DL／T 2063-2019  冲击电流测量实施导则

置、传输系统、测量仪器的刻度因数的乘积。组件的刻度因数宜通过以下方法进行确定： a）同步测量其输入/输出量； b）与标准组件比对； c）基于阻抗测量值的计算； d）阶跃响应试验。 刻度因数的测量结果应满足4.2的要求，

在测量系统输入端施加5个电流值， 电流值取点分别为测量范围的上限值、下限值以及将测量范 围等分4份的3个中间电流值。线性度的计算公式见式（1、式（2)。

式中： F；一一单个电流下的刻度因数： F一一刻度因数的平均值。 5IF L.n=max 1×100% =1F 式中 Lin一线性度。 测量系统的线性度宜通过以下三种试验方法测量： a）与标准测量系统比对； b）与认可测量系统比对； c）与固定位置的刚性罗氏线圈比对。 在比对的电流范围内，线性度应满足4.3的要求。 注：在采用分流器测量冲击电流时可用间接法测量线性度焊接钢管标准，

式中： F:—单个电流下的刻度因数； 一刻度因数的平均值。

F Ln=max 1×100% i=1 F

in 线性度。 测量系统的线性度宜通过以下三种试验方法测量： a）与标准测量系统比对； b）与认可测量系统比对 c）与固定位置的刚性罗氏线圈比对。 在比对的电流范围内，线性度应满足4.3的要求。

标定测量系统的刻度因数后，在转换装置上持续施加标定测量范围的最大电流，直至最大施加次数 验结束后20min内再次测量刻度因数，短时稳定性试验前后刻度因数的变化应满足4.4的要求。 注：最大施加次数由产品技术条件给出。

基于测量系统的连续两次校准结果、制造商的数据或性能试验结果计算得到的刻度因数的年变 满足4.5的要求。

测量系统的动态特性宜通过以下两种试验方法测试： a）与标准测量系统比对。改变被测波形，在标称时段的最小值与最大值范围内测量刻度因数的变 化。被测电流波形半峰值时间（若为矩形冲击电流，则为总持续时间）应近似等于被测电流波 形最长半峰值时间。刻度因数变化应满足4.6的要求。 b）动态特性由测量系统的阶跃响应与需认可的归一化标称波形的卷积确定。通过卷积，估算测量 系统在测量不同波形时峰值和时间参数的误差，并根据误差评估其测量不确定度。关于卷积法 确定阶跃响应测量的动态特性参见GB/T16927.4一2014附录D。

测量系统的动态特性宜通过以下两种试验方法测试： a）与标准测量系统比对。改变被测波形，在标称时段的最小值与最大值范围内测量刻度因数的变 化。被测电流波形半峰值时间（若为矩形冲击电流，则为总持续时间）应近似等于被测电流波 形最长半峰值时间。刻度因数变化应满足4.6的要求。 b）动态特性由测量系统的阶跃响应与需认可的归一化标称波形的卷积确定。通过卷积，估算测量 系统在测量不同波形时峰值和时间参数的误差，并根据误差评估其测量不确定度。关于卷积法 确定阶跃响应测量的动态特性参见GB/T16927.4一2014附录D。

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5.7邻近回路电流影响

图1分流器干扰试验电路

线圈垂直接近载流导体，如图2所示。罗氏线圈与干扰电流路径的轴线距离由罗氏线圈的布置位置 所决定。若布置位置邻近接地端，该轴线距离应约等于罗氏线圈直径的二分之一；若布置于高电位， 则应按安全距离扩大该轴线距离，

图2罗氏线圈干扰试验电路

将转换装置接入方波电流源的输出端，通过传输系统连接至测量装置，测量电路见图3。对测量 集的阶跃响应波形进行分析计算，测量结果应满足4.10的要求。阶跃响应参数的计算方法参见

图3阶跃响应测量电路

5.11冲击电流测量软件

软件性能测试的主要步骤按GB/T16896.2一2016中6.2的规定，试验数据发生器（TDG）的设置 应与使用该软件的数字记录仪的设置相匹配，包括采样率、分辨率和内部噪声水平的选择。TDG产生 的用于评估算法的数据文件作为软件的输入替代数字记录仪的输出。测试时，由软件确定的参数值与 标准给出的可接受限值进行比较，参数计算误差应满足4.12的要求。

6.1冲击电流测量试验条件

冲击电流测量试验条件应满足以下要求： a）环境温度为一5℃～十35℃，相对湿度不大于80%； b）在与冲击电流发生装置高度相当的邻近范围内，除测量引线外应无其他物体： c）电源频率为（50士0.5）Hz，电压波形畸变系数不大于5%： d）冲击电流试验场地宜无强电磁场干扰，应无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃，无剧烈振动 冲击源； e）接地电阻不应大于0.52。 如果现场试验中环境温度不能满足要求或强磁场不能避免时，需评价温度、强磁场对测量误差的 响。

6.2.1测量系统的基本性能

测量系统的基本性能应满足第4章的要求。

分流器为具有极低电感的电阻器，电阻值通常为50μ2～50m2。按其结构可分为双股对折式分流 器、同轴管式分流器或盘式分流器等。分流器应能承受被测冲击电流作用下的力效应与热效应，宜测 量幅值100kA及以下的冲击电流。

6.2.2.2罗氏线圈

氏圈利用电磁感应原理测 测量幅值可达数百于安。使用该测量原理的传感 空心罗氏线圈和带铁芯的电流互感器，被测冲击电流的峰值不应超过罗氏线圈的额定值。对于 的电流互感器，被测冲击电流的安秒积还应小于其额定安秒数。

6.2.3.1测量电缆

测量电缆要求如下： a）测量电缆应采用射频同轴屏蔽电缆，其波阻抗为50Q或75Q2。 b）测量电缆的长度应尽可能短。 c）测量电缆应有阻抗匹配，使用分流器作为转换装置时，宜采用两端匹配；使用罗氏线圈作为转 换装置时，宜采用末端匹配。

6.2.3.2二次衰减器

二次衰减器用于衰减转换装置的输出信号，以满足数据采集单元的输入电压量程要求。二次衰减 器分为电阻分压式、电容分压式或阻容分压式，采用短同轴电缆与测量仪器连接，该电缆应采取首端 或末端匹配方式。

一般采用数学示波器或数学记录仪， 生能指标应符合GB/T16896.1一2005第7章的要求。

6.3测量系统的连接与布置

6.3.1转换装置布置

使用分流器测量时，分流器与试 低压侧应可靠接地：使用罗氏 线圈中心。转换装置的布置方式参见险

冲击电流测量系统的接地宜满足以下要求： a）测量系统接地宣采用铜、铝宽金属带或薄板，以减小回路阻抗； b）分流器串接在电流回路中，低压侧应接地； c）测量仪器不直接接地，外部的屏蔽箱直接接地； d）具有外屏蔽壳的罗氏线圈在电缆末端（测量仪器屏蔽机箱）处接地，

冲击电流测量系统的抗干扰措施如下： a）使用双屏蔽电缆或者在单屏蔽电缆外侧套金属管或屏蔽层，电缆外层屏蔽或金属管两端接地， 电缆的内层屏蔽在分流器侧接地。测量仪器放置在金属屏蔽箱中，屏蔽箱应直接接地，同轴电 缆的外层屏蔽与屏蔽箱直接相连。 b）从分流器到测量仪器设宽度较大的金属板或金属带作为接地连线，电缆应沿此接地线紧靠地 面敷设。若有可能，电缆可直接敷设在该接地金属板、金属带之下。 测量仪器宜采用单独的隔离变压器或不间断电源（UPS）供电，屏蔽箱或测量仪器的电源入口 处串接低通滤波器，典型的抗于扰电路如图4所示。 d）宜采用光缆传输转换装置输出的电压信号。

附录A （资料性附录） 冲击电流波形定义及参数计算

冲击电流波形参数定义适用于冲击电流耐受试验等，如避雷器试验、电磁兼容试验、雷 流耐受试验等。

图A.1指数型冲击电流波形

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图A.2波尾振荡的指数型冲击电流

近似矩形的电流波形，由持续时间Ta和总持续时间T定义，一般表示为Ta/T型冲击电流，见图 A.3和图A.4。 A.2.2 持续时间duration Ta 矩形冲击电流超过峰值90%的持续时间，如果出现振荡，Ta取电流持续超过峰值90%的最长时间间隔。 A.2.3 总持续时间 totalduration T 矩形冲击电流波形上高于峰值1 10%的时间间隔

近似矩形的电流波形，由持续时间Ta和总持续时间T定义，一般表示为Ta/Tt型冲击电流，见 A.3和图A.4。 A.2.2 持续时间duration Ta 矩形冲击电流超过峰值90%的持续时间，如果出现振荡，Ta取电流持续超过峰值90%的最长时间间隔 A.2.3 总持续时间 totalduration T 矩形冲击电流波形上高于峰值10%的时间间隔，

图A.3平滑的矩形冲击电流

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表A.1和表A.2为冲击电流波形示例

4波尾振荡的矩形冲击

表A.1指数型冲击电流波形（T/T）示例

表A.2矩形冲击电流波形（T/T）示例

B.1刻度因数测量不确定度评定

B.1.1冲击测量系统刻度因数的不确定度评

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附录B （资料性附录） 冲击电流测量不确定度评定及示例

一标准测量系统引入的不确定度分量； UN—标准测量系统的扩展不确定度。

B.1.3重复性引入的不确定度分量

重复性引入的不确定度计算采用A类方法计算刻度因数平均值的标准偏差，比对电流点一般 系统额定电流的20%、40%、60%、80%、100%，因此选取最大的标准偏差作为不确定度分量。

刻度因数的平均值F,见式（B.4)：

ZFx (n≥10)

Fx—刻度因数平均值； 一单次测量刻度因数： 一测量次数，不小于10次。 刻度因数平均值的试验标准偏差s(Fx）见式（B.5)：

s(Fx）——试验标准偏差。 A类标准不确定度u。见式（B.6)：

WA——A类标准不确定度

流点为i组，每组刻度因数平均值为Ei。，最终

Fxig第g个校准电流点，测量系统刻度因数平均值 Fxj个校准电流点，测量系统刻度因数平均值。 线性度引入的标准测量不确定度分量us见式（B.8)：

u.—线性度引入的标准测量不确定度分量。

B.1.5环境温度影响引入的测量不确定度分量

式中： FT—特定温度条件下的刻度因数； 校准温度条件下的刻度因数；

s(Fx) u=max Vn

ZFxig 7 (j≥5

2Fxte Fx (j≥5)

于环境温度的变化而引起的变化，其B类不确定

B.1.6短时稳定性引入的测量不确定度分量

短时稳定性试验是为了考核转换装置自热效应的影响，试验结果是在电流施加时间内刻度因 化，其B类不确定度分量见式（B.10）：

Fbefore 短时稳定性试验前的刻度因数； Fafter 短时稳定性试验后的刻度因数； 短时稳定性引入的标准测量不确定度分量。

B.1.7长期稳定性引入的测量不确定度分量

长期稳定性引入的不确定度分量时基于制造商的数据或一系列性能试验的结果，评定的结果见式 (B.11)：

式中： F1——第一次校准的刻度因数； F2——第二次校准的刻度因数；

B.1.8邻近回路电流影响引入的测量不确定度分量

Iprox 被测系统的干扰电流： Inearby 邻近导体中的电流； 邻近回路电流影响引入的标准测量不确定度分量。

公路标准规范范本B.1.9测量软件引入的测量不确定度分量

平定软件处理产生的不确定度 与标准提供的基准值相比较来评 （GB/T16896.2—2016)，见式（B.13）：

"B6 max(0)或uB max() V31 3/

&c—计算误差； ss标准规定的限值误差半宽； uB6——测量软件引入的标准测量不确定度分量 被测系统的标准测量不确定度见式（B.14)：

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式中： UN 标准测量系统引入的不确定度分量； UBl 线性度引入的标准测量不确定度分量； UB2 环境温度影响引入的标准测量不确定度分量； UB3 短时稳定性影响引入的标准测量不确定度分量； UB4 长期稳定性引入的标准测量不确定度分量； uBs 邻近回路电流影响引入的标准测量不确定度分量 uB6 数据处理软件引入的标准测量不确定度分量； u 合成标准不确定度。 扩展不确定度见式（B.15）：

式中： C 包含因子园林绿化标准规范范本，k=2； U—扩展不确定度。

B.2时间参数的不确定度评定

B.2.1冲击测量系统时间参数的不确定度评定