《高压测试仪器及设备校准规范 第11部分：电容电流测试仪》

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中华人民共和国电力行业标准

DL/TXXXXX—XXXX

高压测试仪器及设备校准规范

第11部分：电容电流测试仪

Calibrationspecificationforhighvoltagetestinginstruments

Part11:Measuringinstrumentsforcapacitivecurrent

征求意见稿

（完成日期：2022年5月7日）

“在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。”

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

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I

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引  言

DL/T1694《高压测试仪器及设备校准规范》旨在对高压测试仪器及设备的校准进行规范，拟由11

个部分构成。

——第1部分：特高频局部放电在线监测装置。目的在于规范特高频局部放电在线监测装置的校准。

——第2部分：电力变压器分接开关测试仪。目的在于规范电力变压器分接开关测试仪的校准。

——第3部分：高压开关动作特性测试仪。目的在于规范高压开关动作特性测试仪的校准。

——第4部分：绝缘油耐压测试仪。目的在于规范绝缘油耐压测试仪的校准。

——第5部分：氧化锌避雷器阻性电流测试仪。目的在于规范氧化锌避雷器阻性电流测试仪的校准。

——第6部分：电力电缆超低频介质损耗测试仪。目的在于规范电力电缆超低频介质损耗测试仪的

校准。

——第7部分：综合保护测控装置电测量。目的在于规范综合保护测控装置中电测量的校准。

——第8部分：电力电容电感测试仪。目的在于规范电力电容电感测试仪的校准。

——第9部分：电力变压器空、负载损耗测试仪。目的在于规范电力变压器空、负载损耗测试仪的

校准。

——第10部分：六氟化硫密度控制器校验仪。目的在于规范六氟化硫密度控制器校验仪的校准。

——第11部分：电容电流测试仪。目的在于规范电容电流测试仪的校准。

II

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高压测试仪器及设备校准规范

第11部分：电容电流测试仪

1范围

本文件规定了适用于6kV~66kV交流配电网系统的电容电流测试仪（以下简称测试仪）的计量特性、

校准条件、校准项目和校准方法、校准结果表达、复校时间间隔等要求。

本文件适用于异频（非50Hz）信号注入法测试仪的校准。

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。

DL/T308—2012中性点不接地系统电容电流测试规程

DL/T1953—2018电容电流测试仪通用技术条件

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电容电流capacitivecurrent

无补偿的中性点不接地系统发生单相金属性接地时的容性电流。

［来源：DL/T308—2012，3.2，有修改］

3.2

电容电流测试仪measuringinstrumentsforcapacitivecurrent

用于测量无补偿中性点不接地系统对地电容和容性电流的仪器。

［来源：DL/T1953—2018，3.2］

3.3

异频信号注入法injectionmethodofnon50Hzfrequencysignal

在电磁式电压互感器（TV）的二次侧注入非50Hz信号的方法。

［来源：DL/T1953—2018，3.3］

4概述

1

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测试仪由工作电源、交流恒流电源、MCU主控制器、滤波器、输入输出单元、采样单元等组成，如

图1所示。测试仪将异频电流信号通过单相或三相电磁式电压互感器（TV）注入不接地系统的中性点，

测量系统零序电压和零序电流，根据电压互感器的等值模型及电压和电流的关系，计算系统对地电容和

电容电流。测试仪测试原理和测试方法见附录A。

图1测试仪结构框图

5计量特性

5.1电容量

测试仪电容量测量范围一般为0.3μF~125μF，最大允许误差一般不超过±5%。

5.2电容电流

测试仪电容电流测量范围小于等于300A，最大允许误差一般不超过±5%；电容电流测量范围大于

300A，最大允许误差一般不超过±10%。

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

测试仪的校准环境应满足以下要求：

——温度：（20±5）℃；

——湿度：不大于80%RH；

——交流供电电压：（220±22）V；

——交流供电频率：（50±0.5）Hz；

——交流供电波形：正弦波，失真度小于等于5%。

6.2测量标准及其他设备

测量标准要求见表1，其他设备要求见表2。

表1测量标准

设备名称性能指标

标准电容器组最大值125μF，调节步长1μF，准确度等级不低于0.5级。

标准电压互感器额定电压适用于6kV、10kV、20kV、35kV和66kV系统，准确度等级不低于

2

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0.2级。

表2其他设备

设备名称性能指标

绝缘电阻表额定电压为500V，准确度等级不低于10级。

耐电压测试仪输出电压不小于2kV，准确度等级不低于5级。

7校准项目和校准方法

7.1校准项目

测试仪校准项目按表3规定。

表3校准项目

序号校准项目校准方法

1电容量见7.3.1

2电容电流见7.3.2

7.2校准的准备

7.2.1外观检查

用目测法检查测试仪外观及标识，应满足以下要求：

——测试仪无影响其计量性能及安全性能的缺陷，外观完整，接线端子标志清晰；

——测试仪的金属外壳有专用的接地端子；

有缺陷的，修复后方予以校准。

7.2.2工作正常性检查

通电检查测试仪开关、按键、显示屏和各种状态指示灯（标志）工作正常，测量功能、接线方式选

择正常。

7.2.3绝缘电阻与介电强度

采用交流供电的测试仪，应进行以下项目检查：

a)使用500V绝缘电阻表测量测试仪的电源输入部分与机壳及地之间的绝缘电阻，绝缘电阻值应

不小于20MΩ。

b)使用耐电压测试仪在测试仪的电源输入部分与机壳及地之间施加2kV工频电压，历时1min，测

试仪应无击穿、飞弧现象。

7.3校准方法

7.3.1电容量

3

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根据测试仪接线方式，采用图2或图3接线，在测试仪测量范围内，均匀选取不少于5个整数校准点

（包括量程的上限、下限值）进行电容量校准。分别读取标准电容器组输出设定值和测试仪电容量

Cs

示值，按式（1）计算示值误差，试验结果应满足5.1的要求。

Cx

CC

xs（）

c100%…................1

Cs

式中：

——电容量测量相对误差，单位为百分号（）；

c%

——被校测试仪电容量显示值，单位为微法（）；

CxμF

——标准电容器组输出设定值，单位为微法（）。

CsμF

注：若采用图2方式接线，式（1）中Cs=C；若采用图3方式接线，式（1）中Cs=C1+C2+C3。

说明：

C——标准电容；TV——标准电压互感器。

图2单TV接线方式电容量误差校准接线图

说明：

C1、C2、C3——标准电容；TV——标准电压互感器。

图33TV接线方式电容量误差校准接线图

7.3.2电容电流

采用7.3.1选取的电容量校准点进行电容电流校准，根据测试仪接线方式按图2或图3所示接线。读

取测试仪电容电流显示值，用标准电容器组的电容量输出设定值根据理论公式（2）计算标准电容

IxCs

电流值，按式（3）计算电容电流的计算误差。

Is

UC

Is…................（2）

s1000

式中：

4

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Is——电容电流标准值,单位为安培（A）；

ω——角频率，单位为弧度/秒（rad/s）；

Uφ——相电压，单位为千伏（kV）；

Cs——标准电容器组输出设定值，单位为微法（μF）。

II

xs（）

I100%…................3

Is

式中：

——电容电流的相对误差，单位为百分号（）；

I%

——被校测试仪电容电流显示值，单位为安培（）；

IxA

——电容电流标准值单位为安培（）。

Is,A

8校准结果表达

8.1校准数据处理

对校准数据进行计算和数据修约，校准数据有效位数应与扩展不确定度位数一致。

8.2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）；

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和应用有关时，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。

校准不确定度示例见附录B，原始记录格式见附录C，校准证书内页格式见附录D。

9复校时间间隔

建议复校时间间隔为1年。

注：由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位

可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。

5

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附录A

（资料性）

测试仪测试原理和测试方法

测试仪将异频电流信号通过单相电磁式电压互感器（TV）的二次侧或三相电磁式电压互感器的二

次侧开口三角处注入不接地系统的中性点，测量系统零序电压和零序电流，计算系统的电容量和电容电

流。电容电流测试基本原理如图A.1所示。

（a）异频电流信号通过单相TV二次侧注入不接地系统中性点

（b）异频电流信号通过三相TV二次侧开口三角处注入不接地系统中性点

说明：

U0——注入中性点测量电压；I0——注入中性点测量电流；CA、CB、CC——系统三相对地电容；IA、IB、IC——高压

侧三相感应电流。

图A.1测试基本原理

通常，互感器的励磁阻抗比短路阻抗和对地电容容抗大很多，励磁电流几乎为零，可以忽略不计；

系统三相对称，三相对地电容基本相等，CA=CB=CC。因此，在高压侧感应出的三相电流信号方向相同、

大小相等，为零序电流，IA=IB=IC。其等效电路如图A.2所示。

说明：C——系统对地电容；R——互感器等值漏阻；XL——互感器等值漏抗；Rm——互感器励磁电阻；Xm——互感

器励磁电抗。

图A.2测试原理等效电路

若测试仪将异频电流信号通过单相电磁式电压互感器的二次侧注入不接地系统的中性点，在TV二

6

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次侧可测得零序电压U0

11

22（）

U02R(XL)I0…................A.1

kCTV

式中：

CTV——系统三相对地电容，CTV=CA+CB+CC；

k——互感器变比；

ω——注入信号角频率。

若测试仪将异频电流信号通过三相电磁式电压互感器的开口三角形侧注入不接地系统的中性点，在

3TV开口三角形侧可测得零序电压U0

31

22（）

U02R(XL)I0…................A.2

kC3TV

式中：

C3TV——系统单相对地电容，C3TV=CA=CB=CC。

测试仪向不接地系统的中性点注入不同频率的恒定电流信号，可测得不同的零序电压和零序电流值，

根据电压互感器的等值电路模型，通过联立求解方程组（A.1）或（A.2），求解系统对地电容C（C=3C3TV

或C=CTV）。

然后，根据系统相电压Uφ、角频率ω计算系统电容电流Ic

（）

IcUC…................A.3

式中：

Ic——系统电容电流；

ω——系统角频率；

Uφ——系统相电压。

根据现场实际接线情况，测试仪的测试接线方法包括开口三角异频信号注入法、电容器组中性点异

频信号注入法和变压器中性点异频信号注入法。开口三角异频信号注入法通过电磁式电压互感器的开口

三角向三相注入异频测量信号；电容器组中性点异频信号注入法将测试仪与单相电压互感器的二次绕组

相连，电压互感器的一次绕组经高压电缆与补偿电容器组中性点相连，通过补偿电容器组向三相注入异

频测量信号；变压器中性点异频信号注入法将测试仪与单相电压互感器的二次绕组相连，电压互感器的

一次绕组经高压电缆与系统中性点相连，通过单相电压互感器的二次绕组向三相注入异频测量信号。在

电容电流测试前，必须根据电力系统中电压互感器的接线方式及变比，正确地进行测量接线、选择测试

仪相应的测量方式，从而得到系统的电容电流值。

7

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附录B

（资料性）

电容量误差测量不确定度评定示例

B.1概述

B.1.1测量依据：

根据JJF1059.1-2012规定的方法，对测试仪在校准点90μF处电容量示值误差进行不确定度评定。

B.1.2主要计量标准：

序号仪器名称型号编号测量范围准确度等级

1标准电容箱BDR070110410μF～450μF0.2级

941018

2标准电压互感器HJ-DQ1094101910kV/100V0.02级

941020

B.1.3校准对象：

电容测量范围为(0.3~200)μF，准确度等级为5级，电流测量范围为(1~400)A，准确度等级为5级的

LX8113型手持式电容电流测试仪。

B.1.4校准方法：

校准方法参照本规范条款7.3.1进行。

B.1.5环境条件：

环境温度为22.3℃，湿度为62%RH。

2测量模型

测试仪电容量测量误差C：

………………（）

CCxCsB.1

式中：C──电容量测量误差，单位为微法（μF）；

被检测试仪电容量显示值，单位为微法（）；

Cx──μF

标准电容箱输出设定值，单位为微法（）。

Cs──μF

B.3标准不确定度分量来源

测量结果的不确定度主要分量有：

a)由测试仪测量重复性引入的不确定度分量u(Cx1)；

8

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b)由测试仪测量分辨力引入的不确定度分量u(Cx2)；

c)由标准电容箱最大允许误差引入的不确定度分量u(Cs1)；

d)由标准电压互感器比值最大允许误差引入的不确定度分量u(Cs2)。

B.4标准不确定度分量的评定

B.4.1标准不确定度分量u(Cx1)的评定

标准电容箱输出电容值设定为90μF时，进行10次重复测量，数据如下：

表B.1重复性测量数据

测量序号12345

被校显示值(μF)91.8991.9091.8791.8891.88

测量序号678910

被校显示值(μF)91.8691.8291.8591.8591.84

电容量测量结果的算术平均值：

1

C91.89+91.90+91.87+91.88+91.88+91.86+91.82+91.85+91.85+91.74μF91.864μF

X10

其单次测量的实验标准差为：

n

12

s(CX)(CXkCX)0.0246μF

n1k1

测试仪为数显式，实际校准时以单次测量结果为最终测量结果，故测量重复性引入的不确定度：

u(Cx1)s(CX)0.0246μF

B.4.2标准不确定度分量u(Cx2)的评定

测试仪分辨力为0.01μF，服从均匀分布：

u(Cx2)0.005μF/30.00289μF

B.4.3标准不确定度分量u(Cs1)的评定

由校准证书给出的标准电容箱准确度等级为0.2级，按均匀分布考虑，包含因子k3，则：

u(Cs1)0.2%90μF/30.104μF

B.4.4标准不确定度分量u(Cs2)的评定

由校准证书给出的标准电压互感器准确度等级为0.02级，按均匀分布考虑，包含因子k3，则：

9

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u(K)0.02%100/30.0115

9.186105

由DL/T308-2012附录A中式（A.3）得CF，根据不确定度传播率：

K2

1.8372106uK

uCF=0.0211F

s2K3

B.5合成标准不确定度

考虑到被测仪器的分辨力对测量重复性的影响，在合成标准不确定度时，二者取较大者，本例中由

被测仪器测量重复性引入的不确定分量较大，故忽略被测仪器分辨力引入的不确定度分量。经分析，各

不确定度分量彼此独立，互不相关，由不确定度传播律：

222

uc(C)u(Cx1)u(Cs1)u(Cs2)0.109μF

B.6扩展不确定度的评定

取包含因子k2，则扩展不确定度为：

U(C)kuc(C)20.109μF0.22μF

B.7测量不确定度的报告与表示

该手持式电容电流测试仪在90μF校准点，测量结果的最佳估计值为Cx=91.86μF，其扩展不确定度

为：

U0.22μFk2

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附录C

（规范性）

校准原始记录格式

校准证书原始记录内页格式见表C.1。

表C.1原始记录内页格式

原始记录号XXXXXX-XXXX

第1页共×页

委托单位

仪器名称型号/规格

生产厂商出厂编号

准确度等级/不

确定度/最大允唯一性标识

许误差

校准时使用的标准器

准确度等

级/不确定出厂编校准机构证书

名称型号测量范围证书编号

度/最大允号名称有效期至

许误差

校准依据

校准地点校准日期

温度(℃)相对湿度(%)

校准：记录：核验：

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原始记录号XXXXXX-XXXX

第2页共×页

（校准项目）

一、外观检查

二、工作正常性检查

三、绝缘电阻与介电强度

测量测试仪电源输入端对机壳及地的绝缘电阻，施加电压V，实测绝缘电阻为；

对测试仪电源输入端与机壳及地之间，施加工频电压kV，历时min，试验现象为：

。

四、电容量

单位：μF

标准值测量值扩展不确定度（k=2）

五、电容电流

单位：A

标准值测量值扩展不确定度（k=2）

校准结果不确定度的评估和表述均符合JJF1059.1的要求。

敬告：

1．被校准仪器修理后，应立即进行校准。

2．在使用过程中，如对被校准仪器的技术指标产生怀疑，请重新校准。

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D