JJF 2177-2024 防雷元件测试仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范
JJF2177—2024
防雷元件测试仪校准规范
CalibrationSpecificationforLightningProtectionComponentTesters
2024-10-19发布2025-04-19实施
国家市场监督管理总局 发布
防雷元件测试仪校准规范
CalibrationSpecificationforLightning
ProtectionComponentTesters

JJF2177—2024
归口单位:全国电磁计量技术委员会
主要起草单位:山东省计量科学研究院
云南省计量测试技术研究院
参加起草单位:湖南省计量检测研究院
湖北省计量测试技术研究院
北京市计量检测科学研究院
武汉市康达电气有限公司
本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释
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本规范主要起草人:
汪心妍(山东省计量科学研究院)
高志尚(山东省计量科学研究院)
王玉元(云南省计量测试技术研究院)
参加起草人:
徐 昱(湖南省计量检测研究院)
李 艳(湖北省计量测试技术研究院)
王亚军(北京市计量检测科学研究院)
胡晓晖(武汉市康达电气有限公司)
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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)
4 概述…………………………………………………………………………………… (1)
5 计量特性……………………………………………………………………………… (2)
5.1 起始动作电压……………………………………………………………………… (2)
5.2 恒流电流…………………………………………………………………………… (2)
5.3 直流漏电流………………………………………………………………………… (2)
5.4 直流击穿电压……………………………………………………………………… (2)
6 校准条件……………………………………………………………………………… (2)
6.1 环境条件…………………………………………………………………………… (2)
6.2 测量标准及其他设备……………………………………………………………… (2)
7 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (4)
7.1 校准项目…………………………………………………………………………… (4)
7.2 校准方法…………………………………………………………………………… (4)
8 校准结果表达………………………………………………………………………… (9)
9 复校时间间隔………………………………………………………………………… (9)
附录A 校准原始记录格式…………………………………………………………… (10)
附录B 校准证书内页格式…………………………………………………………… (12)
附录C 防雷元件测试仪直流漏电流示值误差不确定度评定示例………………… (14)
附录D 脉冲波型测试仪直流漏电流测量数据的处理方法示例…………………… (17)
附录E 电压击穿模拟装置示意图…………………………………………………… (19)
附录F 选用MOV …………………………………………………………………… (20)
Ⅰ
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引 言
JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011 《通用计量术语及
定义》、JJF1059.1—2012 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作
的基础性系列规范。
本规范为首次发布。
Ⅱ
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防雷元件测试仪校准规范
1 范围
本规范适用于恒流电流为1mA、起始动作电压和直流击穿电压均不大于2000V
的数字式防雷元件测试仪的校准,具有本规范中的部分功能和相同测量范围的压敏电阻
测试仪、电涌保护器测试仪等,可参考本规范进行校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
GB/T9043 通信设备过电压保护用气体放电管通用技术条件
GB/T18802.311 低压电涌保护器元件 第311部分:气体放电管(GDT)的性
能要求和测试回路
GB/T18802.331 低压电涌保护器元件 第331 部分:金属氧化物压敏电阻
(MOV)规范
GB/T21431 建筑物雷电防护装置检测技术规范
GB/T27746 低压电器用金属氧化物压敏电阻器(MOV)技术规范
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 术语和计量单位
3.1 恒流电流 constantcurrent
防雷元件测试仪测量金属氧化物压敏电阻的压敏电压时,输出的直流参考电流,其
标称值为1mA。单位:mA。
3.2 起始动作电压 initialoperatevoltage
防雷元件测试仪测量金属氧化物压敏电阻器的压敏电压时的电流达到恒流电流时输
出的直流电压。单位:V。
3.3 直流漏电流 DCleakagecurrent
防雷元件测试仪施加于金属氧化物压敏电阻的电压为规定直流电压(通常为0.75
倍起始动作电压)时回路中的直流电流。单位:μA。
3.4 直流击穿电压 DCbreakdownvoltage
防雷元件测试仪施加于气体放电管的直流电压以一定上升速率缓慢升高至气体放电
管从高阻抗状态转变为导通状态时,测试仪输出的直流电压。单位:V。
注:又称直流放电电压、直流点火电压。
4 概述
防雷元件测试仪(以下简称测试仪),用于金属氧化物压敏电阻(MOV)、气体放
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电管(GDT)等过压防护元件的直流参数(压敏电压、直流漏电流、直流击穿电压等)
的测量,由试验电源、恒流源、恒压源、斜波电压发生器、电流表、电压表、峰值电压
表等组成。
测试仪测试电压限制型元器件时,恒流源产生电流施加在被测元器件(以下简称
DUT)上并从低值上升至恒流电流时,电压表测得的DUT 两端的电压即为其压敏电
压;之后,恒压源继续产生规定的直流电压施加在DUT 上,电流表测量流过DUT 的
电流,即为DUT的直流漏电流。
测试仪测试电压开关型元器件时,斜波电压发生器产生直流电压并以一定的上升速
率(一般为100V/s)升至DUT发生击穿,峰值电压表记录的击穿时的电压即为DUT
的直流击穿电压。
测试仪按测试方式,可分为手动测试型与自动测试型;按可否调节电压限值,可分
为可调型与不可调型;按输出波形,可分为脉冲波型与持续波型。自动测试型测试电压
限制型元器件时,整个测量过程连续进行不可中断。脉冲波型的电流上升阶段、直流漏
电流测量阶段持续时间通常小于400ms。
5 计量特性
5.1 起始动作电压
测量范围:(5~2000)V;
最大允许误差:± (0.5%~5%)。
5.2 恒流电流
恒流电流的最大允许误差:± (0.5%~3%)。
5.3 直流漏电流
(1~20)μA内的最大允许误差:±1μA。
5.4 直流击穿电压
测量范围:(75~2000)V;
最大允许误差:± (1%~2%)。
注:以上指标不用于合格性判别,仅供参考。
6 校准条件
6.1 环境条件
环境温度:23℃±5℃;
相对湿度:≤75%。
6.2 测量标准及其他设备
6.2.1 校准的主要设备
a)直流数字电压测量仪器
测量范围:(5~1000)V。
输入阻抗:不低于10MΩ。
功能:校准直流击穿电压、脉冲波型测试仪的起始动作电压等快速上升信号类参数
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时,应具有测量和记录最大值功能。
采样间隔:校准直流击穿电压、脉冲波型测试仪的起始动作电压时,采样间隔应不
大于该参数最大允许误差绝对值与其信号上升阶段持续时间乘积的1/4,即
Δt ≤14
|ΔV MPE|×T (1)
式中:
Δt———采样间隔,ms;
ΔV MPE———测试仪被校参数的最大允许误差,%;
T ———测试仪信号上升阶段持续时间,ms。
注:例如,当测试仪起始动作电压最大允许误差为±2%,电压上升阶段持续时间为400ms时,
校准起始动作电压时的采样间隔应不大于2ms,即每秒不少于500次读数。
b)电阻型直流分压器
额定电压:不低于2000V;
分压比:2~10000;
输入阻抗:不低于10MΩ。
c)直流数字电流测量仪器
测量范围:1μA~1mA;
内阻:采用电流表法测量起始动作电压时,内阻应不大于起始动作电压最大允许误
差绝对值与标准高值电阻器阻值乘积的1/10,即:
RIN ≤ 1
10|ΔV MPE|×RZ0 (2)
式中:
RIN———直流数字电流测量仪器内阻,Ω;
ΔV MPE———测试仪起始动作电压的最大允许误差,%;
RZ0———校准起始动作电压时使用的标准高值电阻器阻值,Ω。
功能:校准脉冲波型测试仪的起始动作电压、恒流电流等快速上升信号类参数时,
应具有测量和记录最大值功能。校准脉冲波型测试仪的直流漏电流时,应具有数据存储
功能。
采 样间隔:校准脉冲波型测试仪的起始动作电压、恒流电流时,采样间隔应不大于
该参数最大允许误差绝对值与其信号上升阶段持续时间乘积的1/4,见公式(1);校准
脉冲波型测试仪的直流漏电流等短时恒定信号类参数时,采样间隔与数据存储间隔应不
大于电流持续时间的1/10。
注:例如,当测试仪直流漏电流持续时间为200ms时,校准时的采样间隔与数据存储间隔应不
大于20ms,即每秒不少于50次读数。
d)负载电阻器及标准高值电阻器
校准起始动作电压、恒流电流时,应能允许通过1mA直流电流。
校准直流漏电流时,能承受的直流电压应不低于所并联的MOV 的压敏电压的
1.2倍。
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e)MOV
压敏电压:在(100~1000)V之间,推荐采用500V;
额定直流漏电流:(0.5~20)μA。
f)电压击穿模拟装置
输入阻抗:不低于10GΩ;
响应时间:不大于10ms;
击穿电压设定范围:(75~2000)V。
电压击穿模拟装置的示意图见附录E。
g)其他设备:示波器(带电压、电流采样装置)
注:示波器为非必备设备。可以使用示波器(带电压、电流采样装置)进行校准前的预先检查,
用于检查测试仪工作全过程的电压、电流的波形和信号持续时间,以便于在校准直流击穿
电压项目、脉冲波型测试仪时,能够快速为直流数字电压、电流测量仪器选择合适的功能
和采样间隔,但不适用于示值误差的校准。
6.2.2 校准时由标准器、辅助设备及环境条件所引起的扩展不确定度(包含因子k=2)
应不大于被校测试仪最大允许误差绝对值的1/3。
注:直流数字电压测量仪器、直流数字电流测量仪器在快速采样时有附加误差,采样速度越快
附加误差越大,进行不确定度分析时可查阅其使用说明书。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
校准项目见表1。
表1 校准项目一览表
序号校准项目校准方法条款计量特性条款
1 起始动作电压7.2.2 5.1
2 恒流电流7.2.3 5.2
3 直流漏电流7.2.4 5.3
4 直流击穿电压7.2.5 5.4
7.2 校准方法
7.2.1 校准前准备
测试仪的外形结构应完好。标志清晰明确,外露件不应有松动和机械损伤。外壳上
应标明其名称、制造单位、型号、出厂编号等信息。通电预热后测试仪各个功能应显示
正常,各个开关和按键应能正常工作。
7.2.2 起始动作电压
7.2.2.1 电流表法
在测试仪测量范围内均匀选取(3~5)个点进行校准。
已知回路电流标称值为1mA,根据校准点电压值的大小,由欧姆定律计算标准高
值电阻器阻值RZ0,调整标准高值电阻器阻值至RZ0。选择测试仪压敏电压功能,可以
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调节电压限值的测试仪,设置电压限值至略大于校准点电压值。
校准接线图见图1。将标准高值电阻器与直流数字电流测量仪器依次串联联接在测
试仪正负极两端。
图1 电流表法校准起始动作电压接线图
对于持续波型测试仪,启动测试仪输出,待工作状态稳定后,读取测试仪起始动作
电压显示值Ux,同时读取直流数字电流测量仪器的示值I0。
对于脉冲波型测试仪,按6.2.1c)的要求设置直流数字电流测量仪器采样间隔,
并启动其最大值测量功能,启动测试仪输出,待工作状态稳定后,读取测试仪起始动作
电压显示值Ux,读取直流数字电流测量仪器记录的最大值I0。
重复以上步骤测量两次,计算两次Ux、I0 的平均值Ux、I0。
记录标准高值电阻器阻值RZ0,按公式(3)计算测试仪起始动作电压实测值Un。
Un =I0 ×RZ0 (3)
式中:
Un———起始动作电压实测值,V;
I0———两次I0的平均值,mA;
RZ0———标准高值电阻器阻值,kΩ。
起始动作电压的相对误差按公式(4)计算。
γV =
Ux -Un
Un
×100% (4)
式中:
γV ———测试仪起始动作电压的相对误差;
Ux———测试仪起始动作电压显示值的平均值,V。
7.2.2.2 电压表法
在测试仪测量范围内均匀选取(3~5)个点进行校准。
校准接线图见图2,校准值不大于1000V 时,将直流数字电压测量仪器与负载电
阻器并联,见图2a);校准值大于1000V时,将电阻型直流分压器一次端与负载电阻
器并联,将直流数字电压测量仪器接在电阻型直流分压器二次端,见图2b)。
a)校准值不大于1000V时的接线图b)校准值大于1000V时的接线图
图2 电压表法校准起始动作电压接线图
按公式(5)计算负载电阻器阻值RZ,调整负载电阻器阻值至RZ。选择测试仪压
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敏电压功能,对于可以调节电压限值的测试仪,将限值设定至略大于校准点电压值。
RZ = 1000RU ×U
Ic×1000RU -U (5)
式中:
RZ———负载电阻器阻值,kΩ;
U ———起始动作电压校准点电压值,V;
Ic———测试仪恒流电流理论值,取值为1,mA;
RU———直流数字电压测量仪器或电阻型直流分压器的输入阻抗,MΩ。
对于持续波型测试仪,启动测试仪输出,待工作状态稳定后,读取测试仪起始动作
电压显示值Ux,同时读取直流数字电压测量仪器的示值U0。
对于脉冲波型测试仪,按6.2.1a)的要求设置直流数字电压测量仪器采样间隔,
启动其最大值测量功能,启动测试仪输出,待工作状态稳定后,读取测试仪起始动作电
压显示值Ux,并读取直流数字电压测量仪器记录的最大值U0。
重复以上步骤测量两次,计算两次Ux、U0的平均值Ux、U0。按公式(6)计算测
试仪起始动作电压实测值Un。
Un =U0 ×m (6)
式中:
U0———两次U0的平均值,V;
m ———电阻型直流分压器的分压比,若不使用则取1。
起始动作电压的相对误差按公式(4)计算。
7.2.3 恒流电流
将负载电阻器与直流数字电流测量仪器依次串联联接在测试仪正负极两端,校准接
线图见图3。
图3 校准恒流电流接线图
负载电阻器阻值范围在(100~1000)kΩ之间,推荐选取500kΩ。选择测试仪压
敏电压功能,对于可以调节电压限值的测试仪,将限值设定至略大于恒流电流与负载电
阻器阻值的乘积,使测试仪电流输出可以达到其恒流电流。
对于持续波型测试仪,启动测试仪输出,待工作状态稳定后,读取测试仪恒流电流
显示值Icx,没有恒流电流显示功能的记录恒流电流标称值Icx,同时读取直流数字电流
测量仪器的示值即为恒流电流实测值Icn。
对于脉冲波型测试仪,按6.2.1c)的要求设置直流数字电流测量仪器采样间隔,
启动其最大值测量功能,启动测试仪输出,待工作状态稳定后,读取测试仪恒流电流显
示值Icx,没有恒流电流显示功能的记录恒流电流标称值Icx,并读取直流数字电流测量
仪器记录的最大值,即为恒流电流实测值Icn。
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重复以上步骤测量两次,计算两次Icx、Icn的平均值Icx、Icn。
恒流电流的相对误差按公式(7)计算。
γI =
Icx -Icn
Icn
×100% (7)
式中:
γI———恒流电流的相对误差,%;
Icx———测试仪恒流电流显示值或标称值的平均值,mA;
Icn———两次恒流电流实测值的平均值,mA。
7.2.4 直流漏电流
在(1~20)μA内均匀选取不少于3个点进行校准,其中20μA点必选。
按图3连接各个设备。根据校准点电流值I 的大小,由欧姆定律计算负载电阻器阻
值,推荐选取使负载电阻器两端电压约为500V的阻值,可以使用其他阻值的负载电阻
器但阻值宜使其两端电压在(100~1000)V之间。可以调节电压限值的测试仪,调节
电压限值至略大于校准点电流值与负载电阻器阻值的乘积。
对于按图3加载负载电阻、启动测试仪后,测试仪显示错误或报警,不能进行直流
漏电流校准的测试仪,则按图4连接各个设备,选择符合6.2.1e)要求的MOV (选用
MOV的原因见附录F),且选取的MOV 的直流漏电流小于当前校准点,按公式(8)
计算负载电阻器阻值R,调整负载电阻器阻值至R。
图4 校准直流漏电流接线图
R ≈0.75UN
I -IN (8)
式中:
R———负载电阻器阻值,MΩ;
UN———MOV的压敏电压,V;
I———直流漏电流校准点电流值,μA;
IN———MOV的额定直流漏电流,μA。
对于持续波型测试仪,启动测试仪输出,待工作状态稳定后,读取测试仪直流漏电
流显示值Ix,同时读取直流数字电流测量仪器的示值即为直流漏电流实测值In。
对于脉冲波型测试仪,按6.2.1c)的要求设置直流数字电流测量仪器采样间隔,
启动其数据存储功能,并迅速启动测试仪输出,测试过程结束后,读取测试仪直流漏电
流显示值Ix,将直流数字电流测量仪器存储的测量数据进行处理,得到直流漏电流实
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测值In,数据处理方法示例见附录D。
重复以上步骤测量两次,计算两次Ix、In的平均值Ix、In。
直流漏电流的绝对误差按公式(9)计算。
ΔI =Ix -In (9)
式中:
ΔI———直流漏电流的绝对误差,μA;
Ix———测试仪直流漏电流显示值,μA;
In———直流漏电流实测值,μA。
7.2.5 直流击穿电压
在测试仪测量范围内均匀选取不少于(3~5)个点进行校准。
直流击穿电压的校准采用电压表法,校准接线图见图5,校准值不大于1000V时,
直流数字电压测量仪器与电压击穿模拟装置并联,见图5a);校准值大于1000V 时,
将电阻型直流分压器一次端与电压击穿模拟装置并联,将直流数字电压测量仪器接在电
阻型直流分压器二次端,见图5b)。设置电压击穿模拟装置的动作电压至校准点电
压值。
a)校准值不大于1000V时的接线图b)校准值大于1000V时的接线图
图5 电压表法校准直流击穿电压接线图
选择测试仪放电管功能,按6.2.1a)的要求设置直流数字电压测量仪器采样间隔,
启动其最大值测量功能,启动测试仪输出,电压击穿模拟装置动作后,读取测试仪直流
击穿电压显示值Ubx,读取直流数字电压测量仪器记录的最大值U0。重复以上步骤测量
两次,计算两次Ubx、U0的平均值Ubx、U0。按公式(10)计算测试仪直流击穿电压实
测值Ubn。
Ubn =U0 ×m (10)
式中:
Ubn———直流击穿电压实测值,V;
U0———直流数字电压测量仪器记录的最大值,V;
m ———电阻型直流分压器的分压比,若不使用则取1。
直流击穿电压的相对误差按公式(11)计算。
γVb =
Ubx -Ubn
Ubn
×100% (11)
式中:
γVb———直流击穿电压的相对误差,%;
Ubx———测试仪直流击穿电压显示值,V。
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8 校准结果表达
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);
d)证书或报告的唯一性标识(如编号),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有关时,应说明被校对象的接收
日期;
h)如果与校准结果的有效性或应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;
i)对校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;
j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;
k)校准环境的描述;
l)校准结果及其测量不确定度的说明;
m)对校准规范的偏离的说明;
n)校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
o)校准结果仅对被校对象有效的声明;
p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。
校准原始记录格式见附录A,校准证书(报告)内页格式见附录B。
9 复校时间间隔
建议复校时间间隔为1年。送校单位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
校准原始记录格式
防雷元件测试仪校准原始记录
证书编号:
送校仪器信息:
委托单号送校单位
名称制造单位
型号/规格出厂编号
送校单位地址校准日期
校准环境条件及地点:
温度℃ 地点
相对湿度% 其他
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
不确定度/
准确度等级/
最大允许误差
证书编号
证书有效期至
(YYYY-MM-DD)
第 页 共 页
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防雷元件测试仪校准原始记录
证书编号:
校准结果记录
一、恒流电流单位为mA
显示值/标称值实测值
1 2 平均值1 2 平均值
扩展不确定度(k=2)
二、起始动作电压
电流表法:
显示值
直流数字电流测量仪器
示值/最大值
1 2 平均值1 2 平均值
标准高值
电阻器阻值
实测值
扩展不确定度
(k=2)
电压表法:
显示值
直流数字电压测量仪器
示值/最大值
1 2 平均值1 2 平均值
分压器的
分压比
实测值
扩展不确定度
(k=2)
三、直流漏电流单位为μA
显示值实测值
1 2 平均值1 2 平均值
扩展不确定度(k=2)
四、直流击穿电压
显示值
直流数字电压测量仪器
示值/最大值
1 2 平均值1 2 平均值
分压器的
分压比
实测值
扩展不确定度
(k=2)
第 页 共 页
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附录B
校准证书内页格式
证书编号 ××××××-××××
<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% 其他
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
不确定度/
准确度等级/
最大允许误差
证书编号
证书有效期至
(YYYY-MM-DD)
第 页 共 页
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证书编号 ××××××-××××
校 准 结 果
一、恒流电流单位为mA
显示值/标称值实测值扩展不确定度(k=2)
二、起始动作电压单位为V
显示值实测值扩展不确定度(k=2)
三、直流漏电流单位为μA
显示值实测值扩展不确定度(k=2)
四、直流击穿电压单位为V
显示值实测值扩展不确定度(k=2)
说明:
根 据客户要求和校准文件的规定,通常情况下个月校准一次。
声明:
1. 仅对加盖“×××××校准专用章”的完整证书负责。
2. 本证书的校准结果仅对本次所校准的计量器具有效。
校准员: 核验员:
第 页 共 页
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附录C
防雷元件测试仪直流漏电流示值误差不确定度评定示例
C.1 测量方法
以校准脉冲波型防雷元件测试仪的直流漏电流为例,按规范7.2.4的方法进行测
量,负载电阻器与漏电流5μA的MOV并联,再与数字多用表串联,数字多用表设为
常规采样速率。
C.2 测量模型
校准直流漏电流示值误差的测量模型见公式(C.1):
ΔI =Ix -In (C.1)
式中:
ΔI———直流漏电流的绝对误差,μA;
Ix———直流漏电流显示值的平均值,μA;
In———直流漏电流实测值的平均值,μA。
C.3 输入量标准不确定度评定
在本规范要求的环境条件下,温度和相对湿度稳定,对防雷元件测试仪直流漏电流
进行测量。由测量模型可知,直流漏电流示值误差的测量不确定度分别由Ix、In引入。
本示例中以直流漏电流20μA点为例进行分析。
C.3.1 测量重复性引入的标准不确定度u1 (Ix)
对直流漏电流20μA点在重复性条件下测量10次,由测量重复性引入的不确定度
采用A类方法评定。测量结果见表C.1。
表C.1 10次测量结果单位:μA
测量次数显示值实测值误差ΔI
第1次20.0 19.92 0.08
第2次19.8 19.86 -0.06
第3次19.9 19.84 0.06
第4次19.8 19.87 -0.07
第5次20.0 19.92 0.08
第6次19.9 20.01 -0.11
第7次19.9 19.96 -0.06
第8次19.8 19.85 -0.05
第9次20.0 19.93 0.07
第10次20.0 19.97 0.03
平均值19.91 19.913 -0.003
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单次测量值的实验标准偏差:s= Σ10
i=1 (ΔIxi -ΔIxi )2
10-1 =0.074μA, 由于实际校准
中以两次测量平均值作为实测值,则u1 (Ix)=s/2=0.052μA。
C.3.2 测试仪分辨力引入的标准不确定度u2 (Ix)
测试仪电流显示分辨力为0.1μA,区间半宽为0.05μA,在此区间服从均匀分布,
包含因子k= 3,则u2 (Ix)=0.05μA
3 ≈0.029μA。
u1 (Ix)、u2 (Ix)不相关,Ix引入的标准不确定度u (Ix)= u21 (Ix)+u22 (Ix)=
0.060μA。
C.3.3 数字多用表准确度引入的标准不确定度u1 (In)
测量直流漏电流20μA,数字多用表设置在常规采样速率模式,其准确度
为± (0.05%读数值+0.025μA)=0.035μA,区间半宽为0.035μA,在此区间估计
为均匀分布,包含因子k= 3,则u1 (In)=0.035μA
3 ≈0.020μA。
C.3.4 数据处理引入的标准不确定度u2 (In)
数据处理过程中,电流下降至直流漏电流测量阶段的转折点与直流漏电流测量结束
时的转折点之间的电流最大值与最小值之差为0.03μA,区间半宽为0.015μA,在此
区间估计为均匀分布,包含因子k= 3,则u2 (In)=0.015μA
3 ≈0.0087μA。
u1 (In )、u2 (In ) 不相关,In 引入的标准不确定度u (In ) =
u21 (In)+u22 (In)=0.022μA。
C.4 合成标准不确定度的计算
各标准不确定度分量见表C.2。
表C.2 不确定度分量汇总
输入量来源标准不确定度
u (Ix) — 0.060μA
u1 (Ix) 测量重复性0.052μA
u2 (Ix) 测试仪分辨力0.029μA
u (In) — 0.022μA
u1 (In) 数字多用表准确度0.020μA
u2 (In) 数据处理0.0087μA
各不确定度分量不相关,合成标准不确定度为:
u (ΔI)= u2 (In)+u2 (Ix)=0.064μA
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C.5 扩展不确定度的计算
取k=2,直流漏电流示值误差的扩展不确定度为:
U =2×0.064μA≈0.13μA,k=2
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附录D
脉冲波型测试仪直流漏电流测量数据的处理方法示例
D.1 数据处理的顺序
数字多用表存储器中的直流漏电流测量数据需要依次经过数据转存、剔除无用数据
及异常值、求平均值等步骤,得到直流漏电流实测值In。
D.2 数据转存
可利用多种方式将数字多用表存储的测量数据转存至外部或计算机。如USB存储
器、USB接口、串行接口、网络接口、GPIB接口、数字多用表显示器等。具体方法参
考所用数字多用表的使用说明书。某些数字多用表转存至计算机的数据以某些特定格式
的文件存储,如CSV文件等,这些文件通常可以用文字处理软件进行编辑和处理。
以34410A型数字多用表为例,通过前面板或远程接口,设置远程接口的参数(如
LAN接口的IP地址、子网掩码、网关等,GPIB接口的GPIB地址,USB接口不需要
配置参数)建立与计算机的连接。从计算机的web浏览器输入34410A 的IP地址启用
其web界面,即可对34410A 进行控制或读取存储器数据;也可编写计算机程序通过
GPIB接口或USB接口对34410A进行控制或读取存储器数据。
D.3 剔除无用值及异常值
由于进行数据存储时会将整个测量过程的全部数据进行存储,在直流漏电流测量阶
段之前的电流上升、下降阶段以及直流漏电流测量阶段结束后的电流下降阶段的数据也
将被存储,所以首先要将直流漏电流测量阶段之外的数据进行剔除。图D.1是在MS
Excel软件中将某一脉冲波型测试仪的全部电流测量数据以折线图的形式绘制出来的数
据图表的实例,直观表示了整个测量过程的电流变化曲线。两条竖线1、2之间的部分
为直流漏电流测量数据,需要保留,其余数据则需要剔除。竖线2从左侧无限接近直流
漏电流测量结束时的转折点,竖线1为竖线2左侧不少于10个数据点的位置,且在电
流下降至直流漏电流测量阶段的转折点的右侧。
按6.2.1c)的要求设置数字多用表数据存储功能的采样间隔,且剔除无用值后宜
保留至少10个数据,否则需要重新设置采样间隔后再次测量。
剔除无用值后需要剔除明显偏离测量序列的异常值,可根据测量次数的多少选择相
应法则,包括莱依达法则、狄克松法则、格罗布斯法则、罗曼诺夫斯基法则等,利用文
字处理软件中的图表功能、宏命令、VBA程序也可以在文件中快速地剔除异常值。
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图D.1 直流漏电流测量曲线
D.4 求平均值
剔除异常值后,将剩余的数据求平均值,即得到直流漏电流实测值In。
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附录E
电压击穿模拟装置示意图
如图1所示,电压击穿模拟装置由高压继电器、击穿控制单元和短路保护电阻组
成,实现模拟放电管击穿功能,配合电压测量装置,实现防雷元件测试仪直流击穿电压
的校准。
高压继电器实现线路的开合,应能承受的介电强度不低于直流2000V,开路状态
时输入阻抗应不小于10GΩ。
击穿控制单元将击穿触发信号转变为高压继电器合闸信号,击穿触发信号可以由按
键产生,也可以由单片机等控制单元产生。击穿控制与高压继电器响应的总时间应不超
过10ms。
短路保护电阻起限流保护作用,能承受瞬时接入直流2000V时不损坏。
图E.1 电压击穿模拟装置示意图
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附录F
选用MOV
校准某些自动测试型测试仪的直流漏电流时,因为恒流电流的校准过程连续不可中
断,若仅使用低阻线性负载,回路电流将达到750μA,测试仪将超量限,即使不超量
限,也因电流远超实际使用情况而没有校准意义;而若仅加载高阻线性负载,测试仪受
额定电压限制,回路电流不能达到恒流电流,会自动保护、停止输出。因此,只加载线
性负载无法使这类测试仪正常完成直流漏电流测量。
选用适当的MOV,利用其两端电压等于压敏电压UN 时电阻为低阻、接近短路状
态的特性,在压敏电压测量阶段使回路电流能够达到恒流电流;利用其两端电压低于压
敏电压UN 时电阻为高阻、接近断路状态的特性,在直流漏电流测量阶段,测试仪输出
电压为0.75UN 时,并联后的总阻值可使回路电流达到校准点,从而正常进入并完成直
流漏电流测量过程。
为使本规范公式(8)的计算结果有意义,选用的MOV 的额定直流漏电流应小于
直流漏电流校准点电流值。
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