江西省地方计量技术规范
JJF（赣）049－2024
工频高压试验装置校准规范
Calibration Specification for Power Frequency
High Voltage Test Device
本规范经江西省市场监督管理局于2024 年9 月14 日批准，并自2024年12 月13 日起施行。
归口单位： 江西省市场监督管理局
主要起草单位： 萍乡市计量所
参加起草单位： 江西省工业陶瓷质量监督检验站
本规范委托萍乡市计量所负责解释
本规范主要起草人：
曾亚斌（萍乡市计量所）
罗莎（萍乡市计量所）
刘万民（萍乡市计量所）
黎庆辉（萍乡市计量所）
周剑飞（江西省工业陶瓷质量监督检验站）
参加起草人：
刘梓俊（萍乡市计量所）
马臣（萍乡市计量所）
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目录
引言..................................................................................................................................................(Ⅱ)
1 范围...........................................................................................................................................(1)
2 引用文件...................................................................................................................................(1)
3 术语和计量单位........................................................................................................................(1)
3.1 工频高压试验装置.................................................................................................................. (1)
3.2 总谐波失真.............................................................................................................................. (1)
3.3 分压器.................................................................................................................................... (1)
3.4 工频标准电压测量系统.......................................................................................................... (1)
4 概述...........................................................................................................................................(1)
5 计量特性...................................................................................................................................(2)
6 校准条件...................................................................................................................................(2)
6.1 环境条件................................................................................................................................ (2)
6.2 供电电源条件......................................................................................................................... (2)
6.3 测量标准................................................................................................................................ (3)
7 校准项目和校准方法................................................................................................................(3)
7.1 校准项目................................................................................................................................ (3)
7.2 校准方法................................................................................................................................ (3)
8 校准结果表达............................................................................................................................(5)
8.1 校准证书................................................................................................................................ (5)
8.2 数据处理原则......................................................................................................................... (6)
9 复校时间间隔............................................................................................................................(6)
附录A 有限电压测量范围内的电压示值误差校准................................................................... (8)
附录B 电压示值误差测量不确定度评定示例............................................................................ (9)
附录C 校准原始记录格式.......................................................................................................... (11)
附录D 校准证书内页格式..........................................................................................................(13)
Ⅰ
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引言
本规范是依据JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量
术语及定义》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制而成。
本规范为首次发布。
Ⅱ
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1
工频高压试验装置校准规范
1 范围
本规范适用于输出电压范围为10 kV及以上的工频高压试验装置的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件：
GB/T 16927.1—2011《高电压试验技术第1 部分：一般定义及试验要求》
GB/T 16927.2—2013《高电压试验技术第2 部分：测量系统》
DL/T 846.1—2016《高电压测试设备通用技术条件第1 部分：高电压分压器测量系统》
DL/T 848.2—2018《高压试验装置通用技术条件第2 部分：工频高压试验装置》
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件， 其最新
版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本规范。
3.1 工频高压试验装置power frequency high voltage test device
由功率调压单元(电工式调压器或功率电子调压电源)、单相升压变压器、高压测量单元及过电
流、过电压保护单元组成(还可以包含无功补偿单元)，可产生和测量单相工频高电压的成套试验装
置。用于获取或计算测量结果的软件也是该试验装置的一部分。
3.2 总谐波失真total harmonic distortion
周期性交变量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比，用百分数表示。
3.3 分压器voltage divider
由高压臂和低压臂组成的转换装置，输入电压加到整个装置上，而输出电压则取自低压臂。
3.4 工频标准电压测量系统measuring system with power frequency reference voltage
由工频标准分压器(或其它工频高压标准器)、低压测量组件和附件等组成的标准测量系统，是
用于进行高电压测量的整套装置。
4 概述
工频高压试验装置是用于进行工频交流高电压试验的成套装置，它通过升压变压器将工频低电
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压转换为工频高电压，装置示意如图1所示。工频高压试验装置主要由升压控制箱、升压变压器、
测量单元和显示单元等组成，测量单元一般采用阻容分压器测量系统、电容分压器测量系统或电压
互感器测量系统。另外，装置的组成还可包括无功补偿装置。
图1 工频高压试验装置装置示意图
5 计量特性
5.1 电压示值误差
工频高压试验装置电压最大允许误差一般不超过±3%。
5.2 总谐波失真
电压输出的总谐波失真一般不超过5%。
5.3 短期稳定性
在1 min内，电压输出稳定性一般优于其最大允许误差的1/5。
注：以上条款不作为合格性判断依据，仅供参考。
6 校准条件
6.1 环境条件
6.1.1 环境温度：（20 ± 15）℃；
6.1.2 环境湿度：≤80%RH。
6.2 供电电源条件
6.2.1 电源电压：（220 ± 22 ）V 或（380 ± 38）V；
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3
6.2.2 电源频率：（50 ± 0.5）Hz。
6.3 测量标准
校准用标准设备见表1。
表1 测量标准设备
序号测量标准设备名称计量特性要求
1 工频标准电压测量系统
测量系统及其辅助设备引起的电压测量扩展不确定度应不超过被
校对象最大允许误差的1/3；
测量系统的电压范围应覆盖被校试验装置的输出电压或最少不低
于被校试验装置20%额定电压(使用附录A中所列方法补充线性度试
验后进行校准)。
2 失真度仪
输入电压测量范围应与分压器低压侧电压测量范围相匹配；
输入信号频率测量范围：3 Hz ~1 kHz；总谐波失真测量范围：
0.01% ~ 30%；
总谐波失真测量准确度不低于10 级。
3 耐电压测试仪最大输出电压不小于5 kV，准确度等级不低于5 级。
4 绝缘电阻表额定工作电压500 V，准确度等级不低于10.0级。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
校准项目见表2。
表2 校准项目
序号校准项目
1 电压示值误差
2 总谐波失真
3 短期稳定性
7.2 校准方法
7.2.1 校准前的准备
a) 操作控制及保护功能
工频高压试验装置外观应整洁完好，各种标志清晰明确。各种调节旋钮和按键灵活可靠，
满足输出电压在额定电压范围内连续可调。当试验装置输出电压、电流大于整定电压、电流时，
系统的过压、过流保护功能应能在瞬间切断电路。
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b) 绝缘电阻
用试验电压为500 V的绝缘电阻表，测量工频高压试验装置的供电电源端子与外壳及接地
端的绝缘电阻，绝缘电阻应大于20 MΩ。
c) 介电强度
工频高压试验装置及其各高压部分的设备在承受1.1倍工频额定电压1 min的耐压试验时，
应无闪络或击穿现象，具体试验方法可参考GB/T 16927.1—2011中6.3.1耐受电压试验相关要求。
工频高压试验装置的电源输入端子与外壳之间使用耐电压测试仪施加3 kV工频电压，1 min内，
应无击穿或飞弧现象。
7.2.2 电压示值误差
校准原理如图2。接通被校试验装置的电源，确定试验装置电压显示处于零位后， 开始升
压。对于数显式的试验装置，校准点应在被校试验装置额定电压范围内，一般选择额定电压的
10%、20%、50%、80%和100%进行校准；对于指针式的试验装置，应校准每一个带有数字标
尺的点，并在电压上升和下降时各校准一次，取两次平均值作为实际值，示值误差按式(1)计算：
�U =
�x − �s
�s
× 100%⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)
式中：
�U ——被校试验装置电压示值的相对误差，%；
�x ——被校试验装置高压输出值，kV；
�s ——工频标准电压测量系统高压输出值，kV。
注：当被校试验装置电压输出范围超过工频标准电压测量系统的测量范围时，可用附录A中所列方法补充线
性度试验后进行校准。
图2 电压示值误差校准原理图
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7.2.3 总谐波失真
校准原理如图3。
图3 总谐波失真原理图
调节被校试验装置输出电压至额定值Um 的80%，并确保经分压器低压臂输出的电压小于失
真度仪电压测量上限，记录此时失真度仪测量到的失真度值。
7.2.4 短期稳定性
校准原理如图2。将工频高压试验装置输出电压升至额定电压Um的50%以上，记录此时工频标
准电压测量系统的电压值。工频高压试验装置连续运行1 min，期间至少均匀记录6次工频标准电
压测量系统的电压值。短期稳定性按式(2)计算：
ΔU= Umax-Umin
U? ×100%⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (2)
式中：
ΔU —电压输出的短期稳定性，%；
�max —期间内记录的实际电压最大值，kV；
�min —期间内记录的实际电压最小值，kV；
�? —期间内记录的实际电压的算术平均值，kV。
8 校准结果表达
8.1 校准证书
校准结果应在校准证书（报告）上反映。校准证书（报告）应至少包括以下信息：
a) 标题，如“校准证书”；
b) 实验室名称和地址；
c) 进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；
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d) 证书或报告的唯一性标识（如证书编号），每页及总页数的标识；
e) 客户的名称和地址；
f) 被校对象的描述和明确标识；
g) 进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日
期；
h) 校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；
i) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；
j) 校准环境的描述；
k) 校准结果及其测量不确定度的说明；
l) 对校准规范的偏离的说明；
m) 证书或报告签发人的签名、职务或等效标识；
n) 校准结果仅对被校对象有效的声明；
o) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。
电压示值误差测量不确定度评定示例见附录B，校准原始记录格式见附录C，校准证书内
页格式见附录D。
8.2 数据处理原则
校准结果小数点后保留的位数应与其扩展不确定度的末位对齐。
9 复校时间间隔
建议复校时间间隔为1年，送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。
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附录A
有限电压测量范围内的电压示值误差校准
被校试验装置电压输出范围超过工频标准电压测量系统的测量范围时，超过测量范围的电
压校准点的实际值可利用比对法确定的刻度因数进行线性度试验得到。与工频标准电压测量系
统的比对应在不低于被校试验装置20%额定电压的条件下进行，并须比对至工频标准电压测量
系统的最高电压水平。比对在a（a≥5）个电压点下进行，在a个点进行比对时，最高电压水平等
于工频标准电压测量系统的测量上限。比对过程中，同时记录被校试验装置的输出电压实际值
和其对应的二次侧电压显示值。
在a个电压点下，根据被校试验装置的二次侧电压显示值与实际值的数学关系，得到拟合的线
性函数，如图A-1所示。超过工频标准电压测量系统测量范围的b（b≥5）个电压校准点，其实际
值�sn可由被校试验装置对应的二次侧电压显示值�xn代入拟合的线性函数求得。
图D-1 有限电压测量范围内的校准示意图
超过工频标准分压器测量系统测量范围的b个电压校准点，应包括工频标准分压器测量系
统的测量上限和被校工频高压试验装置的额定电压值。
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附录B
电压示值误差测量不确定度评定示例
B.1 概述
B.1.1 计量标准
电压示值误差校准用主要标准设备为工频标准电压测量系统，由标准工频高压分压器、数
字多用表和连接线缆组成，其相应技术性能如下：
序号标准设备计量性能
1 标准工频高压分压器
测量范围：（10～300）kV
准确度等级：0.2 级
2 数字多用表
工频电压测量范围：100mV～750V
工频电压准确度等级：
±(0.06%读数+0.03%量程)
B.1.2 被校对象
序号被校设备技术指标
1 工频高压试验装置
电压输出范围：（0～150）kV
分辨力：0.1kV
准确度等级：3 级
B.1.3 校准方法
使用工频标准电压测量系统，对一数显式被校工频高压试验装置，在环境温度为(20±15)℃，相
对湿度不大于80%的条件下进行校准。
B.2 测量模型
工频高压试验装置电压示值绝对误差Δ�：
Δ� = �x − �s （B-1）
式中：
Δ�——电压示值误差；
�x ——被校试验装置高压输出值，kV；
�s ——工频标准电压测量系统高压输出值，kV。
B.3 不确定度传播率
由于各分量相互独立，故合成标准不确定度为：
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��
2 = �1
2 �2(�x) + �2
2 �2(�s)
式中，灵敏系数�1 = � Δ� � �x = 1，�2 = � Δ� � �s =−1。
B.4 不确定度评定
B.4.1 测量结果测量重复性引入的标准不确定度分量�(�x1)
当被校试验装置输出电压升至100.0kV时，对电压测量结果开展不确定度评定。由被校试
验装置测量重复性引入的标准不确定度分量�(�x1)，用A 类评定方法评定。
序号测量结果（kV） 序号测量结果（kV）
1 100.46 6 100.50
2 100.43 7 100.49
3 100.47 8 100.44
4 100.38 9 100.39
5 100.46 10 100.38
电压测量结果的算术平均值为：?�??x = 100.440kV
其单次测量的实验标准偏差为：� �x = 0.044kV
被校试验装置为数显式，实际校准时以单次测量结果为实际值，故测量重复性引入的不确
定度：�(�x1) = �(�x) = 0.044kV
B.4.2 标准工频高压分压器引入的标准不确定度分量�(�s1)
标准工频高压分压器准确度等级为0.2级，最大允许误差为±0.2%，均匀分布，k= 3，则有：
�(�s1)=0.2%×100.440 3=0.121kV
B.4.3 数字多用表ACV测量误差引入的标准不确定度分量�(�s2)
被校试验装置量程为150kV时，标准工频高压分压器分压比约为2180：1，数字多用表
ACV量程可选为100V档。此时，数字多用表ACV测量最大允许误差为±0.058V，均匀分布，
k= 3，则有：
�(�s2)=0.058×2180 3=0.073kV
B.4.4 数字多用表显示分辨力引入的标准不确定度分量�(�s3)
数字多用表显示分辨力为6位半，ACV量程为100V档时的显示分辨力是0.0001V，均匀分
布，k= 3，则有：
�(�s3)=0.0001×2180 2 3=0.063×10-3kV
测量结果重复性引入的不确定度分量大于�(�s3)，忽略数字多用表显示分辨力引入的不确
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定度分量。
B.4.5 工频高压试验装置中二次电压表显示分辨力引入的不确定度分量�(�x2)
被校试验装置二次电压表为数字峰值电压表，量程150kV时，电压表显示分辨力为0.01kV，
均匀分布，k= 3，则有：
�(�x2)=0.01 (2 3)=0.0029kV
测量结果重复性引入的不确定度分量大于�(�x2)，忽略被校试验装置二次电压表显示分辨
力引入的不确定度分量。
B.5 不确定度分量汇总
序号来源符号不确定度分量值包含因子
1 测量重复性�(�x1) 0.044kV 1
2 标准工频高压分
压器测量误差
�(�s1) 0.121kV 3
3 数字多用表ACV
测量误差
�(�s2) 0.073kV 3
4 数字多用表显示
分辨力
�(�s3) 0.063×10-3kV
（忽略） 3
5
工频高压试验装
置中二次电压表
显示分辨力
�(�x2) 0.0029kV
（忽略） 3
B.6 合成标准不确定度
以上各项不确定度分量互不相关，合成标准不确定度为：
�� = �2 �x1 + �2 �s1 + �2 �s2 =0.148kV
B.7 扩展不确定度
取包含因子k=2，相对扩展不确定Urel为：�rel = � × ��/?�??x≈0.3%(k=2)
同样方法可计算被校试验装置在其他校准点处的测量不确定度。
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附录C
校准原始记录格式
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委托单位委托者地址
仪器名称型号
生产厂家出厂编号
校准地点
不确定度或准确度等级或
MPE
温度技术依据
相对湿度计量标准状态
使用前：□正常□非正常
使用后：□正常□非正常
校准员核验员
校准日期证书编号
使用的标准器信息：
名称测量范围型号及编号不确定度或准确度等级或MPE 证书有效期至
一、电压示值误差
量程
(kV) 显示值(kV) 测量值(kV) 实际值(kV) 误差(%)
电压示值误差测量不确定度U：
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二、总谐波失真
被检试验装置在电压为： kV时，总谐波失真度为： 。
三、短期稳定性
被检示值（kV） 记录次数标准实际值（kV）
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
第6次
短期稳定性ΔU=
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附录D
校准证书内页格式
证书编号XXXXXX-XXXX
校准机构授权说明
校准环境条件及地点：
温度℃ 地点
相对湿度% 其它
校准所依据的技术文件（代号、名称）：
校准所使用的主要测量标准：
名称测量范围型号及编号
不确定度或准
确度等级或MPE
证书有效期至
注：
1.XXXXX 仅对加盖“XXXXX校准专用章”的完整证书负责。
2.本证书的校准结果仅对所校准的对象有效。
3.未经实验室书面批准，不得部分复印证书。
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证书编号XXXXXX-XXXX
校准结果
1、电压示值误差：
量程(kV) 显示值(kV) 实际值(kV) 误差(%)
电压示值误差测量不确定度U：
2、总谐波失真：
3、短期稳定性：
以下空白
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