Методика поверки «СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ И АНАЛИЗА ЕМКОСТИ И ТАНГЕНСА УГЛА ПОТЕРЬ TANDO 700» (МП 206.1-102-2019)

Федеральное государственное унитарное предприятие «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ» (ФГУП «ВНИИМС»)

СОГЛАСОВАНО

Генеральный директор ООО «Смарт Энерго»

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора ФГУП «ВНИИМС» по производственной метрологии

Иванникова

2019 г.

Методика поверки

МП 206.1-102-2019

г. Москва

2019

Настоящая методика поверки распространяется на системы измерения и анализа емкости и тангенса угла потерь TANDO 700 (далее по тексту - системы), изготавливаемые OMICRON electronics GmbH, Австрия, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверки.

На поверку представляются системы, укомплектованные в соответствии с руководством по эксплуатации, и комплект следующей технической и нормативной документации:

• - руководство по эксплуатации;

• - методика поверки.

Интервал между поверками - 2 года.

РМГ 51-2002 «ГСИ. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения»;

Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке, утвержден Приказом Минпромторга России от 02.07.2015 г. №1815;

ПР 50.2.012-94 «ГСИ. Порядок аттестации поверителей средств измерений»;

ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»;

ГОСТ Р 8.736-2011 «ГСИ. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения»;

ГОСТ 12.3.019-80 «Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний»;

ГОСТ 12.2.007.0-75 «Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности»;

«Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок» 04.08.2014 г.;

«Правила эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Г лавгосэнергонадзором.

• 2.1 Поверка проводится в объеме и в последовательности, указанной в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень операций при первичной и периодических поверках

• 3.1 При проведении поверки систем должны применяться основные и вспомогательные средства, указанные в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 - Основные средства поверки

Таблица 3 - Вспомогательные средства поверки

• 3.2 Для проведения поверки допускается применение других средств, не приведенных в таблицах 2 и 3, при условии обеспечения ими необходимой точности измерений.

• 3.3 Контрольно-измерительная аппаратура и средства измерений, применяемые при поверке, должны обеспечивать требуемую точность и иметь действующие свидетельства о поверке, калибровке или аттестаты.

• 4.1 К проведению поверки допускают поверителей из числа сотрудников организаций, аккредитованных на право проведения поверки в соответствии с действующим законодательством РФ, изучивших настоящую методику поверки и руководство пользовате-ля/руководство по эксплуатации на аппараты, имеющих стаж работы по данному виду измерений не менее 1 года.

• 4.2 Поверитель должен пройти инструктаж по технике безопасности и иметь действующее удостоверение на право проведения работ в электроустановках с квалификационной группой по электробезопасности не ниже III.

При проведении поверки должны соблюдаться требования ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.3.019-80, «Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок», «Правил эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Главгосэнергонадзором.

Должны быть также обеспечены требования безопасности, указанные в эксплуатационных документах на средства поверки.

• 6.1 Поверка систем должна проводиться при нормальных условиях применения:

• - температура окружающей среды, °C               от +15 до +25;

• - атмосферное давление, кПа                       от 86 до 106;

• - относительная влажность воздуха, %               от 10 до 75.

• 6.2 Напряжение питающей сети переменного тока частотой 50 Гц, действующее значение напряжения 220 В. Допускаемое отклонение от нормального значения при поверке ±22 В. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения не более 5 %. Остальные характеристики сети переменного тока должны соответствовать ГОСТ 32144-2013.

• 7.1 Средства поверки должны быть подготовлены к работе согласно указаниям, приведенным в соответствующих эксплуатационных документах.

• 7.2 До проведения поверки поверителю надлежит ознакомиться с эксплуатационной документацией на систему и входящие в ее комплект компоненты.

• 8 МЕТОДЫ ПОВЕРКИ

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие поверяемой системы следующим требованиям:

• - комплектность должна соответствовать данным, приведенным в Руководстве по эксплуатации;

• - маркировка и функциональные надписи должны читаться и восприниматься однозначно;

• - наружные поверхности корпуса, разъемы, соединительные кабели, ЖКИ-дисплеи и органы управления не должны иметь механических повреждений и деформаций, которые могут повлиять на работоспособность системы.

При несоответствии по вышеперечисленным позициям система бракуется и направляется в ремонт.

• 8.2.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 1. Калибратор Fluke 9100, TANDO 700 reference unit и TANDO 700 test object unit подключите последовательно.

  

Рисунок 1 - Схема измерений силы переменного тока без использования шунта

• 8.2.2 Включите калибратор Fluke 9100 (далее - калибратор) в режим воспроизведения силы переменного тока.

• 8.2.3 На компьютере запустите программу «TANDO 700 software» (далее - ПО). После установления связи со всеми блоками необходимо проверить номер версии программного обеспечения.

• 8.2.4 В ПО включите для отображения величины I_test RMS и I_ref RMS.

• 8.2.5 Задавайте последовательно с калибратора ток, силой 5 10‘⁶ А; 0,005 А и 1 А. Произведите измерения.

• 8.2.6 Результаты опробования считаются удовлетворительными, если система производит измерения силы тока и номер версии программного обеспечения не ниже, чем 1.2.0.

• 8.3 Определение абсолютной погрешности измерений силы тока

• 8.3.1.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 1.

• 8.3.1.2 Включите калибратор в режим воспроизведения силы переменного тока.

• 8.3.1.3 На компьютере запустите ПО. В ПО включите для отображения величины I_test RMShURMS.

• 8.3.1.4 Задайте с калибратора ток, силой 510*⁶ А. Произведите измерения. Результаты измерений занесите в таблицу 4.

• 8.3.1.5 Повторите измерения по п. 8.3.1.4 задавая последовательно с калибратора ток, силой указанной в столбце I_F|_Uke таблицы 4.

• 8.3.1.6 Отключите подачу тока с калибратора.

• 8.3.1.7 Рассчитайте абсолютные погрешности измерений силы тока по формулам:

Altest RMS=I_test RMS - IFluke              (l)i

Alref RMS=I_ref RMS — IFluke              (2).

Таблица 4 - Результаты определения абсолютной погрешности измерений силы тока при прямых измерениях

где:

Inuke - сила тока воспроизводимая калибратором;

Itest RMS - сила тока измеряемая по каналу TANDO 700 test object unit;

I_ref RMS - сила тока измеряемая по каналу' TANDO 700 reference unit;

Alref RMS - абсолютная погрешность измерения сила тока по каналу TANDO 700 reference unit;

Altest RMS - абсолютная погрешность измерения сила тока по каналу TANDO 700 test object unit;

Д1доп - пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерений силы тока.

• 8.3.1.8 Результаты измерений считаются удовлетворительными, если полученные значения AI_test RMS и AI_ref RMS не превышают Д1д_0П.

• 8.3.2.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 2.

  

Рисунок 2 - Схема измерений силы переменного тока с использованием шунта

• 8.3.2.2 Включите калибратор в режим воспроизведения силы переменного тока.

• 8.3.2.3 На компьютере запустите ПО. В ПО включите для отображения величину Itest RMS.

• 8.3.2.4 Задайте с калибратора ток силой равной 1_МИн для поверяемой версии шунта (А -0,1 А; В - 1 А и С - 3 А). Произведите измерения. Результаты измерений занесите в таблицу 5.

• 8.3.2.5 Повторите измерения по п. 8.3.2.4 задавая последовательно с калибратора ток, силой указанной в столбце I_F|_Uke таблицы 5, но не более 20 А.

• 8.3.2.6 Отключите подачу тока с калибратора.

• 8.3.2.7 Рассчитайте абсолютные погрешности измерений силы тока по формуле 1.

Таблица 5 - Результаты определение абсолютной погрешности измерений силы тока при использовании внешнего шунта

где:

Inuke - сила тока воспроизводимая калибратором;

Itest RMS - сила тока измеряемая по каналу TANDO 700 test object unit;

AI_test RMS - абсолютная погрешность измерения сила тока по каналу TANDO 700 test object unit;

Ihom - номинальный ток для поверяемой версии шунта (А - 4 А; В - 15 А и С - 28 А);

Л1доп - пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерений силы тока.

• 8.3.2.8 Результаты измерений считаются удовлетворительными, если полученные значения AI_tcst RMS не превышают А1_Д0П.

• 8.4.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 3. В качестве эталонной емкости С_о включите меру Р597 номиналом 100 пФ, а в качестве измеряемой емкости С_х - меру Р597 с номиналом 10 пФ.

ВНИМАНИЕ! Все меры должны подключаться по трехзажимной схеме.

Рисунок 3 - Схема определения абсолютной погрешности измерений электрической емкости

• 8.4.2 Включите калибратор в режим воспроизведения напряжения переменного тока промышленной частоты.

• 8.4.3 На компьютере запустите ПО. В ПО включите для отображения величины tan-5 и C_s.

• 8.4.4 В ПО введите действительное значение емкости конденсатора Р597, используемого в качестве меры С_о.

• 8.4.5 Для измеряемой меры С_х запишите в соответствующий столбец таблицы 6 её действительное значение емкости С_м и тангенса угла потерь tg8_M.

• 8.4.6 Задайте напряжение на выходе калибратора равным 100 В частотой 50 Гц.

• 8.4.7 С помощью поверяемой системы определите значение емкости С_х и tg8_x измеряемой меры.

• 8.4.8 Результаты измерений занесите в соответствующий столбец таблицы 6.

• 8.4.9 Повторите операции по п.п. 8.4.5 - 8.4.8, подключая в качестве измеряемой емкостей меры с номиналами 50 и 90 пФ.

• 8.4.10 В качестве эталонной емкости С_о включите меру Р597 номиналом 1000 пФ.

• 8.4.11 Повторите операции по п.п. 8.4.4 - 8.4.8, подключив в качестве эталонной емкости С_омеру Р597 номиналом 1000 пФ, а в качестве измеряемой меры емкость Р597 номиналами 100, 500 1000, 10000 и 100000 пФ.

ВНИМАНИЕ! Поскольку меры емкости Р597 с номиналами >10 нФ имеют слюдяной диэлектрик, рабочее напряжение при этом не должно превышать 20 В!

Таблица 6 - Результаты измерений электрической емкости

• 8.4.12 Вычислите значения абсолютных погрешностей измерения емкости и тангенса угла потерь между измеренными и их действительными значениями по формулам:

ДС = С_Х-С_М                      (3);

Atg8=tg8_x - tg8_M + tg8₀                 (4).

• 8.4.13 Результаты измерений считаются удовлетворительными, если полученные значения ДС не превышают ±(0,001 С_х+0,1 • 10'¹²) Ф для модификации Standard, ±(0,001 Сх+0,05- 10'¹²) Ф для модификации Advanced, а значения Atg8 не превышают ±(0,001 tgSx+hO lO"⁴) для модификации Standard, ±(0,001 tg8_x+2,0-10’⁵) для модификации Advanced.

• 8.5.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 4.

• 8.5.2 В качестве эталонной емкости С_о включите меру Р597 номиналом 100 пФ, а в качестве измеряемой емкости С_х - меру CA6221D-30-10 с номиналом 30 пФ и tg8=l 10"⁴.

ВНИМАНИЕ! Все меры должны подключаться по трехзажимной схеме.

Рисунок 4 - Схема определения абсолютной погрешности измерений тангенса угла потерь

• 8.5.3 Включите калибратор в режим воспроизведения напряжения переменного тока промышленной частоты.

• 8.5.4 На компьютере запустите ПО. В ПО включите для отображения величины tan-8 и C_s.

• 8.5.5 В ПО введите действительное значение емкости конденсатора Р597, используемого в качестве меры С_о.

• 8.5.6 Для измеряемой меры С_х запишите в соответствующий столбец таблицы 7 её действительное значение емкости С_м и тангенса угла потерь tg8_M.

• 8.5.7 Задайте напряжение на выходе калибратора равное 100 В частотой 50 Гц.

• 8.5.8 С помощью поверяемой системы определите значение емкости С_х и tg8_x измеряемой меры.

• 8.5.9 Результаты измерений занесите в соответствующий столбец таблицы 7.

• 8.5.10 Повторите операции по п.п. 8.5.6 - 8.5.9, включая тангенса угла потерь на мере CA6221D-30-10 с номинальными значениями Г10'³, Г10'², Г10'¹.

Таблица 7 - Результаты измерений тангенса угла потерь

• 8.5.11 Вычислите значения абсолютных погрешностей измерения емкости и тангенса угла потерь между измеренными и их действительными значениями по формулам 3 и 4 соответственно.

• 8.5.13 Результаты измерений считаются удовлетворительными, если полученные значения АС не превышают ±(0,001С_х+0,Г 10’¹²) Ф для модификации Standard, ±(0,001С_х+0,05Ю'¹²) Ф для модификации Advanced, а значения Atg8 не превышают ±(0,001 tg5_x+1,0-1 О'⁴) для модификации Standard, ±(0,001tg8_x+2,0-10'⁵) для модификации Advanced.

• 8.6.1 Соберите схему, приведенную на рисунке 3.

• 8.6.2 В качестве эталонной емкости С_о включите меру Р597 номиналом 1000 пФ, а в качестве измеряемой емкости С_х - меру Р597 с номиналом 1000 пФ.

• 8.6.3 Включите калибратор в режим воспроизведения напряжения переменного тока промышленной частоты.

• 8.6.4 На компьютере запустите ПО. В ПО включите для отображения величины V TRMS и Frequency.

• 8.6.5 В ПО введите действительное значение емкости конденсатора Р597, используемого в качестве меры С_о.

• 8.6.6 Задайте напряжение на выходе калибратора 10 В частотой 50 Гц.

• 8.6.7 С помощью поверяемой системы измерьте значение напряжения U_x и частоты fx.

• 8.6.8 Результаты измерений занесите в соответствующий столбец таблицы 8.

• 8.6.9 Повторите операции по п.п. 8.6.6 - 8.6.8, подавая с калибратора значения напряжений равные 25, 50, 75 и 100 В.

• 8.6.10 Повторите операции по п.п. 8.6.6 - 8.6.8 подавая последовательно с калибратора значение напряжения равное 100 В частотой 20, 45, 55, 100, 200, 300 и 400 Гц.

• 8.6.11 Вычислите значение абсолютной погрешности измерений напряжения и частоты переменного тока по формулам:

AU = U_X-U_O                 (5);

Af=fx-fo                     (6).

Таблица 8 - Результаты измерений напряжения и частоты

где:

U_H - значение напряжения подаваемое с калибратора;

f_H - значение частоты подаваемое с калибратора;

U_x - значение напряжения измеренное системой TANDO 700;

f_x - значение частоты измеренное системой TANDO 700.

• 8.6.12 Результаты измерений считаются удовлетворительными, если полученные значения AU не превышают ±(0,005 U_x+l,0) В для модификации Standard, ±(0,002 U_x+l,0) В для модификации Advanced, а значения Af не превышают ±0,000025 f_x для модификации Standard, ±0,0000 Г f_x для модификации Advanced.

• 9.1 Положительные результаты поверки оформляются свидетельством о поверке согласно требованиям нормативных документов (НД) Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

• 9.2 При отрицательных результатах свидетельство о поверке не выдается, ранее выданное свидетельство о поверке аннулируется, запись о поверке в паспорте гасится и выдается извещение о непригодности согласно требованиям НД Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

Начальник отдела 206.1

ФГУП «ВНИИМС»

Научный сотрудник отдела 206.1

ФГУП «ВНИИМС»

С.Ю. Рогожин

10