频分压器的阶跃响应，并计算阶跃波响应波形与被测波形的卷积结果，动态特性引入的测量不确定度由卷积结果与被测波形的偏差计算得到；溯源使用的电压方波源的上升时间小于预设上升时间阈值。

根据本发明的另一个方面，提供了一种宽频电压标准测量装置的量值溯源系统，所述宽频电压标准测量装置包括：宽频电压分压器和二次测量装置，所述量值溯源系统包括：

工频电压下高低压合成标准不确定度确定单元，根据宽频电压分压器和二次测量装置的工频电压刻度因数校准数据计算得到高压下分量的测量不确定度，并根据分量的测量不确定度确定所述宽频分压器的第一合成标准不确定度和所述二次测量装置的第二合成标准不确定度；其中，宽频电压分压器的工频电压刻度因数溯源至工频电压国家标准，二次测量装置的工频电压刻度因数溯源通过交流电压标准源溯源至工频电压国家标准；其中，所述分量包括：标准器自身测量水平、线性度、重复性、短期稳定性、长期稳定性和环境条件；

工频电压下的测量不确定度确定单元，用于根据所述第一合成标准不确定度和第二合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在工频电压下的测量不确定度；

冲击电压下的合成标准不确定度确定单元，用于用工频电压刻度因数表示宽频分压器的冲击刻度因数并考虑分压器的动态特性的影响，二次测量装置的冲击电压刻度因数由冲击电压标准波源校准得到，确定所述宽频分压器的第三合成标准不确定度和所述二次测量装置的第四合成标准不确定度；其中，冲击电压标准波源的量值溯源至国家电阻、电容标准以及直流电压国家标准；宽频分压器动态特性引入的不确定度分量由阶跃响应结果进行评价；

冲击电压下的测量不确定度确定单元，用于根据所述第三合成标准不确定度和第四合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在冲击电压下的测量不确定度；

装置的电压刻度因数测量不确定度确定单元，用于根据工频电压和冲击电压下的测量不确定度，确定所述宽频电压标准测量装置的电压刻度因数测量不确定度，实现所述宽频电压标准测量装置的量值溯源至国家标准。

优选地，其中所述系统还包括：

干扰电平测量单元，用于在溯源前对所述宽频电压标准测量装置进行干扰电平测量，确定所述宽频电压标准测量装置的干扰电平小于预设干扰电平阈值。

优选地，其中宽频电压分压器的工频电压量值溯源通过与标准电压互感器进行比对实现，标准器输出和宽频分压器输出信号使用互感器校验仪测量。

优选地，其中所述系统还包括：

不确定度分量确定单元，用于根据雷电冲击电压测量装置特性要求，测量高压下影响冲击电压测量准确度的影响因素引入的不确定度分量，以确定合成标准不确定度分量；其中，所述影响因素包括：线性度、短时稳定性、长期稳定性、邻近效应和环境条件。

优选地，其中所述系统还包括：

频率特性评价单元，用于利用动态特性评价宽频电压分压器的频率特性，测量宽频分压器的阶跃响应，并计算阶跃波响应波形与被测波形的卷积结果，动态特性引入的测量不确定度由卷积结果与被测波形的偏差计算得到；溯源使用的电压方波源的上升时间小于预设上升时间阈值。

本发明提供了一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法及系统，立足对宽频标准测量装置自身的频率特性的要求，选取频率的下限和上限波形进行溯源，大大降低了溯源难度；宽频电压标准测量装置包括宽频分压器以及二次测量装置，电压信号先通过宽频分压器进行电压变换，顺序进入测量装置进行电压的二次变换与采集，因此对于电压信号而言，两个过程相对独立，整套测量装置的电压刻度因数为分压器电压刻度因数与二次测量装置电压刻度因数的乘积，可将分压器和二次测量装置分开进行电压刻度因数的溯源，该方法使得溯源方法更加具有操作性；由于冲击(暂态)波形非重复频率波形，其频率成分非常复杂，因此幅频特性更适用于重复频率的交流电流的溯源，而对于冲击(暂态)电压来说评价其动态特性更加合理。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为叠加电压试验平台原理图；

图2为工频电压叠加冲击电压的波形图；

图3为根据本发明实施方式的宽频电压标准测量装置的量值溯源方法300的流程图；

图4为根据本发明实施方式的宽频电压标准测量装置的示意图；

图5为根据本发明实施方式的宽频电压标准测量装置的量值溯源示意图；以及

图6为根据本发明实施方式的宽频电压标准测量装置的量值溯源系统600的结构示意图。

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。

图3为根据本发明实施方式的宽频电压标准测量装置的量值溯源方法300的流程图。如图3所示，本发明实施方式提供的宽频电压标准测量装置的量值溯源方法，立足对宽频标准测量装置自身的频率特性的要求，选取频率的下限和上限波形进行溯源，大大降低了溯源难度；宽频电压标准测量装置包括宽频分压器以及二次测量装置，电压信号先通过宽频分压器进行电压变换，顺序进入测量装置进行电压的二次变换与采集，因此对于电压信号而言，两个过程相对独立，整套测量装置的电压刻度因数为分压器电压刻度因数与二次测量装置电压刻度因数的乘积，可将分压器和二次测量装置分开进行电压刻度因数的溯源，该方法使得溯源方法更加具有操作性；由于冲击(暂态)波形非重复频率波形，其频率成分非常复杂，因此幅频特性更适用于重复频率的交流电流的溯源，而对于冲击(暂态)电压来说评价其动态特性更加合理。本发明实施方式提供的宽频电压标准测量装置的量值溯源方法从步骤301处开始，所述宽频电压标准测量装置包括：宽频电压分压器和二次测量装置，在步骤301分别根据获取的工频电压下宽频电压分压器和二次测量装置的工频电压刻度因数，确定所述宽频分压器的第一合成标准不确定度和所述二次测量装置的第二合成标准不确定度；其中，宽频电压分压器的工频电压刻度因数通过交流电压标准源，溯源至工频电压国家标准。

优选地，其中所述方法还包括：

在溯源前对所述宽频电压标准测量装置进行干扰电平测量，确定所述宽频电压标准测量装置的干扰电平小于预设干扰电平阈值。

图4为根据本发明实施方式的宽频电压标准测量装置的示意图。如图4所示，包括：宽频分压器1，同轴电缆2，二次衰减器3，数据采集单元4和屏蔽外壳5。

在本发明的实施方式中，为了保证测量装置与实验室具有良好的抗干扰能力，需要干扰电平与分压器测量电压的比值小于1％，因此，宽频电压标准测量装置在溯源前需要测量干扰电平。

优选地，其中宽频电压分压器的工频电压量值溯源通过与工频标准电压测量装置(标准电压互感器和感应分压器)进行比对实现，标准器输出和宽频分压器输出信号使用互感器校验仪测量。

在步骤302，根据所述第一合成标准不确定度和第二合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在工频电压下的测量不确定度。

在步骤303，用工频电压刻度因数表示宽频分压器的冲击刻度因数并考虑分压器的动态特性的影响，二次测量装置的冲击电压刻度因数由冲击电压标准波源校准得到，确定所述宽频分压器的第三合成标准不确定度和所述二次测量装置的第四合成标准不确定度；其中，冲击电压标准波源的量值溯源至国家电阻、电容标准以及直流电压国家标准；宽频分压器动态特性引入的不确定度分量由阶跃响应结果进行评价。

优选地，其中所述方法还包括：

根据雷电冲击电压测量装置特性要求，测量高压下影响冲击电压测量准确度的影响因素引入的不确定度分量，以确定合成标准不确定度分量；其中，所述影响因素包括：线性度、短时稳定性、长期稳定性、邻近效应和环境条件。

在步骤304，根据所述第三合成标准不确定度和第四合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在冲击电压下的测量不确定度；

在步骤305，根据工频电压和冲击电压下的测量不确定度，确定所述宽频电压标准测量装置的电压刻度因数测量不确定度，实现所述宽频电压标准测量装置的量值溯源至国家标准。

优选地，其中所述方法还包括：

利用动态特性评价宽频电压分压器的频率特性，测量宽频分压器的阶跃响应，并计算阶跃波响应波形与被测波形的卷积结果，动态特性引入的测量不确定度由卷积结果与被测波形的偏差计算得到；溯源使用的电压方波源的上升时间小于预设上升时间阈值。

图5为根据本发明实施方式的宽频电压标准测量装置的量值溯源示意图。如图5所示，宽频暂态电压测量系统(装置)包括宽频电压分压器以及二次测量装置，由于整套装置的电压刻度因数为分压器的电压刻度因数与二次测量装置的电压刻度因数的乘积，因此分开进行量值溯源。宽频电压分压器的工频电压刻度因数溯源至工频电压国家标准。宽频分压器的频率特性通过动态特性来评价，测量宽频分压器的阶跃响应，并计算阶跃波响应波形与被测波形的卷积结果，动态特性引入的测量不确定度由卷积结果与被测波形的偏差计算得到。二次测量装置的工频电压刻度因数可直接溯源至交流电压标准源。二次测量装置的冲击电压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。

在本发明的实施方式中，宽频电压标准测量装置在溯源前测量干扰电平，并且保证干扰电平与分压器测量电压的比值小于1％。宽频电压分压器工频电压额定电压小于冲击电压额定电压的三分之一。宽频电压分压器为电容、电阻串联分压器或电容、电阻并联分压器。溯源所使用的电压方波源的上升时间小于5ns。宽频电压分压器的幅频特性等效为低通滤波器，频率特性在100kHz以内幅频特性是平坦的。宽频电压分压器工频电压量值溯源通过与标准电压互感器进行比对实现，标准器输出和宽频分压器输出信号使用互感器校验仪测量。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，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。测量装置在测量工频电压叠加冲击电压波形时，影响冲击电压测量准确度的影响因素包括：线性度、短时稳定性、长期稳定性、邻近效应、环境条件等，这些影响因素同样影响宽频电压的测量水平。可根据雷电冲击电压测量装置特性要求进行测量，通过试验结果计算各影响因素引入的不确定度分量。

以下具体举例说明本发明的实施方式

以工频电压100kV，冲击电压500kV的宽频分压器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。

(1)工频电压峰值的溯源：100kV下宽频电压测量装置量值溯源方法，根据本发明实施方式的方法，将宽频分压器和二次测量装置分开进行工频电压量值溯源，如表1所示。宽频电压分压器的工频电压刻度因数溯源至0.01级220kV标准电压互感器，电压刻度因数为2252，合成标准不确定度为2.6×10^-4。二次测量装置的工频电压刻度因数可溯源至交流标准电压源，工频电压刻度因数为10.31，合成标准不确定度为2.15×10^-4。因此整套测量装置的测量不确定度为22812.76(1±0.043％)(k＝2)。

表1宽频分压器的工频电压刻度因数不确定度评定

(2)冲击电压峰值的溯源：根据本发明实施方式的方法实现500kV下宽频电压测量装置量值溯源方法包括：宽频高压分压器和二次测量装置分开进行测量，确定不确定度。如表2所示，低压下测量宽频分压器的工频电压下测量电压刻度因数以及动态特性，高压下进行线性度、短时稳定性、邻近效应试验，根据试验结果计算不确定度分量，环境温度的影响可根据宽频电压分压器元件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，宽频电压分压器冲击电压刻度因数为2252.3，合成标准不确定度为1.15×10^-3，二次测量装置的冲击电压刻度因数为10.32，合成标准不确定度为1.15×10^-3，整套测量装置的冲击电压刻度因数结果为：23266.3(1±0.28％)(k＝2)。

表2冲击电压刻度因数测量值(方案一)

时间参数的测量不确定度评定表如表3所示，时间参数的测量不确定度影响因素包括宽频分压器的动态特性、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、线性度以及二次测量装置的动态特性。其扩展不确定度为0.8％(k＝2)。

表3时间参数的不确定度分量表

从上述溯源结果可以分析，工频电压刻度因数和冲击电压刻度因数的一致性非常好，偏差小于0.2％，且工频电压刻度因素的测量不确定度远小于冲击电压刻度因数的不确定度。因此，整套个装置的电压刻度因数测量不确定度取大值为0.3％(k＝2)，电压刻度因数为冲击电压刻度因数和工频电压刻度因数的平均值。时间参数测量不确定度为0.8％(k＝2)。

图6为根据本发明实施方式的宽频电压标准测量装置的量值溯源系统600的结构示意图。如图6所示，本发明实施方式提供的宽频电压标准测量装置的量值溯源系统600，包括：工频电压下高低压合成标准不确定度确定单元601、工频电压下的测量不确定度确定单元602、冲击电压下的合成标准不确定度确定单元603、冲击电压下的测量不确定度确定单元604和装置的电压刻度因数测量不确定度确定单元605。其中，所述宽频电压标准测量装置包括：宽频电压分压器和二次测量装置。

优选地，所述工频电压下高低压合成标准不确定度确定单元601，根据宽频电压分压器和二次测量装置的工频电压刻度因数校准数据计算得到高压下分量的测量不确定度，并根据分量的测量不确定度确定所述宽频分压器的第一合成标准不确定度和所述二次测量装置的第二合成标准不确定度；其中，宽频电压分压器的工频电压刻度因数溯源至工频电压国家标准，二次测量装置的工频电压刻度因数溯源通过交流电压标准源溯源至工频电压国家标准；其中，所述分量包括：标准器自身测量水平、线性度、重复性、短期稳定性、长期稳定性和环境条件。

优选地，所述工频电压下的测量不确定度确定单元602，用于根据所述第一合成标准不确定度和第二合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在工频电压下的测量不确定度。

优选地，所述冲击电压下的合成标准不确定度确定单元603，用于用工频电压刻度因数表示宽频分压器的冲击刻度因数并考虑分压器的动态特性的影响，二次测量装置的冲击电压刻度因数由冲击电压标准波源校准得到，确定所述宽频分压器的第三合成标准不确定度和所述二次测量装置的第四合成标准不确定度；其中，冲击电压标准波源的量值溯源至国家电阻、电容标准以及直流电压国家标准；宽频分压器动态特性引入的不确定度分量由阶跃响应结果进行评价。

优选地，所述冲击电压下的测量不确定度确定单元604，用于根据所述第三合成标准不确定度和第四合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在冲击电压下的测量不确定度。

优选地，所述装置的电压刻度因数测量不确定度确定单元605，用于根据工频电压和冲击电压下的测量不确定度，确定所述宽频电压标准测量装置的电压刻度因数测量不确定度，实现所述宽频电压标准测量装置的量值溯源至国家标准。

优选地，其中所述系统还包括：干扰电平测量单元，用于在溯源前对所述宽频电压标准测量装置进行干扰电平测量，确定所述宽频电压标准测量装置的干扰电平小于预设干扰电平阈值。

优选地，其中宽频电压分压器的工频电压量值溯源通过与标准电压互感器进行比对实现，标准器输出和宽频分压器输出信号使用互感器校验仪测量。

优选地，其中所述系统还包括：不确定度分量确定单元，用于根据雷电冲击电压测量装置特性要求，测量高压下影响冲击电压测量准确度的影响因素引入的不确定度分量，以确定合成标准不确定度分量；其中，所述影响因素包括：线性度、短时稳定性、长期稳定性、邻近效应和环境条件。

优选地，其中所述系统还包括：频率特性评价单元，用于利用动态特性评价宽频电压分压器的频率特性，测量宽频分压器的阶跃响应，并计算阶跃波响应波形与被测波形的卷积结果，动态特性引入的测量不确定度由卷积结果与被测波形的偏差计算得到；溯源使用的电压方波源的上升时间小于预设上升时间阈值。

本发明的实施例的宽频电压标准测量装置的量值溯源系统600与本发明的另一个实施例的宽频电压标准测量装置的量值溯源方法300相对应，在此不再赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

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、系统、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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、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。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽频电压标准测量装置的量值溯源方法，其特征在于，所述宽频电压标准测量装置包括：宽频电压分压器和二次测量装置，所述方法包括：

分别根据获取的工频电压下宽频电压分压器和二次测量装置的工频电压刻度因数，确定所述宽频分压器的第一合成标准不确定度和所述二次测量装置的第二合成标准不确定度；其中，宽频电压分压器的工频电压刻度因数溯源至工频电压国家标准，二次测量装置的工频电压刻度因数通过交流电压标准源，溯源至工频电压国家标准；

根据所述第一合成标准不确定度和第二合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在工频电压下的测量不确定度；

用工频电压刻度因数表示宽频分压器的冲击刻度因数并考虑分压器的动态特性的影响，二次测量装置的冲击电压刻度因数由冲击电压标准波源校准得到，确定所述宽频分压器的第三合成标准不确定度和所述二次测量装置的第四合成标准不确定度；其中，冲击电压标准波源的量值溯源至国家电阻、电容标准以及直流电压国家标准；宽频分压器动态特性引入的不确定度分量由阶跃响应结果进行评价；

根据所述第三合成标准不确定度和第四合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在冲击电压下的测量不确定度；

根据工频电压和冲击电压下的测量不确定度，确定所述宽频电压标准测量装置的电压刻度因数测量不确定度，实现所述宽频电压标准测量装置的量值溯源至国家标准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在溯源前对所述宽频电压标准测量装置进行干扰电平测量，确定所述宽频电压标准测量装置的干扰电平小于预设干扰电平阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，宽频电压分压器的工频电压量值溯源通过与工频电压标准装置(标准电压互感器和感应分压器)进行比对实现，标准器输出和宽频分压器输出信号使用互感器校验仪测量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据雷电冲击电压测量装置特性要求，测量高压下影响冲击电压测量准确度的影响因素引入的不确定度分量，以确定合成标准不确定度分量；其中，所述影响因素包括：线性度、短时稳定性、长期稳定性、邻近效应和环境条件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用动态特性评价宽频电压分压器的频率特性，测量宽频分压器的阶跃响应，并计算阶跃波响应波形与被测波形的卷积结果，动态特性引入的测量不确定度由卷积结果与被测波形的偏差计算得到；溯源使用的电压方波源的上升时间小于预设上升时间阈值。

6.一种宽频电压标准测量装置的量值溯源系统，其特征在于，所述宽频电压标准测量装置包括：宽频电压分压器和二次测量装置，所述量值溯源系统包括：

工频电压下高低压合成标准不确定度确定单元，根据宽频电压分压器和二次测量装置的工频电压刻度因数校准数据计算得到高压下分量的测量不确定度，并根据分量的测量不确定度确定所述宽频分压器的第一合成标准不确定度和所述二次测量装置的第二合成标准不确定度；其中，宽频电压分压器的工频电压刻度因数溯源至工频电压国家标准，二次测量装置的工频电压刻度因数溯源通过交流电压标准源溯源至工频电压国家标准；其中，所述分量包括：标准器自身测量水平、线性度、重复性、短期稳定性、长期稳定性和环境条件；

工频电压下的测量不确定度确定单元，用于根据所述第一合成标准不确定度和第二合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在工频电压下的测量不确定度；

冲击电压下的合成标准不确定度确定单元，用于用工频电压刻度因数表示宽频分压器的冲击刻度因数并考虑分压器的动态特性的影响，二次测量装置的冲击电压刻度因数由冲击电压标准波源校准得到，确定所述宽频分压器的第三合成标准不确定度和所述二次测量装置的第四合成标准不确定度；其中，冲击电压标准波源的量值溯源至国家电阻、电容标准以及直流电压国家标准；宽频分压器动态特性引入的不确定度分量由阶跃响应结果进行评价。

冲击电压下的测量不确定度确定单元，用于根据所述第三合成标准不确定度和第四合成标准不确定度计算所述宽频电压标准测量装置在冲击电压下的测量不确定度；

装置的电压刻度因数测量不确定度确定单元，用于根据工频电压和冲击电压下的测量不确定度，确定所述宽频电压标准测量装置的电压刻度因数测量不确定度，实现所述宽频电压标准测量装置的量值溯源至国家标准。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

干扰电平测量单元，用于在溯源前对所述宽频电压标准测量装置进行干扰电平测量，确定所述宽频电压标准测量装置的干扰电平小于预设干扰电平阈值。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，宽频电压分压器的工频电压量值溯源通过与工频电压标准装置(标准电压互感器和感应分压器)进行比对实现，标准器输出和宽频分压器输出信号使用互感器校验仪测量。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

不确定度分量确定单元，用于根据雷电冲击电压测量装置特性要求，测量高压下影响冲击电压测量准确度的影响因素引入的不确定度分量，以确定合成标准不确定度分量；其中，所述影响因素包括：线性度、短时稳定性、长期稳定性、邻近效应和环境条件。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

频率特性评价单元，用于利用动态特性评价宽频电压分压器的频率特性，测量宽频分压器的阶跃响应，并计算阶跃波响应波形与被测波形的卷积结果，动态特性引入的测量不确定度由卷积结果与被测波形的偏差计算得到；溯源使用的电压方波源的上升时间小于预设上升时间阈值。

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