高压开关是电力系统中*重要的控制和保护设备，它可以在设备发生故障时迅速切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流。《JJG（机械）140－1993高压开关机械特性测试仪检定规程》中规定需要定期对高压开关的分合闸时间进行试验。由于目前满足高压开关特性测试仪的仪器种类繁多、测量参数各异，所以有必要针对这些仪器开展校准检定需要在检定装置的基础上，建立一套可以涵盖市面上主流高压开关特性测试仪的校准方法。
1 校准装置的特性及技术参数
1.1 校准装置的工作原理
校准装置采用的是KG-11高压开关特性测试仪校准装置，其主要的工作原理框图如图 1 所示。时间发生器控制触头模拟器进行动作，同时对反馈信号进行计时，高压开关特性测试仪检测出触头电压从而进行校准。
1.2 校准装置的技术指标
本校准装置可以同时对 3 路开关进行模拟分、合闸以及弹跳动作试验，并可以任意设置3路的动作时间，主要技术参数有：标准时间输出范围1~20 000 ms，*大允许误差为±0.01 ms。
2 典型试验
由于分闸、合闸时间的校准方法、不确定度来源等的一致性，本文主要分析合闸过程，分闸可按照相同的过程得到。
目前市面上的高压开关特性测试仪种类繁多，不同的设备校准方法也不尽相同。根据其内置动作电源与否，进行以下3个典型的合闸实验，基本可以涵盖所有高压开关特性测试仪的校准方法。
2.1 内同步方式1
以型号为ES-2011的高压开关动特性测试仪为例，该设备可同时进行6路分合闸实验，能够产生 220 V 的合闸脉冲。由于其可以产生 220 V 的合闸脉冲，内同步方式 1 与校准装置的测量接线如图2所示。
具体过程：被校准设备内部可以产生 220 V的合闸信号，按照图2所示连线后，首先选择校准装置的合闸试验，设置好合闸时间后按开始测试，进入测试等待中；其次，设置被校准设备使其处于合闸状态，发出合闸信号后，校准装置将显示实际合闸时间，以此达到校准被测设备的目的。
2.2 内同步方式2
以型号为GKC-H的高压开关测试仪为例，该设备可同时进行12路断口的分合闸时间测试，机内提供DC 30-250 V/20 A数字可调断路器动作电源，可自动完成断路器的低电压动作试验。内同步方式2与校准装置的测量接线如图3所示。
具体测试过程中，采用校准装置自带的220 V直流电源。待线路接好后，再打开电源输出端开关。其他操作过程和内同步方式1一致。
2.3 外同步方式
以型号为GKTJ-8（B）的高压开关综合测试仪为例，该设备可同时进行 3 路断口的分合闸时间测试，自身不产生220 V的合闸信号，需要外部提供。外同步方式与校准装置的测量接线如图 4所示。
3 实验结果
以内同步方式1为例，得到的实验结果如表1所示。
4 合闸时间不确定评定
4.1 合闸时间测量方法及模型建立
高压开关动特性测试仪合闸时间校准的测量不确定度来源主要有：被校准的高压开关动特性测试仪分闸时间的重复性误差引入的不确定度分量；校准装置计量性能引入的不确定度；开关特性测试仪分辨率引入的不确定度。合闸时间的数学模型为：
δ = T示 - T标 （1）
式中，δ 为示值误差；T示 为被校准开关仪的示值；
T标 为校准装置的示值。
4.2 标准不确定度评定
重复性引入的不确定度分析：在重复条件下，对 ES-2011 高压开关动特性测试仪进行连续 10次100 ms合闸时间测试，所得数据如表2所示。
所得标准差为u(δ1)= s =∑i = 110(xi - xˉ)210 - 1 = 0.082 ms （2）
被校准开关特性测试仪引入的不确定度分析：校准装置分辨率为0.01 ms，设定为均匀分布，置信因子为 3 ，则标准不确定度为
u(δ2)= 0.012 3= 0.003 ms （3）
JJF1059.1-2012 明确指出，测量重复性导致的不确定度中包含了由于分辨力不足引起的测量值的变化，同一种效应导致的不确定度作为一个分量引入时，不应该再包含其他另外的分量。因此，在重复性导致的分量与分辨力导致的分量相互包容的情况下，取 u(δ1) 和 u(δ2) 两者中的*大值。因为 u(δ1) ＞ u(δ2) ，所以取 u(δ1) =0.082 ms。校准装置引入的不确定度分析：校准装置*大允许误差为 0.01 ms，设定为均匀分布，置信因子为 3 ，则标准不确定度为
u(δ3)= 0.012 3= 0.003 ms （4）
校准装置传输时间引入的不确定度分析：由于校准装置采用的是高速光耦，光耦的传输时间是纳秒级，所以对于分辨率 0.01 ms 可以忽略不计。此外，校准是在标准实验室进行的，环境变化引起的标准不确定度也可以忽略不计。即u(δ4)= 0.0053 = 0 （5）
合成标准不确定度计算：由于各不确定度分量彼此不相关，各灵敏度系数均为1，所以合成标准不确定度为
uc = (u(δ1) ) 2 + +u(δ3)2 + u(δ4)2 = 0.082 ms （6）
扩展不确定度计算：取包含因子k=2，则U=k uc =0.16 ms （7）
由以上分析可知，评定的不确定度 0.16%与高压开关特性测试仪合闸时间测量准确度 0.5%相比，满足小于1/3的要求，所以本方法有效可行。
5 结束语
在长期实践使用经验基础上，本文介绍了使用KG-11高压开关特性测试仪校准装置进行分合闸时间校准的 3 种方法，并给出了针对市面上三类典型的高压开关特性测试仪的校准接线图，同时进行了合闸时间测量不确定度的评定。经过验证，本校准装置操作简单、精度高，可以开展高压开关特性测试仪的校准工作。
