Методика поверки «Мосты переменного тока высоковольтные МЕП-4СА» (Код не указан!)

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора ФГУП «ВНИИМС»

Руководитель ГЦИ СИ ВНИИМС

_____________В.Н. Яншин ”______"_______________2003 г.

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

СОГЛАСОВАНО

Нач. сектора высоких

напряжений переменного

тока ФГУП "ВНИИМС"

_______________И.П. Зубков

Москва

2003 г.

Настоящая методика определяет порядок проведения первичной и периодической поверок мостов переменного тока высоковольтных МЕП-4СА, выпускаемых по ТУ 4121-003-75617971-2007, и устанавливает методы и средства их поверки.

Мосты МЕП-4СА предназначены для измерения в автоматическом режиме электрической емкости С_х в диапазоне от 10 пФ до 1 мкФ, тангенса угла потерь tgS в диапазоне от 0,0001 до 1,0 для жидких и твердых электроизоляционных материалов, а также изоляции электротехнических устройств. Мост позволяет контролировать значения напряжения, подаваемого на объект, и его частоту.

Поверка мостов МЕП-4СА проводится с применением мер емкости Р597 и составных мер тангенса угла потерь на основе мер Р597 и резисторов С2-29 в соответствии с рекомендациями ГОСТ 8.294-85.

• 1.1. При проведении поверки моста должны быть выполнены операции, приведенные в таблице 1.

Таблица 1.

• 1.2. При отрицательных результатах для любой из операций, указанных в таблице 1, поверка прекращается. Отказ в поверке оформляется согласно ПР 50.2.006-94.

• 2.1. При проведении поверки применяются средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2.

• 2.2. Вспомогательные средства измерений и оборудование: измеритель нелинейных искажений типа С6-11 с частотомером, термометр ТЛ-18, барометр БАММ-1, психрометр МВ-4М, автотрансформатор ЛАТР-2, разделительный трансформатор.

• 2.3. Все средства поверки должны иметь действующие свидетельства об их поверке или сертификаты калибровки и быть в исправном состоянии.

• 2.4. Допускается использование других, в том числе и вновь разработанных средств измерений, имеющих аналогичные или лучшие точностные характеристики.

• 3.1. При проведении поверки должны выполнятся требования техники безопасности в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.3-75, ГОСТ 12.3.019-80, "Межотраслевыми правилами по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок" ПОТ Р М - 016 - 2001, утвержденных Госэнергонадзором, а также требования безопасности, указанные в технической документации на применяемое оборудование.

• 3.2. Корпуса приборов должны быть заземлены.

• 3.3. Работа должна проводиться персоналом, имеющим квалификационную группу не ниже 3, и в соответствии с требованиями, предусмотренными инструкциями по эксплуатации применяемых приборов.

• 4.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• -  температура окружающего воздуха (20 ± 2) °C;

• -  относительная влажность воздуха до 80 %;

• -  атмосферное давление - (70 - 106,7) кПа;

• 4.2. Источник питающего напряжения должен обеспечивать следующие параметры:

• -  номинальное напряжение сети питания - (220±4,4) В;

• -  номинальная частота источника питания - (50±0,5)Гц;

• -  форма кривой напряжения - синусоидальная, коэффициент гармоник не более ± 5 %.

• 4.3. Перед поверкой мост и применяемые меры в соответствии с ГОСТ 8.294-85 должны быть выдержаны в условиях, указанных в п.4.1, не менее 8 часов.

• 4.4. Подготовить средства поверки к работе в соответствии с их технической документацией.

• 4.5. С помощью измерителя типа С6-11 проконтролировать коэффициент гармоник напряжения сети питания и его частоту.

• 4.6. Измерить температуру и влажность окружающего воздуха, атмосферное давление, результаты измерений записать в протокол.

• 5. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 5.1.1. При внешнем осмотре должно быть установлено следующее:

• - мост при выпуске из производства и после ремонта должен быть представлен на поверку с паспортом и руководством по эксплуатации (РЭ) или со свидетельством о предыдущей поверке и РЭ при последующих поверках;

- комплектность моста должна соответствовать технической документации;

мост не должен иметь внешних дефектов, которые могут привести к ошибкам при измерениях (неисправности кнопочных выключателей, повреждений корпуса, контактных выводов, разъемов и соединительных кабелей, повреждений ЖК дисплея и т.п.).

• 5.2.1. Соберите схему, приведенную на рис.1. Подключите к мосту в качестве эталонного конденсатора и объекта измерений меры емкости Р597 с номиналами 1000 пФ.

• 5.2.2. Включите тумблер СЕТЬ и убедитесь в появлении на жидкокристаллическом табло показаний даты и астрономического времени. Выдержите мост во включенном состоянии не менее 10 минут.

• 5.2.3. Установите рабочее напряжение (100 ± 5) В, контролируя его значения по показаниям табло моста.

• 5.2.4. Проведите измерение емкости и тангенса угла потерь. Результат операции следует считать положительным, если:

• - отображаются все знаки жидкокристаллического дисплея;

• - нет одновременного включения более чем одного цифрового знака в одном разряде.

  

  Рис.1

  Тр1 - разделительный трансформатор напряжения; Тр2 - лабораторный автотрансформатор ЛАТР-2;

  С_э - эталонный конденсатор; С_х - объект измерения.

  

ВНИМАНИЕ! Все меры должны подключаться по трехзажимной схеме.

• 5.3.1. Соберите схему, приведенную на рис.1.

• 5.3.2. В качестве эталонной емкости С_э включите меру Р597 номиналом 100 пФ, а в качестве измеряемой емкости С_х - меру Р597 с номиналом 10 пФ.

• 5.3.3. Введите с помощью пульта управления (клавиатуры) в память поверяемого моста действительные значения емкости С_э и тангенса угла потерь эталонной меры емкости и установите 1-й поддиапазон измерений.

• 5.3.4. Для установленной измеряемой меры запишите в соответствующие столбцы таблицы 3 её действительные значения емкости См и тангенса tg 5м.

• 5.3.5. Задайте рабочее напряжение (100 ± 5) В, контролируя значения напряжения по показаниям табло моста.

• 5.3.6. С помощью поверяемого моста измерьте значений емкости С_х и тангенса tg 5_Х измеряемой меры. Измерения проводите в режиме усреднения при числе измерений п > 5 и выведите оценки СКО результатов измерений емкости Sc_x и тангенса Stg8x.

• 5.3.7. Результаты измерений занесите в соответствующие столбцы таблицы 3.

• 5.3.8. Повторите операции по п.п. 5.3.4 - 5.3.7, подключая в качестве измеряемых емкостей меры с номиналами 50 пФ и 90 пФ.

• 5.3.9. Подключите в качестве эталонной емкости С_э меру Р597 номиналом 1000 пФ, а в качестве измеряемой емкости используйте меру Р597 номиналом 100 пФ.

• 5.3.10. Повторите операции по п.п. 5.3.3 - 5.3.7.

• 5.3.11. Подключите в качестве измеряемой емкости меру Р597 с номиналом 900 пФ и проведите операции по п.п. 5.3.4 - 5.3.7.

• 5.3.12. С помощью клавиатуры установите 2-й поддиапазон измерений и выполните операции по п.п. 5.3.4 - 5.3.7 для номинала измеряемой емкости 1000 пФ.

• 5.3.13. Выполните операции по п.п. 5.3.4 - 5.3.7, устанавливая 3-й и 4-й поддиапазоны измерений и измеряемые меры Р597 с номиналами емкостей 10 нФ и 100 нФ, соответственно. Поскольку меры емкости Р597 с номиналами > 10 нФ имеют слюдяной диэлектрик, рабочее напряжение при этом не должно превышать 20 В!

Таблица 3

ВНИМАНИЕ!

При проведении операций поверки по п. 5.4. должны быть использованы составные меры, собранные в соответствии с рекомендациями ГОСТ 8.294-85 на основе меры Р597 с номиналом С_Л,=1()0 нФ и ряда дополнительных резисторов Rffi, шунтирующих емкость и

выбранных таким образом, чтобы тангенсы угла потерь, рассчитанные по формуле

Все меры должны включаться по трехзажимной схеме.

• 5.4.1. Соберите схему, приведенную на рис.1.

• 5.4.2. Подключите в качестве эталонной емкости Сэ меру Р597 номиналом 1000 пФ, а в качестве измеряемой - составную меру тангенса угла потерь на основе меры Р597 номиналом См =100 нФ и дополнительного резистора Яд, при котором tg§_p ~ 0,001.

• 5.4.3. Введите с помощью пульта управления (клавиатуры) в память поверяемого моста действительные значения емкости и тангенса угла потерь эталонной меры емкости С_э и установите автоматический выбор поддиапазонов измерений.

• 5.4.4. Заполните верхнюю строку таблицы 4 данными, полученными в предыдущих измерениях по п.5.3 для меры с номиналом 100 нФ и Яд—> оо

• 5.4.5. Для установленной измеряемой составной меры запишите в соответствующие столбцы таблицы 4 её действительные значения емкости См и тангенса tg Зм.

• 5.4.6. Задайте рабочее напряжение (20 ± 5) В, контролируя значения напряжения по показаниям табло моста.

• 5.4.7. С помощью поверяемого моста проведите измерения емкости С_х и тангенса tg З_х составной измеряемой меры. Измерения проводите в режиме усреднения результатов (п > 5) и выведите оценки СКО результатов измерений емкости Sex и тангенса Stg8x.

• 5.4.8. Результаты измерений занесите в соответствующие столбцы таблицы 4.

• 5.4.8. Повторите операции по п.п. 5.4.5 - 5.4.8, подключая в качестве измеряемых меры с номиналами tgS_p: 0,01; 0,1; 0,3; 1.

Таблица 4

• 5.5.1. Соберите схему измерений, показанную на рис. 2.

  

  Рис. 2

• 5.5.2. Подключите, как показано на рис.2, вольтметр переменного тока ВЗ-60 и эталонный конденсатор с номиналом 10000 пФ (набор мер Р597 номиналами 1000 пФ, 2000 пФ, 3000 пФ, 4000 пФ). Объект измерений не подключайте.

• 5.5.3. С помощью клавиатуры поверяемого моста введите действительные значения емкости и тангенса угла потерь эталонного конденсатора.

• 5.5.4. Включите в мосте режим измерения напряжения. Установите рабочее напряжение, равное 20 В, контролируя его значение вольтметром, и проведите измерения напряжения.

• 5.5.5. Значения напряжений, измеренные вольтметром и поверяемым мостом, занесите в ячейки таблицы 5.

Таблица 5

• 5.5.6. Повторите операции по п.п.5.5.4 - 5.5.5 для всех значений рабочего напряжения, указанных в таблице 5.

• 5.6.1. Соберите схему измерений, приведенную на рис.З, где в качестве источника рабочего напряжения используется генератор сигналов низкочастотный ГЗ-109, к выходу которого подключается эталонный конденсатор Сэ с номинальной емкостью 10000 пФ, другим выводом включенный в поверяемый мост.

  

Рис. 3

• 5.6.2. Параллельно выходу генератора ГЗ-109 включается частотомер 43-63.

• 5.6.3. Введите с помощью клавиатуры поверяемого моста значения емкости и тангенса угла потерь эталонного конденсатора.

• 5.6.4. Включите режим измерения напряжения и частоты. Установите на выходе генератора напряжение 50 В частотой 50 Гц.

• 5.6.5. Запишите значения частоты рабочего напряжения, измеренные поверяемым мостом Fm и частотомером Fa в таблицу 6.

Таблица 6

• 5.6.6. Повторите операции по п.п. 5.6.3 - 5.6.4, устанавливая по очереди рабочую частоту 49 и 51 Гц при том же напряжении 50 В.

• 6.1. Обработка результатов измерений и оценка погрешностей производится в соответствии с требованиями ГОСТ 8.207-76. По результатам измерений по п.п.5.3 и 5.4 проводится сравнение полученных СКО с значениями неисключенных систематических погрешностей (НСП) используемых мер для оценки необходимости учета СКО.

• 6.2. Для оценки основной относительной погрешности измерения емкости рассчитываются расхождения §с между значением емкости С_х, определенной с помощью моста МЕП-4СА, и действительным значением емкости используемой меры С_м по формуле, в

  процентах:

  
  х100

  (1)

При условии относительной малости случайной составляющей погрешности значения верхних и нижних (+/-) границ погрешности измерения емкости оцениваются, в процентах, как:

^ЗСхв!н = 5с ± ©см                                              (2)

где ©см - неисключенная систематическая погрешность (НСП) используемой меры.

Если случайной составляющей нельзя пренебречь, следует использовать более сложные расчетные формулы согласно ГОСТ 8.207-76.

6.3. Для признания положительных результатов поверки необходимо, чтобы значения

где Сэ - значение эталонной емкости; N - номер поддиапазона.

• 6.4. Для оценки основной абсолютной погрешности измерения тангенса угла потерь рассчитываются расхождения между показаниями tg§x моста МЕП-4СА и значениями tg§M используемых мер по формуле:

btg8 = tg8_x-tg8_M                                        (3)

Значения верхних и нижних (+/-) границ погрешности измерения тангенса угла потерь 8tg8_xelH (при условии малости случайной составляющей) определяют по формуле:

М/,⁼А^±0^                   (4)

где ©tg_M - неисключенная систематическая погрешность (НСП) используемой меры tg5.

• 6.5. Для признания положительного результата поверки значения оценок границ погрешностей измерений тангенса Atg5_XB/_H не должны превышать пределов:

±[2-10-⁴ + 0,05-(tg5_x-tg5o)]

где (tg5_x - tg5₀) разность тангенсов углов потерь объекта измерений и эталонного конденсатора.

• 6.6. Оценка относительной погрешности измерений рабочего напряжения Зрн рассчитывается, в процентах, по формуле:

5_ph = 100(Ux-Ub)/Ub                                   (5)

где Ux - показания поверяемого моста МЕП-4СА, Ub - показания вольтметра ВЗ-60 (НСП вольтметра ВЗ-60 можно не учитывать ввиду относительной малости).

Относительная погрешность измерений рабочего напряжения 5рн не должна превышать пределов ±1,5 %.

• 6.5. Абсолютная погрешность измерения рабочей частоты Z1F определяется, в Гц, как:

AF= Fx - Fh                                       (6)

где Fx - значение частоты, измеренное поверяемым мостом, Fn - показания частотомера 43-63 (НСП не учитывается ввиду относительной малости).

Абсолютная погрешность измерений частоты рабочего напряжения AF не должны превышать пределов ±0,1 Гц.

• 7.1. Оформление результатов поверки производится в соответствии с ПР 50.2.006-94 следующим образом:

  • 7.1.1. При положительных результатах поверки выдается свидетельство о поверке с указанием метрологических характеристик и межповерочного интервала.

  • 7.1.2. При отрицательных результатах испытаний выдается извещение о непригодности средства измерений к применению с указанием основных причин.