GB/T 18134-2025 高电压试验技术 特快波前过电压测量

　　ICS 19 . 080 CCS K 40

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 18134—2025代替 GB/T 18134 . 1—2000

　　高电压试验技术 特快波前过电压测量

　　High-voltage test techniques—very-fast-front overvoltage measurements

　　2025-10-05 发布 2026-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 18134—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 特快波前过电压的特性 2

　　4 . 1 概述 2

　　4 . 2 内部特快波前过电压的特性 2

　　4 . 3 瞬态外壳电压的特性 3

　　4 . 4 外部特快波前过电压的特性 4

　　5 特快波前过电压用测量系统 5

　　5 . 1 通则 5

　　5 . 2 测量系统的测量方法及基本要求 5

　　5 . 2 . 1 测量方法 5

　　5 . 2 . 2 基本要求 7

　　5 . 3 测量系统的传递特性 8

　　5 . 3 . 1 内部特快波前过电压用测量系统的传递特性 8

　　5 . 3 . 2 瞬态外壳电压用测量系统的传递特性 8

　　5 . 3 . 3 外部特快波前过电压用测量系统的传递特性 9

　　5 . 3 . 4 测量系统传递特性的测定 9

　　5 . 4 测量系统的校核程序 9

　　5 . 4 . 1 内部特快波前过电压用测量系统的校核程序 9

　　5 . 4 . 2 瞬态外壳电压用测量系统的校核程序 10

　　5 . 4 . 3 外部特快波前过电压用测量系统的校核程序 10

　　附录 A(资料性) 特快波前过电压特性的说明 11

　　A. 1 特快波前过电压的主要分量 11

　　A. 1 . 1 内部特快波前过电压的主要分量 11

　　A. 1 . 2 瞬态外壳电压的主要分量 11

　　A. 1 . 3 外部特快波前过电压的主要分量 11

　　A. 2 瞬态外壳电压(TEV)和外部特快波前过电压的产生 11

　　附录 B(资料性) 特快波前过电压峰值测量不确定度的估算 13

　　B. 1 测量不确定度的来源 13

　　B. 1 . 1 内部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源 13

　　B. 1 . 2 瞬态外壳电压峰值测量不确定度的来源 14

　　I

　　GB/T 18134—2025

　　B. 1 . 3 外部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源 14

　　B. 2 估算特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序 15

　　B. 2 . 1 估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序 15

　　B. 2 . 2 估算瞬态外壳电压峰值测量不确定度的简化程序 18

　　B. 2 . 3 估算外部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序 18

　　B. 3 估算特快波前过电压峰值测量不确定度示例 19

　　附录 C(资料性) 阶跃波发生器 20

　　附录 D(规范性) 基于时域特性实验确定测量系统频率特性的方法 21

　　D. 1 高频截止频率估算 21

　　D. 2 低频截止频率估算 21

　　参考文献 22

　　图 1 特快波前过电压的起源 、分类及作用部位 2

　　图 2 内部特快波前过电压示例 3

　　图 3 瞬态外壳电压示例 4

　　图 4 外部特快波前过电压示例 5

　　图 5 采用绝缘薄膜电容作为低压臂的电容分压式传感器示意图 5

　　图 6 Newi探头示意图 6

　　图 7 电场探头示意图 6

　　图 8 电容分压式传感器示意图 7

　　图 9 光电集成电场探头示意图 7

　　图 A. 1 TEV 和外部特快波前过电压的产生原理示意图 12

　　图 C. 1 阶跃波发生器示意图 20

　　表 B. 1 频域 & 工频电压下测量不确定度的来源分量表 13

　　表 B. 2 频域 & 标准雷电冲击电压下测量不确定度的来源分量表 13

　　表 B. 3 时域 & 工频电压下测量不确定度的来源分量表 14

　　表 B. 4 时域 & 标准雷电冲击电压下测量不确定度的来源分量表 14

　　表 B. 5 频域 & 工频电压下测量不确定度的估算程序 15

　　表 B. 6 频域 & 标准雷电冲击电压下测量不确定度的估算程序 16

　　表 B. 7 时域 & 工频电压下测量不确定度的估算程序 17

　　表 B. 8 时域 & 标准雷电冲击电压下测量不确定度的估算程序 18

　　表 B. 9 估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度示例 19

　　Ⅱ

　　GB/T 18134—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件代替 GB/T 18134. 1—2000《极快速冲击高电压试验技术 第 1 部分:气体绝缘变电站中陡波前过电压用测量系统》, 与 GB/T 18134. 1—2000 相比 , 除结构调整和编辑性改动外 , 主要技术变化如下:

　　a) 更改了“范围”的表述 , 删除了时间参数的限定范围(见第 1 章 , 2000 年版的第 1 章) ;

　　b) 增加了 GB/T 2900 . 19—2022 和 GB/T 2900 . 20—2016 界定的术语和定义适用于本文件(见第3 章) ;

　　c) 将“定义”更改为“术语和定义”, 并将 2000 年版的有关内容更改后纳入 , 增加了“传递特性”和“ 上升时间”两个术语和定义(见第 3 章 , 2000 年版的第 3 章) ;

　　d) 增加了“特快波前过电压的特性”一章 , 并将 2000 年版的有关内容更改后纳入(见第 4 章 , 2000 年版的 4. 1 、5 . 1 和 6 . 1) ;

　　e) 更改了内部特快波前过电压的特性 , 将低频范围 f 3 分量(0 . 1 MHz~5 MHz)修改为频率范围 f 3分量(30 KHz~5 MHz) , 增加了系统运行电压分量(10 Hz~55 Hz)(见 4. 2 , 2000 年版的 4. 1) ;

　　f) 更改了瞬态外壳电压的特性 , 将甚高频范围 f 1 分量(最高达 100 MHz)修改为频率范围 f 1 分量(最高 达 50 MHz) , 将 低 频 范 围 f 3 分 量 (0 . 1 MHz~ 1 MHz)修 改 为 频 率 范 围 f 3 分 量(30 KHz~1 MHz) , 将幅值范围修改为系统最高运行电压的 0 . 01~0 . 035 倍(见 4. 3 , 2000 年版的 5 . 1) ;

　　g) 更改了外部特快波前过电压的特性 , 将低频范围 f 3 分量(0 . 1 MHz~5 MHz)修改为频率范围 f 3分量(30 KHz~5 MHz) , 增加了系统运行电压分量(10 Hz~55 Hz) , 删除了阶跃电压和甚高频范围 f 1 分量(最高达 100 MHz) , 并将幅值范围修改为系统最高运行电压的 1 . 0~2 . 0 倍(见4. 4 , 2000 年版的 6 . 1) ;

　　h) 增加了“ 特 快 波 前 过 电 压 用 测 量 系 统 ”一 章 , 并 将 2000 年 版 的 有 关 内 容 更 改 后 纳 入 (见第 5 章 , 2000 年版的 4. 2 、4. 3 、4. 4 、5 . 2 、5 . 3 、5 . 4 、6 . 2 、6 . 3 和 6 . 4) ;

　　i) 增加了外部特快波前过电压用测量系统的举例(见 5 . 2 . 1 . 3 中的图 7~图 9) ;

　　j) 内部特快波前过电压用测量系统的基本要求增加了转换装置距离被测处轴向距离宜在 1 m范围以内的要求 , 新增规范性引用 GB/T 1985—2023(见 5 . 2 . 2 . 1) ;

　　K) 删除了瞬态外壳电压用测量系统可行方案中的电场探头方案(见 2000 年版的 5 . 3 . 1) ;

　　l) 更改了内部特快波前过电压用测量系统的传递特性(见 5 . 3 . 1 , 2000 年版的 4. 2 . 3) ;

　　m) 更改了瞬态外壳电压用测量系统的传递特性(见 5 . 3 . 2 , 2000 年版的 5 . 2 . 3) ;

　　n) 更改了外部特快波前过电压用测量系统的传递特性(见 5 . 3 . 3 , 2000 年版的 6 . 2 . 3) ;

　　。) 更改了测量系统传递特性的测定方法(见 5 . 3 . 4 , 2000 年版的 4. 4. 2 、5 . 4. 2 和 6 . 4. 2) ;

　　p) 更改了内部特快波前过电压用测量系统的校核程序 , 新增了规范性引用文件 GB/T 16927 . 1和 GB/T 16927 . 2(见 5 . 4. 1 , 2000 年版的 4. 4. 3) ;

　　q) 更改了瞬态外壳 电 压 用 测 量 系 统 的 校 核 程 序 , 新 增 了 规 范 性 引 用 文 件 GB/T 16927 . 1 和GB/T 16927 . 2(见 5 . 4. 2 , 2000 年版的 5 . 4. 3) ;

　　r) 更改了外部特快波前过电压用测量系统的校核程序 , 新增了规范性引用文件 GB/T 16927 . 1和 GB/T 16927 . 2(见 5 . 4. 3 , 2000 年版的 6 . 4. 3) ;

　　Ⅲ

　　GB/T 18134—2025

　　s) 增加了“ 附录 D(规范性)基于时域特性实验确定测量系统频率特性的方法”。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国电器工业协会提出 。

　　本文件由全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会(SAC/TC163)归口 。

　　本文件起草单位:西安高压电器研究院股份有限公司 、中国电力科学研究院有限公司 、西安交通大学 、清华四川能源互联网研究院 、华东电力试验研究院有限公司 、国网陕西省电力有限公司电力科学研究院 、国网河南省电力公司电力科学研究院 、云南电网有限责任公司电力科学研究院 、国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 、南方电网科学研究院有限责任公司 、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司 、国网河北省电力有限公司电力科学研究院 、广东电网有限责任公司广州供电局电力试验研究院 、国网北京市电力公司 、南京南瑞继保电气有限公司 、湖北华中电力科技开发有限责任公司 、国网新疆电力有限公司电力科学研究院 、西安西电高压套管有限公司 。

　　本文件主要起草人:申萌 、李强 、李文婷 、张小勇 、丁卫东 、丁登伟 、刘宸 、司文荣 、韩彦华 、王震宇 、谭向宇 、吴旭涛 、赵晓斌 、张长虹 、庞先海 、李晓 、魏唐斌 、张子敬 、朱银军 、刘卫新 、陈晓东 。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:

　　— 2000 年首次发布为 GB/T 18134 . 1—2000 ;

　　— 本次为第一次修订 。

　　Ⅳ

　　GB/T 18134—2025

　　高电压试验技术 特快波前过电压测量

　　1 范围

　　本文件描述了特快波前过电压的特性和特快波前过电压的常用测量方法 , 规定了测量系统的基本要求 、传递特性以及校核程序。

　　本文件适用于测量气体绝缘金属封闭开关设备由于操作或内部破坏性放电所产生的特快波前过电压 , 尤其是下述三种特快波前过电压的测量系统:

　　— 内部特快波前过电压 ;

　　— 瞬态外壳电压 ;

　　— 外部特快波前过电压。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中 , 注 日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件 , 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 1985—2023 高压交流隔离开关和接地开关

　　GB/T

　　2900 . 19—2022 电工术语

　　高电压试验技术和绝缘配合

　　GB/T

　　2900 . 20—2016 电工术语

　　高压开关设备和控制设备

　　GB/T

　　16927 . 1 高电压试验技术

　　第 1 部分:一般定义及试验要求

　　GB/T

　　16927 . 2 高电压试验技术

　　第 2 部分:测量系统

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900 . 19—2022 、GB/T 2900 . 20—2016 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1

　　内部特快波前过电压 internal very-fast-front overvoltage

　　在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)内部 , 高压导体和外壳之间出现的特快波前过电压。 3.2

　　瞬态外壳电压 transient enclosure voltage ; TEV

　　在 GIS外部 , GIS外壳和地之间出现的特快波前过电压。 3.3

　　外部特快波前过电压 external very-fast-front overvoltage

　　GIS外接导线和设备上出现的特快波前过电压。 3.4

　　传递特性 transfer characteristic

　　测量系统的输出与输入之间的函数关系。

　　1

　　GB/T 18134—2025

　　3.5

　　上升时间 rise time

　　t r

　　波形幅值从 10%上升到 90%的时间间隔 。

　　4 特快波前过电压的特性

　　4 . 1 概述

　　特快波前过电压是由于 GIS内部隔离开关或断路器等的操作,或 GIS内部破坏性放电所产生的电压,是由电压快速变化引起的阶跃电压行波的反射和折射形成的,可分为内部特快波前过电压 、瞬态外壳电压和外部特快波前过电压 。 图 1 给出了特快波前过电压的起源 、分类及作用部位 。

　　图 1 特快波前过电压的起源 、分类及作用部位

　　4 . 2 内部特快波前过电压的特性

　　GIS内部隔离开关或断路器等的操作,或 GIS 内部破坏性放电所产生的陡变阶跃电压行波,在GIS和与之直接相连的设备中传播,并在阻抗突变处发生折反射,行波与系统运行电压叠加形成内部特快波前过电压波形 。

　　内部特快波前过电压的波形取决于 GIS的内部结构和外部配置,通常包含 5 个主要分量 :

　　— 阶跃电压 ;

　　— 频率范围 f 1 分量(最高达 100 MHz) ;

　　— 频率范围 f 2 分量(最高达 30 MHz) ;

　　— 频率范围 f 3 分量(30 KHz~5 MHz) ;

　　— 系统运行电压(10 Hz~55 Hz) 。

　　附录 A 阐述了 5 个主要分量的产生原因 。

　　内部特快波前过电压的幅值范围一般为系统最高运行电压的 1 . 0 倍 ~2 . 5 倍 。 图 2 为内部特快波前过电压示例 。

　　2

　　GB/T 18134—2025

　　图 2 内部特快波前过电压示例

　　4 . 3 瞬态外壳电压的特性

　　瞬态外壳电压本质上是由内部特快波前过电压造成的 。

　　瞬态外壳电压的波形主要取决于 GIS外壳的接地 。 由于阶跃电压衰减很快,因此通常包含 3 个主要分量 :

　　— 频率范围 f 1 分量(最高达 50 MHz) ;

　　— 频率范围 f 2 分量(最高达 30 MHz) ;

　　— 频率范围 f 3 分量(30 KHz~l MHz) 。

　　附录 A 阐述了 3 个主要分量的产生原因及瞬态外壳电压的产生原理 。

　　当有多点低阻抗接地连接时,瞬态外壳电压的持续时间小于 10 μs 。在这种情况下频率范围 f 3 分量很小 。 瞬态外壳电压的幅值取决于外壳离地面的高度 、外壳与接地系统的连接方式及接地系统本身,其幅值范围一般为系统最高运行电压的 0 . 01 倍 ~0 . 035 倍 。 图 3 为瞬态外壳电压示例 。

　　3

　　GB/T 18134—2025

　　图 3 瞬态外壳电压示例

　　4 . 4 外部特快波前过电压的特性

　　外部特快波前过电压本质上也是由内部特快波前过电压造成的 。

　　外部特快波前过电压的波形取决于 GIS的内部结构和外部配置,但主要取决于 GIS的外部配置 。由于 30 MHz 以上的频率范围分量在 GIS与外接导线的连接处折射时衰减很快,因此通常包含 3 个主要分量 :

　　— 频率范围 f 1 分量(最高达 30 MHz) ;

　　— 频率范围 f 2 分量(30 KHz~5 MHz) ;

　　— 系统运行电压(10 Hz~55 Hz) 。

　　附录 A 阐述了三个主要分量的产生原因及外部特快波前过电压的产生原理 。

　　外部特快波前过电压的幅值主要取决于 GIS的外部配置,但也取决于 GIS本身及其接地方式,其幅值范围一般为系统最高运行电压的 1 . 0 倍 ~2 . 0 倍 。 图 4 为外部特快波前过电压示例 。

　　4

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　　图 4 外部特快波前过电压示例

　　5 特快波前过电压用测量系统

　　5 . 1 通则

　　测量系统由转换装置 、传输系统和记录仪器 3 部分构成,且这 3 部分性能互有影响 。 因此,应将测量系统作为一个整体进行测定和校核 。

　　转换装置 、传输系统和记录仪器应满足被测瞬态信号所对应的绝缘强度 、采样频率等的要求 。

　　测定和校核测量系统时,测量系统的传递特性可以在频域或者在时域内确定,应根据被测瞬态信号涉及的频率范围校核刻度因数及其适用范围 。特快波前过电压峰值测量不确定度的估算见附录 B。

　　5 . 2 测量系统的测量方法及基本要求

　　5 . 2 . 1 测量方法

　　5 . 2 . 1 . 1 内部特快波前过电压用测量系统的测量方法

　　测量系统宜采用电容分压测量原理 。转换装置可采用安装在 GIS外壳上适当位置处(如手孔处)的带有感应电极的电容分压式传感器(见图 5),感应电极布置在 GIS壳体内,高压臂 C1 由电容分压式传感器的感应电极和 GIS带电导体之间的电容构成,低压臂 C2 由绝缘薄膜电容构成,或者由外接电容构成低压臂, R为传输系统匹配电阻 。

　　图 5 采用绝缘薄膜电容作为低压臂的电容分压式传感器示意图

　　5

　　GB/T 18134—2025

　　5 . 2 . 1 . 2 瞬态外壳电压用测量系统的测量方法

　　测量系统宜采用电阻分压测量原理 。转换装置可采用电阻性阻抗分压器 , 如图 6 所示 Newi探头 。

　　Newi探头的高压臂为低电感电阻 R1 , 其电感 L冬R1 /(1O×2πf) , f 为被测处的电压频率 , 其电阻应远大于 GIS外壳对地的波阻抗 。 同轴电缆既作为传输系统又兼作低压臂 。R2 为匹配电阻 , 其值等于同轴电缆的波阻抗 。U 为被测处电压 ,UO 为记录仪器的采集电压 。转换装置的刻度因数 A 见公式(1) :

　　A = (ZO + Z1 +R1 )/ZO …………………………( 1 )

　　式中:

　　ZO — 同轴电缆波阻抗 ;

　　Z1 — 同轴电缆屏蔽层对地波阻抗(地也可以是双屏蔽电缆的外层屏蔽) ;

　　R1 —Newi探头的高压臂电阻 。

　　b) 等效电路图

　　a) 测量线路接法

　　图 6 Newi 探头示意图

　　5 . 2 . 1 . 3 外部特快波前过电压用测量系统的测量方法

　　测量系统宜采用电场测量或电容分压测量原理 。转换装置可采用电场探头 、电容分压式传感器或光电集成电场探头 。

　　电场探头(见图 7)为非接触式测量 , 用于测量外接导线上的外部特快波前过电压 。两个由绝缘板分隔开的对称电极构成传感电容 Cs , 两个电极由取样电容 C 相连 。 EO (t)为电场探头处的电场强度 , 与被测电压成正比 , Ca 和 Ra 分别为记录仪器的输入电容和输入电阻 。

　　图 7 电场探头示意图

　　电容分压式传感器(见图 8)为非接触式测量 , 用于测量外接导线上的外部特快波前过电压 。 电容分压式传感器由两个被绝缘板分隔开的上 、下电极构成 , 下电极接地 。上 、下电极间的电容 Cs 与外接采样电容 C2 并联形成低压臂 , 高压导线与电容分压式传感器上电极之间的电容构成高压臂 C1 。采样电容两端的信号经光电转换后输出至记录仪器 。

　　6

　　GB/T 18134—2025

　　图 8 电容分压式传感器示意图

　　光电集成电场探头(见图 9)为非接触式测量 , 用于测量外接导线上的外部特快波前过电压 。激光源产生的线偏振光经保偏光纤入射传感器 , 在光波导中传输的线偏振光受到被测电场的相位调制 , 携带相位信息的偏振光经干涉后转化为光强度信号 , 后经单模光纤传输至光转换模块转换为电信号 , 该电信号反映被测电场 E0 (t)的大小 。

　　图 9 光电集成电场探头示意图

　　5 . 2 . 2 基本要求

　　5 . 2 . 2 . 1 内部特快波前过电压用测量系统的基本要求

　　由于内部特快波前过电压的行波特性 , 其波形随测量位置不同可有很大的变化 。测量内部特快波前过电压的转换装置应尽可能地靠近被测处 , 转换装置距离被测处轴向距离宜在 1 m 范围以内 , 相关要求按照 GB/T 1985—2023 的 7 . 108 . 11 。

　　转换装置的安装不应对被测 GIS绝缘介质的完整性产生破坏 , 不应对被测 GIS的波阻抗和绝缘性能产生不利影响 , 同时不应引起被测 GIS产生明显的电场畸变 。

　　5 . 2 . 2 . 2 瞬态外壳电压用测量系统的基本要求

　　瞬态外壳电压的测量与测量位置密切相关 , 转换装置应置于 GIS外壳并尽可能地靠近被测处 。测量系统的输入阻抗可能会影响被测瞬态外壳电压的幅值和波形 , 因此测量系统的设计不应对被测瞬态外壳电压产生不利影响 。

　　5 . 2 . 2 . 3 外部特快波前过电压用测量系统的基本要求

　　转换装置应尽可能靠近被测处 , 否则会影响测量的准确性 。如果被测处和转换装置之间的波阻抗有突变 , 则实测的外部特快波前过电压可能明显地不同于被测处出现的外部特快波前过电压 。 因此测

　　7

　　GB/T 18134—2025

　　量系统的设计不应对被测外部特快波前过电压产生不利影响 。

　　5 . 3 测量系统的传递特性

　　5 . 3 . 1 内部特快波前过电压用测量系统的传递特性

　　传递特性的规定如下 。

　　a) 如果在频域内确定测量系统的传递特性 , 在 10 Hz~100 MHz 之间测量系统的响应偏离刻度因数校核点的最大偏差率应在 ±10%以内 。

　　b) 如果在时域内确定测量系统的传递特性 , 应分别确定测量系统的高频传递特性和低频传递特性 。

　　1) 应采用 1 kv及以上的单位阶跃响应确定高频传递特性 , 响应参数应满足下列限值 。

　　上升时间 : tr ≤3 . 5 ns ;

　　单位阶跃响应的过冲:βrs ≤10% ;

　　在 3 . 5 ns ~ 1 . 2 μs 之 间 测 量 系 统 的 响 应 偏 离 刻 度 因 数 校 核 点 的 最 大 偏 差 率 应 在±10%以内 。

　　2) 应采用 1 kv及以上的单位阶跃响应确定低频传递特性 , 响应参数应满足下列限值 。

　　上升时间 : tr ≤1 . 2 μs ;

　　单位阶跃响应的过冲:βrs ≤10% ;

　　在 1 . 2 μs~25 ms之间测量系统的响应偏离刻度因数校核点的最大偏差率应在 ±10%以内 。

　　注 1 : 在频域内 , 刻度因数校核点选取工频电压频率点或 1/(4T1 )频率点 , T1 为标准雷电冲击电压的波前时间 ;

　　注 2 : 在时域内 , 刻度因数校核点选取 T/4 时刻点或 T1 时刻点 , T 为工频电压的周期 , T1 为标准雷电冲击电压的波前时间 ;

　　注 3 : 若采用工频电压校核刻度因数 , 刻度因数校核点选取工频电压频率点或 T/4 时刻点 , T 为工频电压的周期 ;

　　注 4 : 若采用标准雷电冲击电压校核刻度因数 , 刻度因数校核点选取 1/(4T1 )频率点或 T1 时刻点 , T1 为标准雷电冲击电压的波前时间 。

　　5 . 3 . 2 瞬态外壳电压用测量系统的传递特性

　　传递特性的规定如下 。

　　a) 如果在频域内确定测量系统的传递特性 , 在 30 kHz~50 MHz 之间测量系统的响应偏离刻度因数校核点的最大偏差率应在 ±10%以内 。

　　b) 如果在时域内确定测量系统的传递特性 , 应分别确定测量系统的高频传递特性和低频传递特性 。

　　1) 应采用 1 kv及以上的单位阶跃响应确定高频传递特性 , 响应参数应满足下列限值 。

　　上升时间 : tr ≤7 ns ;

　　单位阶跃响应的过冲:βrs ≤10% ;

　　在 7 ns~1 . 2 μs 之间测量系统的响应偏离刻度因数校核点的最大偏差率应在 ±10%以内 。

　　2) 应采用 1 kv及以上的单位阶跃响应确定低频传递特性 , 响应参数应满足下列限值 。

　　上升时间 : tr ≤1 . 2 μs ;

　　单位阶跃响应的过冲:βrs ≤10% ;

　　在 1 . 2 μs~33 μs之间测量系统的响应偏离刻度因数校核点的最大偏差率应在 ±10%以内 。

　　注 1 : 在频域内 , 刻度因数校核点应选取 1/(4T1 )频率点 , T1 为标准雷电冲击电压的波前时间 ;

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　　GB/T 18134—2025

　　注 2 : 在时域内 , 刻度因数校核点应选取 T1 时刻点 , T1 为标准雷电冲击电压的波前时间 。

　　5 . 3 . 3 外部特快波前过电压用测量系统的传递特性

　　传递特性的规定如下 。

　　a) 如果在频域内确定测量系统的传递特性 , 在 10 Hz~30 MHz之间测量系统的响应偏离刻度因数校核点的最大偏差率应在 ±10%以内 。

　　b) 如果在时域内确定测量系统的传递特性 , 应分别确定测量系统的高频传递特性和低频传递特性 。

　　1) 应采用 1 kv及以上的单位阶跃响应确定高频传递特性 , 响应参数应满足下列限值 。

　　上升时间 : tr ≤11 ns ;

　　单位阶跃响应的过冲:βrs ≤10% ;

　　在 11 ns~1 . 2 μs 之间测量系统的响应偏离刻度因数校核点的最大偏差率应在 ±10%以内 。

　　2) 应采用 1 kv及以上的单位阶跃响应确定低频传递特性 , 响应参数应满足下列限值 。

　　上升时间 : tr ≤1 . 2 μs ;

　　单位阶跃响应的过冲:βrs ≤10% ;

　　在 1 . 2 μs~25 ms之间测量系统的响应偏离刻度因数校核点的最大偏差率应在 ±10%以内 。

　　注 1 : 在频域内 , 刻度因数校核点可选取工频电压频率点或 1/(4T1 )频率点 , T1 为标准雷电冲击电压的波前时间 ;

　　注 2 : 在时域内 , 刻度因数校核点可选取 T/4 时刻点或 T1 时刻点 , T 为工频电压的周期 , T1 为标准雷电冲击电压的波前时间 ;

　　注 3 : 若采用工频电压校核刻度因数 , 刻度因数校核点应选取工频电压频率点或 T/4 时刻点 , T 为工频电压的周期 ;

　　注 4 : 若采用标准雷电冲击电压校核刻度因数 , 刻度因数校核点应选取 1/(4T1 )频率点或 T1 时刻点 , T1 为标准雷电冲击电压的波前时间 。

　　5 . 3 . 4 测量系统传递特性的测定

　　传递特性的测定宜采用信号发生器或阶跃波发生器(见附录 C)等装置进行 。测定可采用下述任 一方法 。

　　方法 A:测定测量系统的幅-频响应 ;

　　方法 B:通过单位阶跃响应 g(t)分别测定测量系统的高频传递特性和低频传递特性 , 按照附录 D规定的方法确定测量系统的频率特性 。

　　测定过程中的相关要求如下:

　　a) 在测定传递特性时 , 实际测量过程中用来调整被测信号的任何电子装置都应接入并按通常方式工作 ;

　　b) 传输系统(电缆或光纤)应与实际测量时所用的类型和长度一致 ;

　　c) 如果需要 , 在测定幅-频响应时 , 可使用带宽重叠的信号发生器进行多次测定 ;

　　d) 应测定由于高 、低压臂中介质材料的不同频率特性而引起的响应的变化 。

　　5 . 4 测量系统的校核程序

　　5 . 4 . 1 内部特快波前过电压用测量系统的校核程序

　　校核刻度因数时 , 应按实际测量情况布置测量系统 。根据测量场景 , 在下述两种方法中选取对应的方法进行刻度因数校核 。

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　　GB/T 18134—2025

　　方法 A:在满足 5 . 3 . 1 的有关规定下 , 按照 GB/T 16927 . 1 和 GB/T 16927 . 2 的相关要求 , 刻度因数可采用工频电压与认可的工频电压测量系统进行比对来校核 。

　　方法 B:在满足 5 . 3 . 1 的有关规定下 , 按照 GB/T 16927 . 1 和 GB/T 16927 . 2 的相关要求 , 刻度因数可采用标准雷电冲击电压与认可的雷电冲击电压测量系统进行比对来校核 。

　　现场测量宜选用方法 A, 实验室测量宜选用方法 B。

　　5 . 4 . 2 瞬态外壳电压用测量系统的校核程序

　　校核刻度因数时 , 应按实际测量情况布置测量系统 。

　　在满足 5 . 3 . 2 的有关规定下 , 按照 GB/T 16927 . 1 和 GB/T 16927 . 2 的相关要求 , 刻度因数可采用标准雷电冲击电压与认可的雷电冲击电压测量系统进行比对来校核 。

　　5 . 4 . 3 外部特快波前过电压用测量系统的校核程序

　　校核刻度因数时 , 应按实际测量情况布置测量系统 。根据测量场景 , 在下述两种方法中选取对应的方法进行刻度因数校核:

　　方法 A:在满足 5 . 3 . 3 的有关规定下 , 按照 GB/T 16927 . 1 和 GB/T 16927 . 2 的相关要求 , 刻度因数可采用工频电压与认可的工频电压测量系统进行比对来校核 ;

　　方法 B:在满足 5 . 3 . 3 的有关规定下 , 按照 GB/T 16927 . 1 和 GB/T 16927 . 2 的相关要求 , 刻度因数可采用标准雷电冲击电压与认可的雷电冲击电压测量系统进行比对来校核 。

　　现场测量宜选取方法 A, 实验室测量宜选取方法 B。

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　　GB/T 18134—2025

　　附 录 A

　　(资料性)

　　特快波前过电压特性的说明

　　A. 1 特快波前过电压的主要分量

　　A. 1 . 1 内部特快波前过电压的主要分量

　　主要分量如下 :

　　a) 阶跃电压,是由于 GIS内部隔离开关或断路器等的操作,或 GIS内部破坏性放电所产生 ;

　　b) 频率范围 f 1 分量(最高达 100 MHz) ,是由于 GIS母线管道内如电晕屏蔽罩 、弯管等多处波阻抗的细微变化所产生 ;

　　c) 频率范围 f 2 分量(最高达 30 MHz) ,是由于 GIS和外接导线连接处如高压出线套管接线端子 、电缆终端等波阻抗的显著变化引起的反射所产生 ;

　　d) 频率范围 f 3 分量(30 KHz~5 MHz) ,是由于 GIS外部的大电容设备,如电容式电压互感器或耦合电容器引起的谐振所产生 ;

　　e) 系统运行电压(10 Hz~55 Hz),是考虑了低频输电系统的电力系统运行电压。

　　A. 1 . 2 瞬态外壳电压的主要分量

　　主要分量如下 :

　　a) 频率范围 f 1 分量(最高达 50 MHz) ,是由于 GIS外壳的不连续如高压出线套管根部连接 、 GIS盆式绝缘子安装部位外壳绝缘间隙等多处波阻抗的细微变化所产生 ;

　　b) 频率范围 f 2 分量(最高达 30 MHz),是由于如 GIS外壳接地引线等波阻抗的显著变化引起的反射所产生 ;

　　c) 频率范围 f 3 分量(30 KHz~1 MHz) ,是由于 GIS外部大设备的集中电容引起的谐振所产生。

　　A. 1 . 3 外部特快波前过电压的主要分量

　　主要分量如下 :

　　a) 频率范围 f 1 分量(最高达 30 MHz) ,是由于 GIS和外接导线连接处如高压出线套管接线端子 、电缆终端等波阻抗的显著变化引起的折射所产生 ;

　　b) 频率范围 f 2 分量(30 KHz~5 MHz) ,是由于 GIS外部大设备的集中电容引起的谐振所产生 ;

　　c) 系统运行电压(10 Hz~55 Hz),是考虑了低频输电系统的电力系统运行电压。

　　A. 2 瞬态外壳电压(TEV)和外部特快波前过电压的产生

　　采用带有高压出线套管和架空线的 GIS来分析瞬态外壳电压(TEV)和外部特快波前过电压的产生机理,有 3 个行波路径 :

　　a) GIS内部同轴导体和 GIS外壳内表面之间的行波路径,波阻抗为 ZG ;

　　b) GIS外壳和地之间的行波路径,波阻抗为 ZK ;

　　c) 架空线和地之间的行波路径,波阻抗为 ZJ。

　　当 GIS内部的一个行波UG+ 到达高压出线套管根部时,由于 GIS外壳端部的不连续,行波UG+ 的一部分耦合至高压出线套管根部的 GIS外壳,形成 GIS外壳上的前行波 UK+ ,前行波 UK+ 在 GIS外壳和地之间传播,产生了瞬态外壳电压(TEV) 。 当 GIS内部的一个行波 UG+ 到达高压出线套管和架空线的

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　　GB/T 18134—2025

　　连接处时,一部分反射回 GIS,形成反射波 UG— ; 一部分折射至架空线,形成折射波 UJ+ ,折射波 UJ+ 在架空线和地之间传播,产生了外部特快波前过电压 。 瞬态外壳电压(TEV)和外部特快波前过电压的产生原理示意见图 A. 1 。

　　图 A. 1 TEV和外部特快波前过电压的产生原理示意图

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　　GB/T 18134—2025

　　附 录 B

　　(资料性)

　　特快波前过电压峰值测量不确定度的估算

　　B. 1 测量不确定度的来源

　　B. 1 . 1 内部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源

　　测量不确定度的来源如下 。

　　a) 当在频域内测定测量系统的传递特性,用工频电压校核测量系统的刻度因数时,内部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源如表 B. 1 所示 。

　　表 B. 1 频域 & 工频电压下测量不确定度的来源分量表

　　测量不确定度的来源分量

　　符号表示

　　认可的工频电压测量系统所引入的测量不确定度分量

　　u 1

　　幅-频响应测定装置所引入的测量不确定度分量 u 21

　　合成不确定度 u 2 c

　　u 2

　　测量系统自身传递特性所引入的测量不确定度分量 u 22

　　其他影响因素所引入的测量不确定度分量(如线性度等)

　　u 3

　　注 1 : 若需使用带宽重叠的多台幅-频响应测定装置进行多次测定时,求取每个带宽对应的测量系统自身传递特

　　性及其测定装置所引入的测量不确定度分量的合成不确定度 u 2 c = 槡( u 21 ) 2 +( u 22 ) 2 ,并选取 u 2c 的最大值

　　作为 u 2 。

　　注 2 : 其他影响因素主要包括测量系统的线性度 、环境温湿度 、周围环境电磁干扰等会对测量结果产生影响的因素,各项影响因素所引入的测量不确定度分量的确定需要基于试验研究结果,若某项影响因素所引入的测量不确定度分量难以通过试验研究或计算确定,基于以往所积累的经验估算该项分量 。

　　b) 当在频域内测定测量系统的传递特性,用标准雷电冲击电压校核测量系统的刻度因数时 , 内部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源如表 B. 2 所示 。

　　表 B. 2 频域 & 标准雷电冲击电压下测量不确定度的来源分量表

　　测量不确定度的来源分量

　　符号表示

　　认可的雷电冲击电压测量系统所引入的测量不确定度分量

　　u 1

　　幅-频响应测定装置所引入的测量不确定度分量 u 21

　　合成不确定度

　　u 2 c

　　u 2

　　测量系统自身传递特性所引入的测量不确定度分量 u 22

　　其他影响因素所引入的测量不确定度分量(如线性度等)

　　u 3

　　注 1 : 若需使用带宽重叠的多台幅-频响应测定装置进行多次测定时,求取每个带宽对应的测量系统自身传递特

　　性及其测定装置所引入的测量不确定度分量的合成不确定度 u 2 c = 槡( u 21 ) 2 +( u 22 ) 2 ,并选取 u 2c 的最大值

　　作为 u 2 。

　　注 2 : 其他影响因素主要包括测量系统的线性度 、环境温湿度 、周围环境电磁干扰等会对测量结果产生影响的因素,各项影响因素所引入的测量不确定度分量的确定需要基于试验研究结果,若某项影响因素所引入的测量不确定度分量难以通过试验研究或计算确定,基于以往所积累的经验估算该项分量 。

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　　GB/T 18134—2025

　　c) 当在时域内测定测量系统的传递特性,用工频电压校核测量系统的刻度因数时,内部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源如表 B. 3 所示。

　　表 B. 3 时域 & 工频电压下测量不确定度的来源分量表

　　测量不确定度的来源分量

　　符号表示

　　认可的工频电压测量系统所引入的测量不确定度分量

　　u 1

　　高频传递特性测定装置所引入的测量不确定度分量 u 21

　　合成不确定度

　　u 2c1

　　u 2

　　(选取 u 2c1 和 u 2c2中的较大值)

　　测量系统自身高频传递特性所引入的测量不确定度分量 u 22

　　低频传递特性测定装置所引入的测量不确定度分量 u 23

　　合成不确定度

　　u 2c2

　　测量系统自身低频传递特性所引入的测量不确定度分量 u 24

　　其他影响因素所引入的测量不确定度分量(如线性度等)

　　u 3

　　注 1 : u 2c1 = 槡(u 21 ) 2 + (u 22 ) 2 , u 2c2 = 槡(u 23 ) 2 + (u 24 ) 2 , u 2 为 u 2c1 和 u 2c2 两者中的较大值 。

　　注 2 : 其他影响因素主要包括测量系统的线性度 、环境温湿度 、周围环境电磁干扰等会对测量结果产生影响的因素,各项影响因素所引入的测量不确定度分量的确定需要基于试验研究结果,若某项影响因素所引入的测量不确定度分量难以通过试验研究或计算确定,基于以往所积累的经验估算该项分量。

　　d) 当在时域内测定测量系统的传递特性,用标准雷电冲击电压校核测量系统的刻度因数时 , 内部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源如表 B. 4 所示。

　　表 B. 4 时域 & 标准雷电冲击电压下测量不确定度的来源分量表

　　测量不确定度的来源分量

　　符号表示

　　认可的雷电冲击电压测量系统所引入的测量不确定度分量

　　u 1

　　高频传递特性测定装置所引入的测量不确定度分量 u 21

　　合成不确定度

　　u 2c1

　　u 2

　　(选取 u 2c1 和 u 2c2中的较大值)

　　测量系统自身高频传递特性所引入的测量不确定度分量 u 22

　　低频传递特性测定装置所引入的测量不确定度分量 u 23

　　合成不确定度

　　u 2c2

　　测量系统自身低频传递特性所引入的测量不确定度分量 u 24

　　其他影响因素所引入的测量不确定度分量(如线性度等)

　　u 3

　　注 1 : u 2c1 = 槡(u 21 ) 2 + (u 22 ) 2 , u 2c2 = 槡(u 23 ) 2 + (u 24 ) 2 , u 2 为 u 2c1 和 u 2c2 两者中的较大值 。

　　注 2 : 其他影响因素主要包括测量系统的线性度 、环境温湿度 、周围环境电磁干扰等会对测量结果产生影响的因素,各项影响因素所引入的测量不确定度分量的确定需要基于试验研究结果,若某项影响因素所引入的测量不确定度分量难以通过试验研究或计算确定,基于以往所积累的经验估算该项分量。

　　B. 1 . 2 瞬态外壳电压峰值测量不确定度的来源

　　瞬态外壳电压峰值测量不确定的来源如 B. 1 . 1 的表 B. 2 和表 B. 4 。

　　B. 1 . 3 外部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源

　　外部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源与内部特快波前过电压峰值测量不确定度的来源相同。

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　　GB/T 18134—2025

　　B. 2 估算特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序

　　B. 2 . 1 估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序

　　估算测量不确定度的简化程序如下 。

　　a) 当在频域内测定测量系统的传递特性 , 用工频电压校核测量系统的刻度因数时 , 估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序如表 B. 5 所示 。

　　表 B. 5 频域 & 工频电压下测量不确定度的估算程序

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值测 量 不 确 定 度 的 来 源分量及符号表示

　　a) 用工频电压校核测量系统的刻度因数时 , 由认可的工频电压测量系统所引入的测量不确定度分量

　　测量不确定度分量为 u 1

　　b) 在频域内测定测量系统的传递特性时 , 由幅-频响应测定装置及测量系统 自 身传递特性所引入的合成不确定度分量 u 2 c

　　测量不确定度分量为 u 2

　　c) 由其他影响因素(如线性度等)所引入的测量不确定度分量

　　测量不确定度分量为 u 3

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值合成不确定度

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值相对扩展不确定度

　　u=k ● u

　　(k 为包含因子)

　　注 1 : 根据认可的工频电压测量系统的校准证书 , 确定测量不确定度分量 u 1 。 当校准证书中给出的相对扩展不确定度为 u1 (包含因子为 k 1 )时 , 确定 u 1 =u1 /k 1 。

　　注 2 : 根据幅-频响应测定装置的校准证书和测量系统频域内传递特性的测定结果 , 确定测量不确定度分量 u 2 。当校准证书中给出的相对扩展不确定度为 u2 (包含因子为 k 2 ) , 测量系统频域内传递特性测定最大偏差率

　　的绝对值为 M(包含因子按照均匀分布计算为槡3 )时 , 确定 u 2 = u 2 c = 槡 若只使用

　　单台幅-频响应测定装置时 , u 2 =u2c;若需使用带宽重叠的多台幅-频响应测定装置时 , 选取 u 2c 的最大值作为测量不确定度分量 u 2 。

　　注 3 : 其他影响因素所引入的测量不确定度分量 , 主要考虑测量系统线性度所引入的测量不确定度分量 , 当测量系统线性度为 N(包含因子按照均匀分布计算为槡3 )时 , 确定 u 3 =N/槡

　　注 4 : k 值的选取与测量结果的覆盖概率相关 , 当测量结果呈近似正态分布时 , k 取值为 2 , 对应覆盖概率不小于 95% 。

　　b) 当在频域内测定测量系统的传递特性 , 用标准雷电冲击电压校核测量系统的刻度因数时 , 估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序如表 B. 6 所示 。

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　　GB/T 18134—2025

　　表 B. 6 频域 & 标准雷电冲击电压下测量不确定度的估算程序

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值测 量 不 确 定 度 的 来 源分量及符号表示

　　a) 用标准雷电冲击电压校核测量系统的刻度因数时 , 由认可的雷电冲击电压测量系统所引入的测量不确定度分量

　　测量不确定度分量为 u 1

　　b) 在频域内测定测量系统的传递特性时 , 由幅-频响应测定装置及测量系统 自 身传递特性所引入的合成不确定度分量 u 2 c

　　测量不确定度分量为 u 2

　　c) 由其他影响因素(如线性度等)所引入的测量不确定度分量

　　测量不确定度分量为 u 3

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值合成不确定度

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值相对扩展不确定度

　　u=k ● u

　　(k 为包含因子)

　　注 1 : 根据认可的雷电冲击电压测量系统的校准证书 , 确定测量不确定度分量 u 1 。 当校准证书中给出的相对扩展不确定度为 u1 (包含因子为 k 1 )时 , 确定 u 1 =u1 /k 1 。

　　注 2 : 根据幅-频响应测定装置的校准证书和测量系统频域内传递特性的测定结果 , 确定测量不确定度分量 u 2 。当校准证书中给出的相对扩展不确定度为 u2 (包含因子为 k 2 ) , 测量系统频域内传递特性测定最大偏差率

　　的绝对值为 M(包含因子按照均匀分布计算为槡3 )时 , 确定 u 2 = u 2 c = 槡 若只使用

　　单台幅-频响应测定装置时 , u 2 =u2c;若需使用带宽重叠的多台幅-频响应测定装置时 , 选取 u 2c 的最大值作为测量不确定度分量 u 2 。

　　注 3 : 其他影响因素所引入的测量不确定度分量 , 主要考虑测量系统线性度所引入的测量不确定度分量 , 当测量系统线性度为 N(包含因子按照均匀分布计算为槡时 , 确定 u 3 =N/槡

　　注 4 : k 值的选取与测量结果的覆盖概率相关 , 当测量结果呈近似正态分布时 , k 取值为 2 , 对应覆盖概率不小于 95% 。

　　c) 当在时域内测定测量系统的传递特性 , 用工频电压校核测量系统的刻度因数时 , 估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序如表 B. 7 所示 。

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　　GB/T 18134—2025

　　表 B. 7 时域 & 工频电压下测量不确定度的估算程序

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值测量不确定度的来源

　　a) 用工频电压校核测量系统的刻度因数时 , 由认可的工频电压测量系统所引入的测量不确定度分量

　　测量不确定度分量为 u 1

　　b) 由时域内高频传递特性测定装置及测量系统 自 身高频传递特性所引入的合成不确定度分量 u 2c1

　　测量不确定度分量为 u 2

　　c) 由时域内低频传递特性测定装置及测量系统 自 身低频传递特性所引入的合成不确定度分量 u 2c2

　　d) 由其他影响因素(如线性度等)所引入的测量不确定度分量

　　测量不确定度分量为 u 3

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值合成不确定度

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值相对扩展不确定度

　　u=k ● u

　　(k 为包含因子)

　　注 1 : 根据认可的工频电压测量系统的校准证书 , 确定测量不确定度分量 u 1 o 当校准证书中给出的相对扩展不确定度为 u1 (包含因子为 k 1 )时 , 确定 u 1 =u1 /k 1 o

　　注 2 : 根据时域内高频传递特性测定装置的说明书和测量系统时域内高频传递特性的测定结果 , 确定合成不确定度 u2c1 o 当说明书中给出的相对扩展不确定度为u21 (包含因子为 k 21 ) , 测量系统时域内高频传递特性测定最

　　大偏差率的绝对值为 M1 (包含因子按照均匀分布计算为槡3 )时 , 确定 u2c1 = 槡o

　　注 3 : 根据时域内低频传递特性测定装置的说明书和测量系统时域内低频传递特性的测定结果 , 确定合成不确定度

　　u2c2 o 当说明书中给出的相对扩展不确定度为u22 (包含因子为 k 22 ) , 测量系统时域内低频传递特性测定最大

　　偏差率的绝对值为 M2 (包含因子按照均匀分布计算为槡3 )时 , 确定 u2c2 = 槡o

　　注 4 : 选取合成不确定度 u 2c1 和 u 2c2 中的较大值作为测量不确定度分量 u 2 o

　　注 5 : 其他影响因素所引入的测量不确定度分量 , 主要考虑测量系统线性度所引入的测量不确定度分量 , 当测量系统线性度为 N(包含因子按照均匀分布计算为槡时 , 确定 u 3 =N/槡o

　　注 6 : k 值的选取与测量结果的覆盖概率相关 , 当测量结果呈近似正态分布时 , k 取值为 2 , 对应覆盖概率不小于 95% o

　　d) 当在时域内测定测量系统的传递特性 , 用标准雷电冲击电压校核测量系统的刻度因数时 , 估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序如表 B. 8 所示o

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　　GB/T 18134—2025

　　表 B. 8 时域 & 标准雷电冲击电压下测量不确定度的估算程序

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值测 量 不 确 定 度 的 来 源分量及符号表示

　　a) 用标准雷电冲击电压校核测量系统的刻度因数时 , 由认可的雷电冲击电压测量系统所引入的测量不确定度分量

　　测量不确定度分量为 u 1

　　b) 由时域内高频传递特性测定装置及测量系统 自 身高频传递特性所引入的合成不确定度分量 u 2c1

　　测量不确定度分量为 u 2

　　c) 由时域内低频传递特性测定装置及测量系统 自 身低频传递特性所引入的合成不确定度分量 u 2c2

　　d) 由其他影响因素(如线性度等)所引入的测量不确定度分量

　　测量不确定度分量为 u 3

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值合成不确定度

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值相对扩展不确定度

　　u=k ● u

　　(k 为包含因子)

　　注 1 : 根据认可的雷电冲击电压测量系统的校准证书 , 确定测量不确定度分量 u 1 o 当校准证书中给出的相对扩展不确定度为 u1 (包含因子为 k 1 )时 , 确定 u 1 =u1 /k 1 o

　　注 2 : 根据时域内高频传递特性测定装置的说明书和测量系统时域内高频传递特性的测定结果 , 确定合成不确定度u2c1 o 当说明书中给出的相对扩展不确定度为u21 (包含因子为 k 21 ) , 测量系统时域内高频传递特性测定最大

　　偏差率的绝对值为 M1 (包含因子按照均匀分布计算为槡时 , 确定 u2c1 = 槡o

　　注 3 : 根据时域内低频传递特性测定装置的说明书和测量系统时域内低频传递特性的测定结果 , 确定合成不确定度u2c2 o 当说明书中给出的相对扩展不确定度为u22 (包含因子为 k 22 ) , 测量系统时域内低频传递特性测定最大

　　偏差率的绝对值为 M2 (包含因子按照均匀分布计算为槡3 )时 , 确定 u2c2 = 槡o

　　注 4 : 选取合成不确定度 u 2c1 和 u 2c2 中的较大值作为测量不确定度分量 u 2 o

　　注 5 : 其他影响因素所引入的测量不确定度分量 , 主要考虑测量系统线性度所引入的测量不确定度分量 , 当测量系统线性度为 N(包含因子按照均匀分布计算为槡时 , 确定 u 3 =N/槡o

　　注 6 : k 值的选取与测量结果的覆盖概率相关 , 当测量结果呈近似正态分布时 , k 取值为 2 , 对应覆盖概率不小于 95% o

　　B. 2 . 2 估算瞬态外壳电压峰值测量不确定度的简化程序

　　估算瞬态外壳电压峰值测量不确定度的简化程序如 B. 2 . 1 的表 B. 6 和表 B. 8 o

　　B. 2 . 3 估算外部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序

　　估算外部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序与估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序相同o

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　　GB/T 18134—2025

　　B. 3 估算特快波前过电压峰值测量不确定度示例

　　当在频域内测定测量系统的传递特性,用工频电压校核测量系统的刻度因数时,估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度的简化程序示例如表 B. 9 所示。

　　表 B. 9 估算内部特快波前过电压峰值测量不确定度示例

　　测量 不 确 定 度 的 来 源 分量及计算值

　　认可的工频电压测量系统所引入的测量不确定度分量

　　u 1 =0 . 5%

　　由幅-频响应测定装置及测量系统 自身传递特性所引入的合成不确定度 u 2 c

　　u 2 =4 . 9%

　　由其他影 响 因 素 (如 线 性 度 等)所 引 入 的 测 量 不 确 定 度分量

　　u 3 =0 . 6%

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值合成不确定度

　　内部 特 快 波 前 过 电 压 峰值相对扩展不确定度

　　U=k ● u=2×5 . 0%=10%(k=2)

　　注 1 : 若认可的工频电压测量系统校准证书中所给出的相对扩展不确定度为 1 . 0%(k=2) ,则由认可的工频电压测量系统所引入的测量不确定度分量为 u 1 =1 . 0%÷2=0 . 5% 。

　　注 2 : 若幅-频响应测定装置校准证书中所给出的相对扩展不确定度为 3 . 0%(k=2),若测量系统频域内传递特性测定最大偏差率的绝对值为 ,则由幅-频响应测定装置及测量系统自身传递特性所引入的合成不确定度 u 2 =u2 c = 槡 。

　　注 3 : 本示例中其他影响因素仅考虑线性度所引入的测量不确定度分量,忽略电磁干扰 、环境温湿度影响等因素对测量不确定度的影响。 相对线性度,其影响因素的占比很小,忽略。 根据不同工频电压校核刻度因数时的线性度为 1 . 0%,考虑线性度所引入的测量不确定度呈均匀分布,对应包含因子 k = 槡则由线性度所引入的测量不确定度分量u3 =1 . 0%÷槡 。

　　注 4 : k 值的选取与测量结果的覆盖概率相关,当测量结果呈近似正态分布时 , k 取值为 2,对应覆盖概率不小于 95% 。

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　　附 录 C (资料性)

　　阶跃波发生器

　　阶跃波发生器的结构包括直流电源 、充电电阻 R、传输线 TL或电容 C、气体开关 、分压器 、传输腔体 、匹配阻抗等 。采用传输线作为储能元件时,所形成的波形为阶跃波;采用电容器作为储能元件时,所形成的波形为指数衰减波,电容量较大时电压衰减较慢,在一定时间范围内可以作为阶跃波使用 。 当采用单位阶跃响应 g(t)校核测量系统的高频传递特性时,要求匹配阻抗的值等于传输腔体的波阻抗 。 当采用单位阶跃响应 g(t)校核测量系统的低频传递特性时,使用电容储能,并取消匹配阻抗以保持阶跃电压的稳定性 。 阶跃波发生器示意见图 C. 1 。

　　a) 采用传输线储能

　　b) 采用电容器储能

　　图 C. 1 阶跃波发生器示意图

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　　GB/T 18134—2025

　　附 录 D

　　(规范性)

　　基于时域特性实验确定测量系统频率特性的方法

　　D. 1 高频截止频率估算

　　测量系统的高频截止频率可以利用单位阶跃响应的上升时间 tr 进行估算 。对于不同形式的阶跃响应 , 其上升时间和测量系统 3 dB高频截止频率的关系不完全相同 , 但彼此差别不大 。 测量系统的3 dB高频截止频率 fH 的近似估算见公式(D. 1) 。

　　f H =0 . 35/tr …………………………( D. 1 )

　　实际阶跃信号的上升时间不可能为 0 , 因此根据公式(D. 1)计算得出的 3 dB高频截止频率是测量系统的最低高频截止频率 。

　　D. 2 低频截止频率估算

　　利用阶跃电压开展测量系统低频特性试验时 , 将阶跃电压施加在测量系统上 , 理论上电容分压器的低压臂电容通过记录仪器的输入阻抗放电造成的输出衰减时间常数反映了测量系统的低频截止频率 。测量系统的低频截止频率 fL见公式(D. 2) 。

　　fL =1/2τ π …………………………( D. 2 )

　　式中:

　　τ — 测量系统在阶跃电压下的衰减时间常数 , 即输出电压从稳态初始值衰减到其 36 . 8%(1/e)所需的时间 。

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　　GB/T 18134—2025

　　参 考 文 献

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　　[2] 申萌 , 丁登伟 , 李强 , 等 . GIS隔离开关开合短母线型式试验方式 1 中 VFTO测量系统构建及波形解析[J] . 高压电器 , 58(7) : 207-213 , 2022 .

　　[3] L. Z. Wang , W. B. Zhang , X. Y. Tan , et al. Research and Experiments on an External Minia- turized VFTO Measurement System[J] . Sensors , 20(1) : 244 , 2020 : 1-23 .

　　[4] 赵鹏程 , 蔡元纪 , 刘卫东 , 等 . 电力设备特快速 TEV 测量方法研究[J] . 高压电器 , 53(12) : 8- 13 , 2017 .

　　[5] 苏少春 , 谢施君 , 丁卫东 , 等 . VFTO 传感器校准用 2 kV 亚纳秒级上升沿方波发生装置研制[J] . 高电压技术 , 46(8) : 2976-2983 , 2020 .

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