三倍频试验装置校准测量结果的不确定度分析

【摘要】依据JJF 1059.1—2019《测量不确定度的评定与表示》，对三倍频试验装置交流输出电压、频率、电压保持时间测量结果进行不确定度评定。

【关键词】三倍频试验装置；交流输出电压；不确定度

【DOI编码】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

三倍頻试验也叫作三倍频感应耐压试验，主要是对电压互感器的耐电压进行测试。电压互感器是电力系统中将高电压降为低电压的重要设备。电压互感器可分为全绝缘式与半绝缘式两种。半绝缘式电压互感器需要进行三倍频试验，其绕组的层间、相间、匝间、段间都要承受一定的耐电压。电压互感器三倍频试验是保证电压互感器质量的一项主要试验。本文将对电压互感器重要参数的测量不确定度进行分析。

1概述

1.1测试依据

JJF（辽）395—2019《三倍频试验装置校准规范》。

1.2环境条件

环境温度：（15～25）℃，相对湿度：≤75%。

1.3计量标准

数字多用表，交流电压测量范围：10 mV～1000 V；通用计数器，即频率计，频率测量范围：（0～106）Hz；时间间隔测量仪，时间测量范围：（1～300）s。

1.4被测对象

三倍频试验装置。

1.5测量方法

根据JJF（辽）395—2019《三倍频试验装置校准规范》中规定的方法分别对交流输出电压、输出频率、电压的保持时间进行测量，记录被校三倍频试验装置的输出值与对应标准设备的测量值。

2交流输出电压的测量不确定度分析

2.1建立测量模型

2.3标准不确定度评定

2.3.1测量重复性引入的标准不确定度

对150.0 V电压点进行10次测量，系统因素影响即由测量的重复性所引入的不确定度分量u1，应服从正态分布，用标准不确定度A类评定。测量数据如表1所示。

2.4标准不确定度汇总

标准不确定度汇总情况如表2所示。

2.5合成标准不确定度

测量重复性u1（U ）大于标准分辨力u2（U ），所以合成不确定时应只计算测量重复性的贡献，标准分辨力不再重复计算。

合成的标准不确定度为：

3.3标准不确定度评定

3.3.1测量重复性引入的标准不确定度

对150.0 Hz的频率点进行10次测量，系统因素影响即由测量的重复性所引入的不确定度分量u1，应服从正态分布，用标准不确定度A类评定。测量数据如表3所示。

3.3.2频率计显示值分辨力所引入的标准不确定度

频率计的显示分辨力所引入的不确定度u2（ f ）应服从矩形分布，用标准不确定度B类进行评定。频率计显示位数约定为比被测多一位读数，则：

4.3标准不确定度评定

4.3.1测量重复性引入的不确定度

对40 s的电压保持时间进行重复性测量，得到10次测量数据。系统误差因素的影响主要是考虑启动和结束计时的不同步性。引入的不确定度分量u1（T）应服从正态分布，用标准不确定度A类评定。测量数据如表5所示。

4.5合成标准不确定度

由于测量重复性u1（T ）大于标准分辨力u2（T ），所以合成不确定时应只计算测量重复性的贡献，标准分辨力不再重复计算。

5结束语

交流输出电压、输出频率、电压的保持时间是三倍频试验装置的主要测量指标，测量结果不确定度评定对三倍频试验装置的测量工作具有重要的指导意义。在实际的检测工作中，测量人员可通过增加测量次数和使用准确度等级更高的标准器来减小测量不确定度，也应注意减少周围环境磁场等因素对测量的影响。

【参考文献】

[1]吕东瑞.三倍频电源发生器计量校准方法探讨[J].工业计量，2017，27（5）：17-19.

[2]张相明，魏安华.三倍频试验装置及应用[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2008（1）：44-46.

[3]三倍频试验装置校准规范：JJF（辽）395—2019[S].

【作者简介】

尚霜霜，男，1971年出生，高级工程师，学士，研究方向为压力、流量计量。

（编辑：李加鹏）