三倍頻試驗(yàn)裝置校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果的不確定度分析

【摘要】依據(jù)JJF 1059.1—2019《測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示》，對(duì)三倍頻試驗(yàn)裝置交流輸出電壓、頻率、電壓保持時(shí)間測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】三倍頻試驗(yàn)裝置；交流輸出電壓；不確定度

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.068

Analysis of Uncertainty in Calibration Measurement Results of Triple Frequency Test Equipment

SHANG Shuangshuang

（Liaoning Institute of Measurement， Shenyang 110004， China）

Abstract： According to JJF 1059.1—2019 Evaluation and Expression of Measurement Uncertainty， the uncertainty evaluation is conducted on the measurement results ofAC output voltage， frequency， and voltage holding time of the triple frequency test device.

Keywords： triple frequency test device；AC output voltage； uncertainty

三倍頻試驗(yàn)也叫作三倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，主要是對(duì)電壓互感器的耐電壓進(jìn)行測(cè)試。電壓互感器是電力系統(tǒng)中將高電壓降為低電壓的重要設(shè)備。電壓互感器可分為全絕緣式與半絕緣式兩種。半絕緣式電壓互感器需要進(jìn)行三倍頻試驗(yàn)，其繞組的層間、相間、匝間、段間都要承受一定的耐電壓。電壓互感器三倍頻試驗(yàn)是保證電壓互感器質(zhì)量的一項(xiàng)主要試驗(yàn)。本文將對(duì)電壓互感器重要參數(shù)的測(cè)量不確定度進(jìn)行分析。

1概述

1.1測(cè)試依據(jù)

JJF（遼）395—2019《三倍頻試驗(yàn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范》。

1.2環(huán)境條件

環(huán)境溫度：（15～25）℃，相對(duì)濕度：≤75%。

1.3計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)字多用表，交流電壓測(cè)量范圍：10 mV～1000 V；通用計(jì)數(shù)器，即頻率計(jì)，頻率測(cè)量范圍：（0～106）Hz；時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x，時(shí)間測(cè)量范圍：（1～300）s。

1.4被測(cè)對(duì)象

三倍頻試驗(yàn)裝置。

1.5測(cè)量方法

根據(jù)JJF（遼）395—2019《三倍頻試驗(yàn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范》中規(guī)定的方法分別對(duì)交流輸出電壓、輸出頻率、電壓的保持時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，記錄被校三倍頻試驗(yàn)裝置的輸出值與對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的測(cè)量值。

2交流輸出電壓的測(cè)量不確定度分析

2.1建立測(cè)量模型

2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

2.3.1測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

對(duì)150.0 V電壓點(diǎn)進(jìn)行10次測(cè)量，系統(tǒng)因素影響即由測(cè)量的重復(fù)性所引入的不確定度分量u1，應(yīng)服從正態(tài)分布，用標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評(píng)定。測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。

2.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總

標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總情況如表2所示。

2.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

測(cè)量重復(fù)性u(píng)1（U ）大于標(biāo)準(zhǔn)分辨力u2（U ），所以合成不確定時(shí)應(yīng)只計(jì)算測(cè)量重復(fù)性的貢獻(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)分辨力不再重復(fù)計(jì)算。

合成的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

3.3.1測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

對(duì)150.0 Hz的頻率點(diǎn)進(jìn)行10次測(cè)量，系統(tǒng)因素影響即由測(cè)量的重復(fù)性所引入的不確定度分量u1，應(yīng)服從正態(tài)分布，用標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評(píng)定。測(cè)量數(shù)據(jù)如表3所示。

3.3.2頻率計(jì)顯示值分辨力所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

頻率計(jì)的顯示分辨力所引入的不確定度u2（ f ）應(yīng)服從矩形分布，用標(biāo)準(zhǔn)不確定度B類進(jìn)行評(píng)定。頻率計(jì)顯示位數(shù)約定為比被測(cè)多一位讀數(shù)，則：

4.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

4.3.1測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度

對(duì)40 s的電壓保持時(shí)間進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量，得到10次測(cè)量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)誤差因素的影響主要是考慮啟動(dòng)和結(jié)束計(jì)時(shí)的不同步性。引入的不確定度分量u1（T）應(yīng)服從正態(tài)分布，用標(biāo)準(zhǔn)不確定度A類評(píng)定。測(cè)量數(shù)據(jù)如表5所示。

4.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由于測(cè)量重復(fù)性u(píng)1（T ）大于標(biāo)準(zhǔn)分辨力u2（T ），所以合成不確定時(shí)應(yīng)只計(jì)算測(cè)量重復(fù)性的貢獻(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)分辨力不再重復(fù)計(jì)算。

5結(jié)束語

交流輸出電壓、輸出頻率、電壓的保持時(shí)間是三倍頻試驗(yàn)裝置的主要測(cè)量指標(biāo)，測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定對(duì)三倍頻試驗(yàn)裝置的測(cè)量工作具有重要的指導(dǎo)意義。在實(shí)際的檢測(cè)工作中，測(cè)量人員可通過增加測(cè)量次數(shù)和使用準(zhǔn)確度等級(jí)更高的標(biāo)準(zhǔn)器來減小測(cè)量不確定度，也應(yīng)注意減少周圍環(huán)境磁場(chǎng)等因素對(duì)測(cè)量的影響。

【參考文獻(xiàn)】

[1]呂東瑞.三倍頻電源發(fā)生器計(jì)量校準(zhǔn)方法探討[J].工業(yè)計(jì)量，2017，27（5）：17-19.

[2]張相明，魏安華.三倍頻試驗(yàn)裝置及應(yīng)用[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（1）：44-46.

[3]三倍頻試驗(yàn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范：JJF（遼）395—2019[S].

【作者簡(jiǎn)介】

尚霜霜，男，1971年出生，高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)閴毫Α⒘髁坑?jì)量。

（編輯：李加鵬）