2023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.docx

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1、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目 次前 言IV引 言V1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义13.1 数字记录仪的有关定义13.2 额定值的有关定义23.3 刻度因数的有关定义33.4 动态特性的有关定义33.5 不确定度的有关定义43.6 试验的有关定义44 使用条件55 校准和试验方法65.1 刻度因数和时基的校准65.2 冲击校准65.3 阶跃校准65.4 规定时间范围内刻度因数的恒定性试验75.5 时基校准75.6 冲击刻度因数非线性试验75.7 内部噪声水平85.8 干扰试验86 冲击测量的要求86.1 对用于认可测量系统的数字记录仪的总

2、体要求86.2 单项要求86.3 对用于标准测量系统的数字记录仪的要求106.4 试验117 峰值电压表的要求128 整套测量系统的不确定度分量129 性能记录12附 录 A13A.1 概述13A.2 预防措施13A.3 瞬时感应电磁场试验13附 录 B15B.1 标准冲击波校准15B.2 阶跃校准15B.3 冲击刻度因数误差错误!未定义书签。附 录 C17IIC.1 刻度因数不确定度评定17C.2 时间参数测量误差的不确定度评估19图 1阶跃校准7图 A.1电场和磁场试验14表 1使用条件5表 2对标准冲击发生器的要求6表 3认可数字记录仪所需开展的试验11表 C.1数字记录仪冲击刻度因数校

3、准结果17表 C.2数字记录仪冲击刻度因数校准的不确定分量表19表 C.30.84/60 时间参数校准结果20表 C.41.56/60 时间参数校准结果21表 C.5波前时间示值误差的不确定度分量表22表 C.6 半峰值时间示值误差的不确定度分量表22 III引 言冲击试验用仪器是冲击电压、冲击电流测量系统的重要组成部分，可将冲击电压和冲击电流转换装置输出的模拟电压信号转换为数字信号，并进行数据存储和处理，故其测量准确性直接影响整套测量系统的测量水平。不同电压等级电气设备、防雷设备等都需要开展冲击电压耐受试验或冲击电流耐受试验。因此，冲击试验用仪器广泛应用于电气设备生产厂家、高等院校、电网公司

4、、检测检验机构等单位，具有应用领域多、需求量大、性能要求高等特点。2005年，我国依据IEC61083.1: 2001发布了GB/T 16896.12005高电压冲击测量仪器和软件第1部分：对仪器的要求。随着测量仪器技术的发展，目前国内主要使用的冲击测量仪器类型已发生变化， 模拟示波器基本不再使用，数字示波器和基于数字记录仪使用最为广泛；静态非线性和动态非线性等量化误差难以全面评价数字记录仪测量冲击波形的技术水平。因此，GB/T 16896.12005涉及的很多技术内容已经不适用，有必要对其进行修订。2021年，国际电工委员会（IEC）发布了IEC 61083-1: 2021高电压和大电流试验

5、测量用仪器和软件第1部分：对冲击试验用仪器的要求，对旧版不适应技术发展的内容进行了修订，有利于保障冲击高电压、冲击大电流耐受试验中电压与电流量值测量的准确性，对促进电气设备研发与生产、电力系统的安全运行具有重要意义。我国依据IEC标准对GB/T 16896.1-2005高电压冲击测量仪器和软件第1部分：对仪器的要求进行修订，有利于实现我国检测机构试验能力的国际互认；依据修订标准指导我国冲击试验用数字记录仪等仪器的生产，消除贸易壁垒，为我国冲击电压、冲击电流测量仪器制造企业打开国际市场创造有利条件。V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 1 范围本文件适用于冲击

6、高电压和冲击大电流试验过程中测量用数字记录仪，包括数字示波器。本文件为满足 GB/T 16927.22013 和GB/T 16927.42014 中测量不确定度和测试方法的要求，规定了数字记录仪的性能要求和校准方法。本文件包括：数字记录仪专用术语和定义；规定了数字记录仪的基本要求，以保证其满足冲击高电压和冲击大电流试验的要求；满足这些要求所必须的试验项目和方法；适用于可从永久或临时存储介质访问原始数据的数字记录仪；适用于测量雷电冲击电压极值、操作冲击电压或冲击电流峰值的峰值表。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日

7、期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 16927.12011 高电压试验技术 第 1 部分：一般定义及试验要求（IEC60060-1: 2010, MOD）GB/T 16927.22013 高电压试验技术 第 2 部分：测量系统（IEC60060-2: 2010, MOD）GB/T 16927.42014 高电压试验技术 第 4 部分：试验电流和测量系统的定义和要求（IEC62475:2010, MOD）GB/T 18268.1 测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第 1 部分：通用要求（IEC61326-1: 2005, IDT）GB/T 27418-

8、2017 测量不确定度评定和表示（ISO/IEC Guide 98-3:2008, MOD）注：GB/T 16927.1、GB/T 16927.2、GB/T 16927.4和GB/T 18268.1、GB/T 27418各文件被引用的内容与IEC 60060-1、IEC 60060-2、IEC 62475和IEC 61326-1、ISO/IEC Guide 98-3: 2008各国际标准化文件被引用的内容没有技术上的差异。 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 数字记录仪的有关定义3.1.1数字记录仪 digital recorder/digitiser将波形以数字形式记录在磁性介

9、质、光学介质或者固态存储介质上的仪器。注：所记录数据的波形通常用于屏幕显示、绘图或打印。以上处理过程可能改变波形形状。 13.1.2认可的数字记录仪 approved digital recorder满足本文件要求的数字记录仪。3.1.3标定测量范围 assigned measurement range 满足本文件规定不确定度限值的输入电压范围。3.1.4数字记录仪的输出 output of a digital recorder 数字记录仪在特定时刻记录的数值。3.1.5满刻度偏转 full-scale deflection 在给定量程下使仪器产生最大标称输出的最小输入电压。3.1.6偏 置

10、offset 仪器零输入时的输出。 3.1.7原始数据 raw data 数字记录仪将模拟信号转换为数字形式时采集到的量化信息的原始记录。进行偏置校正或将记录乘以某一常数比例因子后的结果仍可视为原始数据。3.1.8处理后数据 processed data 对原始数据进行处理后的数据。处理过程不包括偏置校正或与某一常数比例因子相乘。注：本文件仅适用于可访问原始数据的数字记录仪。 3.2 额定值的有关定义3.2.1额定分辨率 rated resolutionr2 的 N（A / D 转换器的额定位数）次幂的倒数，即 r=2-N。3.2.2采样率 sampling rate 单位时间内的采样数。 注

11、：采样间隔是采样率的倒数。 3.2.3记录长度 record length 以时长或采样点总数表示的记录持续时间。 23.2.4预热时间 warm-up time 数字记录仪从首次开机到满足使用要求的时间间隔。 3.3 刻度因数的有关定义3.3.1刻度因数 scale factor 与校正偏置后的输出值相乘可确定输入值的因数。 注：数字记录仪的刻度因数应包括任何内置或外部衰减器的倍数，并通过校准确定。 3.3.2静态刻度因数 static scale factor 确定直流电压或直流电流输入量的刻度因数。 3.3.3冲击刻度因数 impulse scale factor 用于表示相关冲击波形输

12、入值的刻度因数。 3.3.4标定冲击刻度因数 assigned impulse scale factor 数字记录仪最近一次校准所确定的冲击刻度因数。 3.3.5基 线 base line 在冲击记录的初始平坦部分，取至少 20 个样本的平均值。 3.4 动态特性的有关定义3.4.1标称时段 nominal epoch N决定数字记录仪是否被认可的冲击电压或冲击电流相关时间参数的最小值（tmin）和最大值（tmax）之间的时间范围，其中相关时间参数为：全波、波尾截断的雷电冲击电压和指数型冲击电流的波前时间 T1；波前截断的雷电冲击电压的截断时间 Tc；操作冲击电压的峰值时间 Tp；矩形冲击电流

13、总持续时间 Tt 与持续时间 Td 差值的 1/2。注 1：标称时段仅适用于冲击波形的上升部分，冲击电压波形 T1、T2、Tc、Tp 定义参见 GB/T 16927.1-2011，冲击电流波形 T1、T2、Tt、Td 的定义参见 GB/T 16927.4-2014。注 2：针对不同的测量波形，数字记录仪可能具有一个、两个或多个标称时段。例如，某数字记录仪可以被认可测量如下冲击波形：3标准雷电冲击全波和波尾截断的雷电冲击，标定冲击刻度因数 F1 的标称时段 N1 为：T1=0.84s（tmin）1.56s（tmax）；雷电冲击全波，标定冲击刻度因数 F2 的标称时段 N2 为：T1=2.0 s（

14、tmin）5.0 s（tmax）；波前截断的雷电冲击，标定冲击刻度因数 F3 的标称时段 N3 为：Tc=0.5 s（tmin）0.9 s（tmax）；标准操作冲击，标定冲击刻度因数 F4 的标称时段 N4 为：Tp=150 s（tmin）500 s（tmax）。3.4.2阶跃校准时段 step calibration epoch 使用阶跃校准方法确定冲击刻度因数的时间范围，其下限为标称时段下限的 0.5 倍（0.5tmin），上限为标称时段上限的 2 倍（2tmax），两者均从记录的电压阶跃信号的起始时刻开始计算。3.4.3上升时间 rise time 数字记录仪响应阶跃信号时，记录曲线上稳

15、态幅值的 10%和 90%两点间的时间间隔。3.4.4时 基 time base 数字记录仪水平刻度单位，可用于测量时间间隔。 3.5 不确定度的有关定义3.5.1误 差 error 测得的量值减去参考量值。 3.5.2测量不确定度 measurement uncertainty 根据所用到的信息，表征赋予被测量量值分散性的非负参数。 注 1：测量不确定度是与测量结果相联系的参数。 注 2：测量不确定度不应与测量值的容差相混淆。 3.5.3标准不确定度 standard uncertainty 以标准偏差表示的测量不确定度。3.5.4A 类评定 type A evaluation 对在规定测量

16、条件下测得的量值用统计分析的方法进行的测量不确定度分量的评定。3.5.5B 类评定 type B evaluation 用不同于A类评定方法对测量不确定度分量进行的评定。3.6 试验的有关定义3.6.1校 准 calibration在规定条件下，通过与测量标准比对的方式，建立测量仪器示值与测量标准量值之间关系的一组操作。 43.6.2型式试验 type test 对于同一型号规格的数字记录仪，在一台或多台样品上进行的符合性试验 注：对于测量系统，型式试验为对具有相同设计的单个组件或整套测量系统在其工作条件下开展的特性试验。 3.6.3例行试验 routine test单台数字记录仪在生产期间或

17、生产完成后进行的符合性试验 注：例行试验为对每个组件或每套测量系统在其工作条件下开展的特性试验。3.6.4性能试验 performance test 对整套测量系统在其工作条件下开展的特性试验。 3.6.5性能校核 performance check 验证最近一次性能试验是否仍有效的简化程序。 3.6.6性能记录 record of performance 由用户建立和维护，描述测量系统及其满足本文件要求的佐证资料的详细记录，包括初始性能试验结果，各次后续性能试验和性能校核的计划及结果。 4 使用条件在表1中给出的使用条件范围内，仪器应能正常工作且满足本文件规定的不确定度要求。任何表1之外的使

18、用条件，应在性能记录中明确而清楚地说明，并标明为例外情况。 表 1 使用条件条件范围环境温度+5C +40C相对湿度（不凝露）10% 90%电源电压额定电压10%（有效值） 12%（交流峰值） 频率50Hz5%注：测量、控制和实验室用电气设备电磁兼容性试验的一般要求在GB/T 18268.1中进行了规定。55 校准和试验方法5.1 刻度因数和时基的校准刻度因数和时基应采用以下方法之一进行校准：覆盖标称时段的两组冲击波形校准（5.2）；阶跃校准（5.3）、刻度因数恒定性试验（5.4）和时基校准（5.5）；标称时段内的一组冲击波形校准（5.2）和刻度因数恒定性试验（5.4）。5.2 冲击校准冲击校

19、准是确定认可的数字记录仪冲击刻度因数、校核数字记录仪时间参数误差的推荐方法。 校准认可数字记录仪的标准冲击发生器的要求如表 2 所示。根据数字记录仪待测的高电压或大电流冲击的类型和极性从表 2 中选择校准试验波形。施加校准波形的峰值和时间参数的不确定度应满足表 2 中给出的限值要求，不确定度实际值应记录在性能记录中。校准过程中需要有充分的重复次数，以保证所得到的A 类不确定度更为客观。冲击刻度因数为标准冲击发生器输出电压峰值与数字记录仪测量峰值之比。标定冲击刻度因数是一组独立冲击校准试验确定的冲击刻度因数的平均值。时间参数误差是一组独立冲击校准试验确定的时间参数误差的平均值。冲击校准应在数字记

20、录仪的每个通道的各个量程上开展。对于标准雷电截波（波尾截断），数字记录仪也可使用雷电冲击全波进行校准。对于指数型冲击电流，数字记录仪可使用与冲击电流波形参数最接近的雷电冲击全波或操作冲击全波进行校准。表 2 对标准冲击发生器的要求冲击类型被测参数数值扩展不确定度%短期稳定性 a%半峰时间55 s65 s 2 0.2雷电冲击全波和标准雷电截波（波尾截断）波前时间0.8 s1.0 s 或0.8 s1.0 s 和1.5 s1.7 s 2 2 0.5 0.5电压峰值标定测量范围内 0.7 0.2波前截断的雷电冲击截断时间电压峰值0.45 s0.55 s标定测量范围内 2 2 1 0.2峰值时间200

21、s300 s 2 0.2操作冲击半峰时间1 000 s4 000 s 2 0.2电压峰值标定测量范围内 0.7 0.2矩形冲击电流持续时间电压峰值0.5 ms3.5 ms标定测量范围内 2 2 0.5 1a 短期稳定性是指至少 10 次连续冲击测量的标准偏差。5.3 阶跃校准阶跃校准是确定认可的数字记录仪冲击刻度因数的替代方法。如未根据 5.2 进行冲击校准，则还应根据 5.4、5.5 进行刻度因数恒定性试验和时基校准，以确保认可的数字记录仪具备测量冲击时间参数的能力。将幅值在仪器标定测量范围内且不确定度小于0.1%的直流电压VCAL施加至数字记录仪的输入端， 然后通过适当的开关装置对地短路。

22、记录数字记录仪输出电压O(t)下降到零值的暂态过程（参见图1）， 并在阶跃校准时段内进行冲击刻度因数评估。为了降低随机噪声的影响，应开展多次重复试验（如10次） 取平均值。阶跃校准时段内，各瞬时的O(t)值与其平均值Osm的偏差应在标定冲击刻度因数的不确定度6规定限值内。Osm为阶跃校准时段内所有O(t)值的平均值。冲击刻度因数为输入电压VCAL与Osm的比值。阶跃上升时间应小于阶跃校准时段下限的10%。阶跃校准应对数字记录仪每个通道的各个量程进行。试验应在正、负极性下进行，如果两个极性下确定的冲击刻度因数偏差在士0.5以内，则方法有效；否则，应采用5.2中规定的方法复核冲击刻度因数。 图中t

23、L和tU是阶跃校准时段的下限和上限，或者是刻度因数恒定性试验的时间间隔（见5.4） 图 1 阶跃校准5.4 规定时间范围内刻度因数的恒定性试验将一在数字记录仪量程范围内的直流电压施加到输入端，然后通过适当的开关装置对地短路。记录阶跃响应下降到零值的暂态过程（见图1），在以下时间范围内评估：0.5tminT2max对于雷电冲击全波和指数型冲击电流0.5tmintmax对于波前截断的冲击电压0.5TpT2max对于操作冲击电压和10/350 s冲击电流0.5(Tt-Td) Td对于矩形冲击电流其中T2max是数字记录仪被认可测量的冲击波形半峰值时间的最大值。在以上时间范围内，阶跃响应的输出幅值O(

24、t)应稳定在本文件规定的限值内。可对若干次阶跃波响应输出结果取平均以降低随机噪声。刻度因数的恒定性试验应在数字记录仪的每个量程下进行。注：T1、T2、TC的定义参见GB/T 16927.1-2011，tmin、tmax的定义参见本文件3.4.1，T2max为认可数字记录仪测量的最大T2值。5.5 时基校准数字记录仪的时间参数误差无法根据5.2进行校准，则应进行时基校准。时基校准应通过与已知频率的标准矩形信号比对进行。矩形信号的周期应为待测冲击的半峰值时间T2。校准应在一个完整的周期内进行。5.6 冲击刻度因数非线性试验在数字记录仪标定测量范围内，评估依据5.2或5.3获得的不同量程下刻度因数的

25、非线性度。本试验是认可数字记录仪的合格性试验之一，还用于评估由非线性引入的冲击电压峰值测量不确定度分量。7试验电压极性应包括正、负两种极性，输入电压幅值应覆盖整个标定测量范围。冲击刻度因数的非线性度为各个量程设置下获得的刻度因数Rg与该组数据平均值Rm的最大偏差。该最大偏差用于计算由非线性引入的冲击刻度因数不确定度B类分量：8式中：uB1 =b3RgRm1max-1g =1（1）R1Rb根据线性电压源（或不同型号数字记录仪）在标定测量范围内的各个量程设置下确定的比值、刻度因数或误差；RmR1Rb的平均值；b 量程设置数量，在每个量程设置下仅需测试一个电压幅值，测试电压幅值宜不低于满量程的50%

26、；uB1冲击刻度因数非线性引入的B类标准不确定度分量。注：如果通过某一电压源不能获得足够低的非线性，可以尝试使用其他的电压源进行测试，以获得更准确的结果。 5.7 内部噪声水平施加一幅值在数字记录仪量程内的直流电压，以某采样率采集不少于1000个采样点数据。该组采样点数据的标准偏差即为内部噪声水平。5.8 干扰试验干扰试验按本文件附录A进行。6 冲击测量的要求6.1 对用于认可测量系统的数字记录仪的总体要求根据GB/T 16927.22013，用于认可冲击测量系统的数字记录仪的扩展不确定度应不超过（置信度水平不低于95%）：2%，对于雷电冲击全波、标准雷电截波（波尾截断）、操作冲击电压、指数型

27、冲击电流和矩形冲击电流的电压（电流）峰值的测量；3%，对于波前截断雷电冲击电压峰值的测量；4%，对于冲击波形时间参数（波前时间、截断时间等）的测量。数字记录仪可被认可用于一种、多种、或所有类型的冲击测量。数字记录仪的不确定度应根据GB/T 27418进行评估。注：根据GB/T 16927.2或GB/T 16927.4，数字记录仪评估的不确定度为整套测量系统的不确定度分量之一。数字记录仪应能够保存原始数据。 6.2 单项要求6.2.1 概述用于认可测量系统的数字记录仪宜满足6.2中各单项性能要求，以保证其扩展不确定度不超过6.1中规定的限值。在某些情况下，一项或多项单独的性能指标可能不满足6.2

28、的要求，但根据JJF 1059.1评定的扩展不确定度不应超过6.1中的限值。6.2.2 采样率采样率应不小于30/Tx，Tx为待测的时间间隔。注：Tx=0.6 T1是待测雷电冲击的T30和T90之间的时间间隔。对于1.2/50 s雷电冲击，波前时间T1的允许下限为0.84 s。因此，对于雷电冲击全波和波尾截断雷电冲击测量，采样率应不小于60 MS/s；对于波前截断的冲击电压测量， 采样率应不小于100 MS/s；对于标准操作冲击电压测量，采样率应不小于0.15 MS/s。6.2.3 额定分辨率数字记录仪用于测量冲击参数时，额定分辨率位数应不低于8位（量化误差为满刻度偏转的0.4%）。注：对于涉

29、及频谱分析或波形变换的试验，额定分辨率位数通常不低于9位（量化误差为满刻度偏转的0.2%）。6.2.4 冲击刻度因数采用5.1中规定方法之一确定的冲击刻度因数在其标称时段内应恒定在1% 以内。由5.2或5.3确定的冲击刻度因数扩展不确定度应不大于1%。若冲击刻度因数仅由5.3规定的阶跃校准方法确定，阶跃响应电压应在5.4规定的时间范围恒定在1%以内。对于采用5.2冲击校准方法或5.3阶跃波校准方法，5.6中评估的由非线性引入的冲击刻度因数不确定度分量uB1均应不大于0.5%。6.2.5 时间参数误差根据5.2冲击校准确定的时间参数误差应小于：3%，对于各类型冲击的波前时间T1的测量；2%，对于

30、各类型冲击的半峰值时间T2的测量；3%，对于标准雷电截波（波尾截断）的截断时间Tc的测量；5%，对于波前截断雷电冲击的截断时间Tc的测量；3%，对于操作冲击的峰值时间Tp的测量；3%，对于矩形冲击电流的持续时间Td和总持续时间Tt的测量。若未进行5.2规定的冲击校准，但是数字记录仪满足6.2.4规定的冲击刻度因数恒定性要求和6.2.6规定的时基误差要求，则数字记录仪仍可被认可开展时间参数的测量。6.2.6 时基误差根据5.5测量的时基误差应小于0.1%，测量平均周期值的最大相对标准偏差也应小于10%。6.2.7 上升时间上升时间应不超过Tx的3%，其中Tx是待测时间间隔。6.2.8 干扰电压在

31、附录A规定的干扰试验中，任何偏离基准值的最大幅度应小于冲击试验所用量程的满刻度偏转的1%。注：整套冲击测量系统的干扰试验参照GB/T 16927.22013中5.12的方法开展。6.2.9 记录长度记录长度应足够长，以满足所需参数（如T2或Tp）的计算或特定现象的观察。6.2.10 输入阻抗数字记录仪应给出其输入电阻值和电容值及其不确定度。96.2.11 内部噪声水平对于冲击波形参数的测量，内部噪声水平（有效值）应小于满刻度偏转值的0.4%；对于其他应用， 内部噪声水平应小于满刻度偏转值的0.1%。注：噪声水平影响雷电冲击极值、操作冲击峰值以及时间参数的评估。 6.2.12 标称测量范围数字记

32、录仪性能满足 6.2.3、6.2.4、6.2.5 和 6.2.6 要求的测量范围为其标定测量范围。6.3 对用于标准测量系统的数字记录仪的要求6.3.1 一般性要求标准测量系统一般用于校准认可测量系统。用于标准测量系统的数字记录仪的峰值和时间参数一般由至少 10 次测量的平均值确定。根据GB/T 16927.22013，应用于标准测量系统的数字记录仪的测量不确定度应不超过（置信度水平不低于 95%）：0.7%，对于雷电全波和标准雷电截波（波尾截断）、操作冲击电压和矩形冲击电流的电压（电流）峰值的测量；2%，对于波前截断雷电冲击电压的峰值测量；2%，对于各类型冲击波前时间 T1 的测量；1.5%

33、，对于各类型冲击半峰值时间 T2 的测量；2%，对于标准雷电截波（波尾截断）的截断时间 Tc 测量；4%，对于波前截断雷电冲击的截断时间 Tc 的测量；2%，对于操作冲击的峰值时间 Tp 的测量；2%，对于矩形冲击电流的持续时间 Td 和总持续时间 Tt 的测量。6.3.2 采样率采样率应不小于 60/Tx，其中 Tx 为测量时间间隔。6.3.3 额定分辨率数字记录仪用于测量冲击参数时，额定分辨率位数应不低于 9 位，且测量峰值应至少为满刻度偏转值的 20%；6.3.4 时基误差根据5.5测量的时基误差应小于0.1%，测量平均周期值的最大相对标准偏差应小于10%。6.3.5 上升时间上升时间应

34、不超过 TX 的 2%，其中 TX 为测量时间间隔。6.3.6 干扰电压在附录A规定的干扰试验中，任何偏离基准值的最大幅度应小于冲击试验所用量程的满刻度偏转的0.5%。6.3.7 记录长度记录长度应足够长，以满足所需参数（如T2或Tp）的计算或特定现象的观察。6.3.8 内部噪声水平对于波形参数的测量，内部噪声水平（有效值）应小于满刻度偏转的0.4%；对于其他应用，内部噪声水平应小于满刻度偏转的0.1%。106.3.9 刻度因数数字记录仪的冲击刻度因数的扩展不确定应不大于 0.5%。在 5.4 中规定的时间范围内，冲击刻度因数应恒定在0.5% 以内。6.4 试验6.4.1 概述为满足本文件要求

35、，数字记录仪需开展表 3 所示的相关试验。所有校准设备均应直接或间接溯源至国际或国家标准，并记录校准过程。表 3 认可数字记录仪所需开展的试验试验项目合格/不合格试验方法试验要求试验类别在某个量程开展在各个量程开展型式试验例行试验性能试验性能校核冲击刻度因数及时基5.16.2.4、6.2.6刻度因数非线性5.66.2.4上升时间3.4.36.2.7内部噪声水平5.76.2.11干扰试验a 5.8、附录A6.2.86.4.2 型式试验对同一型号数字记录仪取一台开展型式试验。型式试验由数字记录仪的制造商委托具有资质的试验机构完成。如制造商没有提供型式试验结果，则使用者应安排试验进行设备检验。 6.

36、4.3 例行试验对每台数字记录仪均应开展例行试验。例行试验由数字记录仪制造商完成。如果制造商没有提供例行试验结果，则使用者应安排试验进行设备检验。 数字记录仪维修后也应开展例行试验。 6.4.4 性能试验对每台新生产的数字记录仪均应开展性能试验（校准）。性能试验间隔周期应根据仪器以往的稳定性确定。建议每年进行一次性能试验，最大间隔周期不应超过五年。数字记录仪大修后应开展性能试验。数字记录仪的刻度因数变化超过 1%时，应开展性能试验。6.4.5 性能校核仅当整套测量系统的性能校核表明其刻度因数有显著变化时，才应对仪器开展性能校核。性能校核应对冲击试验中需用的每一档都进行。若使用外部衰减器，且该衰

37、减器未与分压器或分流器一起校准，则其应包括在仪器的性能校核中。117 峰值电压表的要求根据GB/T 16927.2，用于认可测量系统中的峰值电压表的扩展不确定度应不大于（置信度水平不低于 95%，参见 GB/T 16927.22013 的附录 A 和附录 B）：2%，对于雷电全波和标准雷电截波（波尾截断）的电压极值的测量；2%，对于操作冲击电压、指数型冲击电流和矩形冲击电流的电压（电流）峰值的测量。注：峰值电压表只能测量电压极值（Ue），不满足测量标准雷电冲击的试验电压（Ut）、波前截断的雷电截波的峰值电压或时间参数的要求。8 整套测量系统的不确定度分量本文件规定测量不确定度的主要目的包括：规

38、定认可数字记录仪的测量不确定度限值。根据 GB/T 16927.2 和GB/T 16927.4 等其他相关标准的规定，数字记录仪的不确定度是评估整套测量系统测量不确定度的必要分量。将认可冲击数字记录仪的不确定度作为整套测量系统的合成不确定度的组成部分，应遵循整套测量系统的相关标准（如GB/T 16927.2 和GB/T 16927.4）中规定的程序。9 性能记录性能记录应包括下述内容：a) 标称特性1） 标识（序列号，类型等）；2） 额定分辨率；3） 采样率范围；4） 最大记录长度；5） 触发功能；6） 输入电压最大和最小值；7） 输入阻抗；8） 波形类型；9） 预热时间；10） 使用条件范围

39、。b) 型式试验结果c) 例行试验结果d) 性能试验1） 每次试验日期和时间；2） 每次试验结果。e) 性能核验1） 每次校核日期和时间；2） 结果通过/失败（如失败，记录处置情况）。注：测量仪器的性能记录可以是测量系统性能记录的一部分。 12附 录 A（规范性）高电压大电流实验室和试验场的电磁干扰A.1 概述通用测量仪器应用于高电压或大电流实验室和试验场时，其电磁屏蔽性能可能满足不了试验要求。电磁干扰可能由空间瞬变电磁场感应产生，也可能由信号线或电源线通过传导引入。 试验过程中电磁干扰可能达到很高水平，尤其是在闪络或击穿的情况下。虽然此类现象通常与实际测量无关，但测量仪器应确保在此类情况下也

40、能够正常工作。 以下预防措施可降低电磁干扰，电磁场试验可验证仪器的抗干扰性能。 A.2 预防措施A.2.1 空间电磁屏蔽将仪器置于对有关频段具有足够衰减作用的法拉第笼内，可衰减直接透入仪器的电磁场干扰。这种法拉第笼由金属箱体构成，箱体上固定或活动的联接点都应有良好的导电性。这种金属箱体可以是电磁屏蔽室或仪器箱壳，仪器箱壳可由两部分组成，一是高效全屏蔽壳体（将数字记录仪完全封闭起来），以满足实时记录和显示信号的抗干扰要求；另一部分是可打开的箱壳，以便在冲击波形记录完成后连接计算机、绘图仪和打印机，进行后续操作。 A.2.2 减弱电源线引入的传导干扰仪器与电源之间采用隔离变压器供电的方式，为减小共

41、模传导干扰，应采用初级和次级间耦合电容较小的隔离变压器。另外，冲击试验传导干扰的有效频段为数十 kHz 到数十 MHz，电源经滤波器接入也可减少引入的传导干扰。A.2.3 减弱信号线上的干扰通过电压分压器侧良好接地，采用双屏蔽同轴电缆且外层屏蔽在电缆输入端和仪器接入端两端接地，以及（或）将电缆穿入两端接地的金属管内等措施，可以减弱由于电流流经测量电缆屏蔽层引起的干扰。另外，内层和外层屏蔽应在输入端连接在一起，避免测量电缆和接地回路之间形成环路，也可以减弱干扰。 尽可能提高输入电压，使数字记录仪在其最大电压量程内工作，或在电缆末端和仪器间插入外部衰减器等措施，可减弱由于感应或作用在测量电缆两端的

42、电位差而引起的干扰。 A.2.4 通过光学方法传输信号采用光学方法（模拟或数字方式）传输信号可减小干扰，这种信号传输方法的传输特性要满足GB/T 16927.2 的要求。A.3 瞬时感应电磁场试验不带测量电缆的仪器，包括附加的任何屏蔽，应能够承受高电压和大电流试验回路产生的瞬态电场和磁场作用。在实验室进行的这类试验表明，电场可达 100 kV/m，磁场可达 1000 A /m。这些电磁场可由充电的电容器通过球隙放电产生（见图A.1）。13对于电场试验，与电容器相连的传输线末端应连接匹配电阻（R=Z）。对于磁场试验，与电容器相连的传输线应短路（R=0）。这两种试验对应的瞬态特性由试验回路参数确定

43、，试验电压为上升时间约 50ns 的阶跃波，试验电流为频率约 0.5MHz 的阻尼振荡波。注：使用浸在油中或压缩气体中的球隙来校核用于冲击测试的仪器，可分别产生更短上升时间（数 ns）的瞬态电压和更高初始振荡频率（几十 MHz）的瞬态电流。 实验不适用于仪器工作在屏蔽良好的区域（例如在屏蔽的控制室中）的场合。 U0充电电压；C电容器；Z传输线波阻抗；I置于传输线末端的仪器C=20nF；L1=5m；L2=1m电场试验：U0=40kV（R=Z）；磁场试验：U0=100kV（R=0）图 A.1 电场和磁场试验14附 录 B（资料性）数字记录仪刻度因数校准示例B.1 冲击校准采用冲击校准时，试验接线如图B.1所示。冲击刻度因数校准应对试验所用的各量程进行，每个量程选取一个校准电压，校准电压宜不低于满刻度偏转的50%。根据记录仪待测冲击电压或冲击电流的类型，在标准冲击电压发生器中选择合适的波形对记录仪进行校准。在记录仪的各校准电压点，至少进行10次重复测量。被校数字记录仪的实测冲击刻度因数 Fi 按式（B.1）计算：15F = U0（B.1）Ui