ГОСТ Р 8.746-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига электрического напряжения переменного тока промышленной частоты в диапазоне от 0,1/ корень из 3 до 750/корень из 3 кВ

ГОСТ Р 8.746-2011

Группа Т84.8

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА МАСШТАБНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И УГЛА ФАЗОВОГО СДВИГА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 0,1/ ДО 750/ кВ

State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification schedule for instruments measuring the ratio error and phase displacement of a.c. power frequency voltage in the range from 0,1/ to 750/ kV

ОКС 17.020

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ФГУП "ВНИИМС")

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1069-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на средства измерений коэффициента масштабного преобразования от 0,1 до 10000 и угла фазового сдвига от 0 до 0,1 рад электрического напряжения переменного тока промышленной частоты в диапазоне номинальных значений от 0,1/ до 750/ кВ.

Настоящий стандарт устанавливает порядок передачи единиц коэффициента масштабного преобразования напряжения - безразмерная величина - и угла фазового сдвига напряжения - радиан - в соответствии с поверочной схемой [рисунок А.1 (приложение А)] от государственного первичного специального эталона единиц коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига электрического напряжения переменного тока промышленной частоты в диапазоне от 0,1/ до 750/ кВ (далее - государственный первичный специальный эталон) рабочим средствам измерений этих величин с помощью вторичных эталонов и эталонных средств измерений с указанием погрешностей (неопределенностей) и основных методов поверки (калибровки).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.216-88* Государственная система обеспечения единства измерений. Трансформаторы напряжения. Методика поверки

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 8.216-2011. - .

ГОСТ 1983-2001 Трансформаторы напряжения. Общие технические условия

ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

ГОСТ 23625-2001 Трансформаторы напряжения измерительные лабораторные. Общие технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Государственный первичный специальный эталон

3.1 Государственный первичный специальный эталон (далее - ГПСЭ) предназначен для воспроизведения, хранения и передачи единиц коэффициента масштабного преобразования - безразмерная величина - и угла фазового сдвига - радиан - электрического напряжения переменного тока промышленной частоты в диапазоне от 0,1/ до 750/ кВ. ГПСЭ обеспечивает единство и достоверность измерений в данной области.

3.2 В основу работы ГПСЭ положен нулевой метод.

Нулевой метод реализуется набором компонентов со следующими техническими и метрологическими характеристиками:

1) Высоковольтный (измерительный) электрический конденсатор первичной цепи с номинальным напряжением не менее (где - измеряемое первичное напряжение), представляющий собой экранированный, высоколинейный и высокостабильный трехэлектродный электрический конденсатор, выполненный из коаксиальных электродов, помещенных в корпус с элегазовым диэлектриком. Номинальное значение электрической емкости конденсатора должно находиться в интервале от 40 до 150 пФ в зависимости от чувствительности высоковольтного моста, что соответствует следующему условию:

. (1)

Коэффициент емкости по напряжению конденсатора не более 5·10%/кВ, определяемый по формуле

, (2)

где - емкость измерительного конденсатора при верхнем значении приложенного напряжения, пФ;

- емкость измерительного конденсатора при нижнем значении приложенного напряжения, пФ;

- верхнее значение приложенного напряжения, кВ;

- нижнее значение приложенного напряжения, кВ;

- номинальное напряжение измерительного конденсатора, кВ.

Угол диэлектрических потерь конденсатора в диапазоне номинальных напряжений не более 5·10 рад, определяемый по формуле

, (3)

где - угол между векторами напряжения и тока при протекании переменного тока через конденсатор, рад.

Температурный коэффициент емкости конденсатора не более 5·10%/°С, определяемый по формуле

, (4)

где - емкость конденсатора при верхнем значении температуры, пФ;

- емкость конденсатора при нижнем значении температуры, пФ;

- верхнее значение температуры, °С;

- нижнее значение температуры, °С.

Нестабильность емкости конденсатора не более 5·10%/ч, определяемая по формуле

, (5)

где - емкость конденсатора в конечный момент времени, пФ;

- емкость конденсатора в начальный момент времени, пФ;

- конечный момент времени, ч;

- начальный момент времени, ч.

2) Низковольтный (опорный) электрический конденсатор вторичной цепи с номинальным напряжением не менее (где - измеряемое вторичное напряжение), представляющий собой экранированный высоколинейный и высокостабильный трехэлектродный электрический конденсатор, выполненный на основе пленочной технологии и с использованием керамики, с номинальным значением опорной емкости , выбираемым в диапазоне от 1000 до 5000 пФ в зависимости от чувствительности высоковольтного моста и удовлетворяющим условию

, (6)

где - номинальное напряжение опорного конденсатора .

Коэффициент емкости по напряжению опорного конденсатора , определяемый по формуле (2), должен быть не более 5·10%/кВ.

Угол диэлектрических потерь опорного конденсатора в диапазоне номинальных напряжений , определяемый по формуле (3), должен быть не более 5·10 рад.

Температурный коэффициент емкости опорного конденсатора , определяемый по формуле (4), должен быть не более 5·10%/°С.

Нестабильность емкости опорного конденсатора , определяемая по формуле (5), должна быть не более 5·10%/ч.

3) Высоковольтный мост, представляющий собой компаратор токов с диапазоном значений сравниваемых токов от 10 до 50·10 А, с рабочей частотой 50 Гц, измеряющий коэффициенты масштабного преобразования от 0,1 до 10000, углов фазового сдвига напряжения в диапазоне от 0 до 0,1 рад, а также обеспечивающий, в том числе с помощью дополнительных приборов, функции измерения вторичного напряжения с относительной погрешностью ±3%, его частоты с абсолютной погрешностью ±0,05 Гц и коэффициента искажения синусоидальности кривой вторичного напряжения в соответствии с ГОСТ 13109.

Процесс измерения состоит из двух этапов.

Первый этап заключается в уравновешивании моста, когда измерительный и опорный конденсаторы меняют местами и от одного источника напряжения, равного (0,8...0,9), записывают показания. На этом этапе проводят уравновешивание высоковольтного моста с целью определить масштабный коэффициент отношений токов (где - масштабный коэффициент отношения токов , протекающих через опорный и измерительный электрические конденсаторы), а также определяют значение угла фазового сдвига (где - угол фазового сдвига токов, протекающих через опорный и измерительный конденсаторы).

На втором этапе проводят уравновешивание моста с подключением поверяемого прибора (например, трансформатора напряжения). При этом на измерительный конденсатор подают напряжение , а на опорный конденсатор через трансформатор напряжения - напряжение . При установленных значениях напряжений проводят уравновешивание высоковольтного моста с целью определить новые значения масштабного коэффициента отношений токов (где - масштабный коэффициент отношения токов , протекающих через опорный и измерительный электрические конденсаторы, - измеренный масштабный коэффициент измеряемого трансформатора напряжения), а также определяют значение угла фазового сдвига (где - угол фазового сдвига токов, протекающих через измерительный и опорной конденсаторы; - угол фазового сдвига напряжений первичной и вторичной обмоток поверяемого трансформатора).

Определяют погрешность коэффициента масштабного преобразования напряжения (погрешность напряжения) поверяемого трансформатора напряжения , в процентах, и погрешность угла фазового сдвига напряжения (угловую погрешность) трансформатора (), в радианах или минутах, по формулам:

, (7)

где - масштабный коэффициент отношения токов, полученный на первом этапе;

- масштабный коэффициент отношения токов, полученный на втором этапе;

- номинальный масштабный коэффициент поверяемого трансформатора напряжения.

, (8)

где - угол фазового сдвига, полученный на первом этапе измерения;

- угол фазового сдвига, полученный на втором этапе измерения.

3.3 В состав ГПСЭ входят следующие средства измерений, меры и вспомогательное оборудование:

- источник с плавным регулированием напряжения переменного тока с параметрами: частота , равная (50±0,05) Гц, диапазон регулирования высокого напряжения от 0,1 до 550 кВ, максимальная сила переменного тока нагрузки не менее 0,05 А при 550 кВ, коэффициент нестабильности выходного напряжения не более 1%, нормы качества выходного напряжения - в соответствии с ГОСТ 13109;

- набор трехэлектродных электрических высоковольтных (измерительных) конденсаторов с параметрами, определяемыми по формулам (1)-(5), для номинальных напряжений 0,1/......750 кВ;

- набор трехэлектродных электрических низковольтных (опорных) конденсаторов с параметрами, определяемыми по формулам (1)-(6), для измеряемого вторичного напряжения 0,1/...0,4 кВ;

- высоковольтный эталонный мост с диапазоном допускаемых значений силы переменного тока промышленной частоты по низковольтному (опорному) входу от 10 мкА до 9 мА и по высоковольтному (измерительному) входу от 10 мкА до 0,5 А, с уравновешиванием значений в диапазоне от 0,02 до 20 (где - внутренний диапазон уравновешивания масштабных коэффициентов тока) и в диапазоне от 0 до 3,0·10 рад (где - внутренний диапазон уравновешивания углов фазового сдвига токов) и с измеренными значениями коэффициента масштабного преобразования в диапазоне от 0,1 до 10000 и угла фазового сдвига от 0 до 0,1 рад.

3.4 Диапазоны измерений, обеспечиваемые ГПСЭ, следующие:

- - от 0,1 до 10000;

- - от 0 до 0,1 рад.

Номинальные значения напряжения переменного тока промышленной частоты , в котором воспроизводятся значения и с помощью ГПСЭ, составляют от 0,1/ до 750/ кВ.

3.5 ГПСЭ воспроизводит значения со среднеквадратическим отклонением (далее - СКО) 1,2·10+0,8·10 при десяти независимых измерениях, с доверительными границами неисключенной систематической погрешности 2,47·10 при доверительной вероятности 0,95, где - измеренный (рассчитанный) коэффициент масштабного преобразования напряжения.

При этом стандартная неопределенность коэффициента масштабного преобразования, оцениваемая по типу , 1,2·10+0,8·10. Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу , 1,3·10.

3.6 ГПСЭ воспроизводит значения с СКО - 2·10+0,005 рад при десяти независимых измерениях с доверительными границами неисключенной систематической погрешности 3,8·10 рад при доверительной вероятности 0,95, где - измеренный (рассчитанный) угол фазового сдвига.

При этом стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу , 2·10+0,005 рад. Стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу , 2,0·10 рад.

3.7 Нестабильность ГПСЭ 1,0·10 %/год при воспроизведении и 1,0·10 рад/год при воспроизведении .

3.8 Для обеспечения воспроизведения единиц и с указанной точностью необходимо выполнять правила хранения и применения ГПСЭ, утвержденные в установленном порядке.

3.9 Аттестацию ГПСЭ проводят по утвержденной в установленном порядке методике не реже одного раза в год.

3.10 ГПСЭ применяют для передачи единиц и вторичному эталону и рабочим эталонам и мерам 1-го разряда с использованием нулевого метода при непосредственном сличении.

4 Эталон сравнения

4.1 Эталон сравнения предназначен для воспроизведения, хранения и передачи единиц коэффициента масштабного преобразования в диапазоне значений от 0,1 до 2000 и угла фазового сдвига в диапазоне от 0 до 0,1 рад электрического напряжения переменного тока промышленной частоты при номинальных значениях от 0,1/ до 110/ кВ.

4.2 В состав эталона сравнения могут входить следующие средства измерений и вспомогательное оборудование:

- транспортабельный источник с плавным регулированием напряжения переменного тока частотой , равной (50±0,05) Гц, с диапазоном выходного напряжения от 0 до 100 кВ, максимальной силой переменного тока нагрузки не менее 0,02 А, при напряжении, равном 100 кВ, коэффициентом нестабильности выходного напряжения не менее 1%, нормами качества выходного напряжения - в соответствии с ГОСТ 13109;

- трехэлектродный электрический высоковольтный (измерительный) конденсатор с параметрами, определяемыми по формулам (1)-(5), в диапазоне напряжений до 100 кВ;

- трехэлектродный электрический низковольтный (опорный) конденсатор с параметрами, определяемыми по формулам (1)-(6), в диапазоне напряжений до 1 кВ;

- транспортабельный высоковольтный эталонный мост с диапазоном допускаемых значений силы переменного тока промышленной частоты по низковольтному (опорному) входу от 10 мкА до 9 мА и по высоковольтному (измерительному) входу от 10 мкА до 0,5 А, с уравновешиванием значений в диапазоне от 0,02 до 20 и от 0 до 3,0·10 рад и с диапазоном измеряемых значений в интервале от 0,1 до 2000, а также с диапазоном измеряемых значений в интервале от 0 до 0,1 рад.

4.3 Диапазоны измерений, обеспечиваемые эталоном сравнения, следующие:

- - от 0,1 до 2000;

- - от 0 до 0,1 рад.

Номинальные значения напряжения переменного тока промышленной частоты , в котором воспроизводятся значения и с помощью эталона сравнения, составляют от 0,1/ до 110/ кВ.

4.4 Эталон сравнения воспроизводит значения с СКО1,2·10+0,8·10 при десяти независимых измерениях с доверительными границами неисключенной систематической погрешности 2,47·10 при доверительной вероятности 0,95.

При этом стандартная неопределенность коэффициента масштабного преобразования, оцениваемая по типу , 1,2·10+0,8·10. Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В, 1,3·10.

4.5 Эталон сравнения воспроизводит значения с СКО2·10+0,005 рад при десяти независимых измерениях с доверительными границами неисключенной систематической абсолютной погрешности 3,8·10 рад при доверительной вероятности 0,95.

При этом стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу , 2·10+0,005· рад; стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу В, 2,0·10 рад.

4.6 Нестабильность эталона сравнения за год 1,0·10%/год при воспроизведении и 1,0·10 рад/год при воспроизведении .

4.7 Аттестацию эталона сравнения проводят по утвержденной в установленном порядке методике не реже одного раза в год.

4.8 Эталон сравнения используют в качестве возимой эталонной установки для проведения сличений.

5 Вторичный эталон

5.1 Вторичный эталон предназначен для воспроизведения, хранения и передачи единиц коэффициента масштабного преобразования в диапазоне от 0,1 до 10000 и угла фазового сдвига в диапазоне от 0 до 0,1 рад напряжения переменного тока при номинальных значениях от 0,1/ до 750/ кВ промышленной частоты.

5.2 В состав вторичного эталона входят следующие средства измерений и вспомогательное оборудование:

- источник с плавным регулированием напряжения переменного тока частотой , равной (50±0,05) Гц, с диапазоном выходного напряжения от 0 до 550 кВ, нагрузочной способностью не менее 0,05 А, стабильностью выходного напряжения не более 1% и нормами качества выходного напряжения в соответствии с ГОСТ 13109;

- масштабный емкостный преобразователь с от 0,1 до 10000 и от 0 до 1,5·10 рад, с параметрами, определяемыми по формулам (1)-(6), на напряжение от 0,1/ до 750 кВ и преобразователь ток-напряжение с выходным диапазоном от 0,1/ до 0,4 кВ;

- прибор сравнения с диапазонами измерения от 0,1 до 10000 и от 0 до 0,1 рад, на напряжение от 0,1/ до 0,4 кВ.

5.3 Диапазоны измерений, обеспечиваемые вторичным эталоном, следующие:

- - от 0,1 до 10000;

- - от 0 до 0,1 рад.

Номинальные значения напряжения переменного тока промышленной частоты , в котором воспроизводятся значения и с помощью вторичного эталона, составляют от 0,1/ до 750/ кВ.

5.4 Вторичный эталон воспроизводит значения с СКО3,6·10+2,4·10 при десяти независимых измерениях, с доверительными границами неисключенной систематической погрешности 7,41·10 при доверительной вероятности 0,95.

При этом стандартная неопределенность коэффициента масштабного преобразования, оцениваемая по типу А, 3,6·10+2,4·10. Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В, 3,9·10.

5.5 Вторичный эталон воспроизводит значения с CКO6·10+0,015 рад при десяти независимых измерениях с доверительными границами неисключенной систематической погрешности 1,14·10 рад при доверительной вероятности 0,95.

При этом стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу А, 6·10+0,015 рад; стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу В, 6,0·10 рад.

5.6 Нестабильность вторичного эталона 1,0·10 %/год при воспроизведении и 1,0·10 рад/год при воспроизведении .

5.7 Аттестацию вторичного эталона проводят по утвержденной в установленном порядке методике не реже одного раза в год.

5.8 Вторичный эталон применяют для передачи единиц и рабочим эталонам 1-го разряда методом непосредственного сличения и сличения с использованием прибора сравнения.

6 Рабочие эталоны

6.1 Рабочие эталоны 1-го разряда

6.1.1 Рабочие эталоны 1-го разряда предназначены для измерения, воспроизведения, хранения и передачи единиц коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига электрического напряжения переменного тока промышленной частоты. Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для проведения калибровки и поверки рабочих эталонов 2-го разряда и рабочих средств измерений.

6.1.2 Диапазон измерения составляет от 0,1 до 10000.

6.1.3 Диапазон измерения составляет от 0 до 0,1 рад.

6.1.4 Номинальные значения напряжения переменного тока промышленной частоты , в котором воспроизводятся значения и с помощью рабочих эталонов 1-го разряда, составляют от 0,1/ до 750/ кВ.

6.1.5 Пределы основной допускаемой погрешности эталонов 1-го разряда следующие: 0,015%...0,05%; 9·10...3·10 рад.

6.1.6 Поверку рабочих эталонов 1-го разряда проводят по утвержденной в установленном порядке методике в соответствии с установленным межповерочным интервалом, но не реже одного раза в 2 года.

6.1.7 Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для передачи единиц и рабочим эталонам 2-го разряда методом непосредственного сличения и сличения с использованием прибора сравнения.

6.2 Рабочие эталоны 2-го разряда

6.2.1 Рабочие эталоны 2-го разряда предназначены для воспроизведения, хранения и передачи единиц коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига напряжения переменного тока промышленной частоты. Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для проведения калибровки и поверки рабочих средств измерений.

6.2.2 Диапазон измерения составляет от 0,1 до 10000.

6.2.3 Диапазон измерения составляет от 0 до 0,1 рад.

6.2.4 Номинальные значения напряжения переменного тока промышленной частоты , в котором воспроизводятся значения и с помощью рабочих эталонов 2-го разряда, составляют от 0,1/ до 750/ кВ.

6.2.5 Классы точности (КТ) эталонов 2-го разряда - 0,05; 0,1 по ГОСТ 23625 и ГОСТ 1983, а пределы основной допускаемой погрешности эталонов 2-го разряда (измерительных комплексов) следующие: 0,05%...0,1%; 2,7·10...9·10 рад.

6.2.6 Поверку рабочих эталонов 2-го разряда проводят по утвержденной в установленном порядке методике в соответствии с установленным межповерочным интервалом, но не реже одного раза в 2 года.

6.2.7 Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для передачи единиц и рабочим средствам измерений методом непосредственного сличения и сличения с использованием прибора сравнения или двухканального вольтфазометра.

7 Рабочие средства измерений

7.1 Рабочие средства измерений предназначены для измерения высокого напряжения переменного тока промышленной частоты посредством его преобразования с известными значениями коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига .

7.2 Диапазон измерения составляет от 0,1 до 10000.

7.3 Диапазон измерения составляет от 0 до 0,1 рад.

7.4 Номинальные значения напряжения переменного тока промышленной частоты , в котором воспроизводятся значения и с помощью рабочих средств измерений, составляют от 0,1/ до 750/.

7.5 Классы точности рабочих средств измерений - 0,2; 0,5; 1,0; 3; 6 по ГОСТ 23625 и ГОСТ 1983, а пределы основной допускаемой погрешности рабочих средств измерений (измерительных комплексов) следующие: 0,2%...10%; 8·10...2,7·10 рад.

7.6 Поверку рабочих средств измерений проводят по ГОСТ 8.216 в соответствии с установленным межповерочным интервалом, но не реже одного раза в 16 лет.

Приложение А
(обязательное)

Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига напряжения переменного тока промышленной частоты в диапазоне от 0,1/ до 750/ кВ

Поверочная схема для средств измерений коэффициента масштабного преобразования и угла фазового сдвига напряжения переменного тока промышленной частоты представлена на рисунке А.1.

Рисунок А.1

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2013