Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 51317.4.15-2012 (МЭК 61000-4-15:2010) "Совместимость технических средств электромагнитная. Фликерметр. Функциональные и конструктивные требования" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2012 г. N 1178-ст)

Electromagnetic compatibility of technical equipment. Flikermeter. Functional and design specifications

Дата введения - 1 января 2013 г.

Взамен ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97)

ГАРАНТ:

Курсив в тексте не приводится

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 Подготовлен ЗАО "Научно-испытательный центр "САМТЭС" и Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 "Электромагнитная совместимость технических средств" на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 "Электромагнитная совместимость технических средств"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2012 г. N 1178-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61000-4-15:2010 "Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-15. Методы испытаний и измерений. Фликерметр. Функциональные и конструктивные требования" [IEC 61000-4-15:2010 "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-10: Testing and measurement techniques - Flikermeter - Functional and design specifications"]. При этом дополнительные положения, включенные в текст стандарта для учета особенностей российской национальной стандартизации, выделены в тексте стандарта курсивом.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Взамен ГОСТ Р 51317.4.15-99 (МЭК 61000-4-15-97)

Предисловие к МЭК 61000-4-15:2010

Международный стандарт МЭК 61000-4-15:2010 разработан подкомитетом 77А "Низкочастотные электромагнитные явления" Технического комитета МЭК ТК 77 "Электромагнитная совместимость".

МЭК 61000-4-15:2010 основан на работах рабочей группы "Помехи" Международного союза по электротермии (UIE), работах Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и на работах, проведенных непосредственно в МЭК.

Настоящий стандарт представляет собой часть 4-15 серии стандартов МЭК 61000. Он имеет статус основополагающей публикации МЭК в соответствии с Руководством МЭК 107 (IEC Guide 107).

Стандарт МЭК 61000-4-15:2010 (второе издание) отменяет и заменяет первое издание стандарта МЭК 61000-4-15:1997* и Изменение 1 (2003 г.) к первому изданию.

В текст стандарта 61000-4-15:2010 внесены изменения по отношению к стандарту МЭК 61000-4-15:1997. В частности, добавлены и прояснены определения некоторых непосредственно измеряемых параметров, что способствует исключению неоднозначных интерпретаций.

Введение к МЭК 61000-4-15:2010

Настоящий стандарт является частью стандартов МЭК серии 61000 согласно следующей структуре:

Часть 1. Основы

Общее рассмотрение (введение, фундаментальные принципы).

Определения, терминология.

Часть 2. Электромагнитная обстановка

Описание электромагнитной обстановки.

Классификация электромагнитной обстановки.

Уровни электромагнитной совместимости.

Часть 3. Нормы

Нормы помехоэмиссии.

Нормы помехоустойчивости (в тех случаях, когда они не являются предметом рассмотрения техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на продукцию).

Часть 4. Методы испытаний и измерений

Методы измерений.

Методы испытаний.

Часть 5. Руководства по установке и помехоподавлению

Руководства по установке.

Руководства по помехоподавлению.

Часть 6. Общие стандарты

Часть 9. Разное

Каждая часть подразделяется на разделы, которые могут быть опубликованы как международные стандарты либо как технические условия или технические отчеты. Некоторые из указанных разделов опубликованы. Другие опубликованы и будут опубликованы с указанием номера части, за которым следует дефис, а затем второй номер, указывающий раздел (например, 61000-6-1).

1 Область применения и цель

Настоящий стандарт устанавливает функциональные и конструктивные требования к приборам для измерений характеристик фликера (фликерметрам), предназначенным для индикации точного уровня восприятия фликера применительно ко всем встречающимся на практике формам колебаний напряжения (далее - приборы).

В настоящем стандарте представлены сведения, позволяющие выполнить конструирование такого прибора, и установлен метод оценки дозы фликера на основе использования выходных сигналов фликер-метра, соответствующего требованиям настоящего стандарта.

Требования и методы испытаний приборов, установленные в настоящем стандарте, относятся исключительно к измерениям на входах прибора напряжением 120 и 230 В частотой 50 и 60 Гц. Характеристики некоторых ламп накаливания, применяемых при других напряжениях, достаточно близки к указанным в таблицах 1 и 2. Поэтому для этих других напряжений могут быть применены поправочные коэффициенты. Некоторые из этих поправочных коэффициентов приведены в приложении В. Детальные требования в отношении напряжений и частот, отличных от указанных выше, находятся на рассмотрении.

Целью стандарта является обеспечение основными сведениями, необходимыми для конструирования и изготовления прибора аналогового или цифрового вида.

Настоящий стандарт не устанавливает допустимых норм фликера.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 50397-2011 (МЭК 60050-161:1990) Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения

ГОСТ Р 51522.1-2011 (МЭК 61326-1:2005) Совместимость технических средств электромагнитная. Электрическое оборудование для измерения, управления и лабораторного применения. Часть 1. Общие требования и методы испытаний

ГОСТ 30804.3.3-2013 (IEC 61000-3-3:2008) Совместимость технических средств электромагнитная. Ограничение изменений напряжения, колебаний напряжения и фликера в низковольтных системах электроснабжения общего назначения. Технические средства с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе), подключаемые к электрической сети при несоблюдении определенных условий подключения. Нормы и методы испытаний

ГОСТ 30804.3.11-2013 (IEC 61000-3-11:2000) Колебания напряжения и фликер, вызываемые техническими средствами с потребляемым током не более 75 А в одной фазе, подключаемыми к низковольтным системам электроснабжения при определенных условиях. Нормы и методы испытаний

ГОСТ 30804.4.30-2013 (IEC 61000-4-30:2008) Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии

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 Параметры и обозначения

3.1 Непосредственно измеряемые параметры и характеристики

3.1.1 Общие положения

На рисунках В.2а, В.2b, В.2с и B.2d приложения В представлены примеры, предназначенные для оказания помощи изготовителям фликерметров в правильном применении определений параметров, установленных в настоящем подразделе.

3.1.2 среднеквадратическое значение напряжения, измеряемое для каждого полупериода (half-period rms value of the voltage) : Среднеквадратическое значение напряжения сети электропитания, определяемое на интервале времени, равном одному полупериоду между смежными пересечениями нуля и напряжением основной частоты.

3.1.3 характеристика изменений во времени среднеквадратических значений напряжения, измеряемых для каждого полупериода (half-period rms value characteristics) : Функция времени, представляющая собой последовательность среднеквадратических значений напряжения, измеряемых для каждого полупериода, определяемая последовательными значениями (см. также примеры в приложении В).

3.1.4 относительная характеристика изменений во времени среднеквадратических значений напряжения, измеряемых для каждого полупериода (relative half-period rms value characteristics) : Функция времени, представляющая собой отношение последовательности среднеквадратических значений напряжения, измеряемых для каждого полупериода, к номинальному значению напряжения :

.

(1)

3.1.5 Характеристики установившегося напряжения и изменения напряжения

В настоящем подразделе определены правила оценки изменений во времени среднеквадратических значений напряжения, измеряемых для каждого полупериода (среднеквадратических полупериодных напряжений).

Устанавливают два основных условия, относящихся к периодам времени, в течение которых напряжение считают установившимся, и к периодам, когда имеют место изменения напряжения.

Условия установившегося состояния напряжения имеют место, если среднеквадратическое полупериодное напряжение поддерживается в пределах установленного допуска 0,2% в течение интервала времени не менее 100/120 полупериодов основной частоты (для частот 50/60 Гц соответственно).

В начале испытаний среднее значение среднеквадратических полупериодных напряжений, определенное в течение последней секунды, предшествующей периоду наблюдения, используют в качестве начального опорного напряжения для измерений и , а также расчетов и .

В случае, если условия установившегося напряжения в течение конкретного периода испытаний отсутствуют, параметр считают равным нулю.

При проведении измерений в течение конкретного периода испытаний и наличии условий установившегося напряжения определяют скользящее опорное напряжение сравнения , представляющее собой усредненное в течение одной секунды значение напряжений , т.е. используют для расчета последние 100 значений (120 значений при частоте сети 60 Гц).

Рассчитанное значение последовательно используют для проверки сохранения условий установившегося напряжения, а также в качестве опорного значения при определении и , если имеет место изменение напряжения.

Для установления новых условий установившегося состояния "" после имевшего место изменения напряжения используют первое значение . По отношению к этому значению определяют допуск 0,002 (т.е. 0,2% ).

Считают, что условия установившегося состояния имеют место, если не выходит за пределы указанного выше допуска в течение последующих 100 полупериодов основной частоты (120 полупериодов при частоте сети 60 Гц).

Примечание - Использование параметра в качестве скользящего напряжения сравнения предотвращает выход медленных изменений напряжения в линии за пределы и с одновременным уменьшением разности показаний двух приборов из-за различий между ними до значения 0,4% (т.е. 0,2% ).

Условия установившегося состояния заканчиваются, если последовательно измеряемые значения выходят за установленные пределы допуска, т.е. или .

Последнее значение в пределах установленных допусков обозначают .

Значение используют как начальное значение для определения следующего условия установившегося состояния (= ).

Любое из значений , вышедшее за пределы установленных допусков первым среди значений для 100/120 полупериодов, необходимых для определения установившегося состояния, используют в качестве первого значения для определения следующего установившегося состояния . Следовательно, новое установившееся состояние возникнет в момент времени завершения расчета .

3.1.6 изменение установившегося напряжения (steady state voltage change) . Значение разности между двумя последующими значениями установившегося напряжения, выраженное в процентах , т.е. .

При этом необходимо идентифицировать полярность изменения (изменений) установившегося состояния (состояний) напряжения. Как следует из формулы, приведенной выше, результирующее значение будет положительным, если напряжение снижается в течение характеристики изменения напряжения. Результирующее значение будет отрицательным, если напряжение повышается в течение характеристики изменения напряжения.

3.1.7 максимальное изменение напряжения в течение характеристики изменения напряжения (maximum voltage change during voltage change characteristic) : Абсолютное значение максимальной разности между последним значением установившегося состояния и и последующим значением , наблюдаемыми в течение характеристики изменения напряжения, выраженное (в общем случае) в процентах :

.

(2)

Оценка заканчивается при возникновении нового установившегося состояния или в конце периода наблюдения.

При этом должна быть идентифицирована полярность изменения (изменений) напряжения. Если максимальное отклонение напряжения наблюдается в процессе уменьшения напряжения относительно , то из приведенной выше формулы следует, что результирующее значение будет положительным. Если максимальное отклонения напряжения наблюдается в процессе повышения напряжения относительно , то результирующее значение будет отрицательным.

3.1.8 максимальное изменение установившегося напряжения в течение периода наблюдения (maximum steady state voltage change during an observation period) : Наибольшее значение всех абсолютных значений наблюдаемых в течение периода наблюдения, т.е.:

.

(3)

3.1.9 максимальное абсолютное изменение установившегося напряжения в течение периода наблюдения (maximum asolute steady state voltage change during an observation period) : Наибольшее значение всех абсолютных значений наблюдаемых в течение периода наблюдения, т.е.:

.

(4)

3.1.10 Отклонение напряжения (voltage deviation) d(t) - отклонение наблюдаемого значения от предыдущего значения , выраженное в процентах :

.

(5)

Полярность является дополнительной характеристикой. Если полярность указывают, то положительным считают падение напряжения.

Примечание - Приведенная в ГОСТ 30804.3.3 оценка предельных значений d(t) с установлением максимально допустимого значения d(t) = 3,3% для интервала времени 500 мс предназначена, в основном, для оценки влияния пускового тока испытуемого оборудования. Таким образом, при установлении нового значения оценка d(t) заканчивается. При возникновении нового изменения напряжения начинается новая оценка d(t). Максимальную длительность интервала времени, в течение которого любое отдельное значение d(t), оцениваемое в течение интервала наблюдения, превышает установленное предельное значение 3,3%, применяют при оценке соответствия испытуемого оборудования предельному значению 3,3% для интервала 500 мс и указывают в протоколе испытаний.

3.1.11 Центральное напряжение (centre voltage) - напряжение, вокруг которого центрированы его изменения при модуляции, как требуется в соответствии с 6.3, таблица 5, при проведении классификационных испытаний или периодических калибровочных испытаний.

3.2 Обозначения

В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:

- кратковременный интервал времени для оценки .

Примечание - Если не установлено иное значение, кратковременный интервал времени для оценки равен 10 мин;

- кратковременная доза фликера.

Примечание - Если не установлено иное, оценку кратковременной дозы фликера проводят за период 10 мин;

- длительный интервал времени для оценки , который всегда равен целому числу, умноженному на кратковременный интервал времени для оценки ;

- длительная доза фликера

,

(6)

где (i = 1, 2, 3...) - последовательные значения кратковременной дозы фликера .

Примечание - Если не установлено иное, значения рассчитывают на дискретных интервалах времени . При окончании интервала времени начинается расчет нового значения ;

- мгновенное значение фликера.

Примечание - В предыдущем издании настоящего стандарта (см. [1]) для получения мгновенных значений фликера был предусмотрен выход 5 прибора;

- пиковое значение мгновенных значений фликера , измеренных в течение периода наблюдения;

- демодулированный сигнал изменения напряжения после прохождения блока 3 фликерметра;

- среднеквадратическое значение напряжения, измеряемое для каждого полупериода;

- усредненные в течение одной секунды значения напряжений ;

- центральное напряжения;

- относительная характеристика изменений во времени среднеквадратических значений напряжения, измеряемых для каждого полупериода;

- максимальное изменение установившегося напряжения в течение периода наблюдения;

d(t) - отклонение напряжения;

- максимальное абсолютное изменение установившегося напряжения в течение периода наблюдения.

4 Описание прибора

4.1 Общие положения

Приведенное ниже описание основано на конструкции прибора цифрового вида. Применение приборов аналогового вида допускается, если они обеспечивают получение таких же результатов, как приборы цифрового вида. Для целей испытаний на соответствие и мониторинга качества электрической энергии результаты, получаемые с применением цифрового прибора, соответствующего требованиям настоящего стандарта, являются определяющими.

Функциональная схема прибора представлена на рисунке 2. Прибор состоит из двух частей, выполняющих следующие задачи:

- моделирование реакции цепи "лампа - глаз - мозг";

- статистический анализ сигнала фликера в реальном времени и отображение результатов измерений.

Для выполнения первой задачи предназначены блоки 2, 3 и 4 прибора, указанные на рисунке 2, второй задачи - блок 5.

4.2 Блок 1 - адаптер входного напряжения

Блок 1 включает в себя адаптер входного напряжения, который приводит входное напряжение частоты сети к внутреннему опорному уровню напряжения прибора, как установлено в 5.3.

С применением этого метода измерения фликера могут быть проведены независимо от действительного уровня напряжения на входе прибора и выражены в процентах.

4.3 Блок 2 - квадратичный умножитель

Назначение блока 2 - воспроизведение колебаний напряжения путем возведения в квадрат входного напряжения, приведенного к внутреннему опорному уровню напряжения прибора, для имитации характеристик лампы.

Примечание - Квадратичный умножитель вместе с фильтром Баттерворта в блоке 3 действует как демодулятор.

4.4 Блок 3 - взвешивающие фильтры

Блок 3 состоит из каскада двух последовательно включенных фильтров и селективного фильтра, который может быть установлен до или после каскада двух последовательно включенных фильтров.

Первый из двух последовательно включенных фильтров является низкочастотным и исключает компоненты пульсаций удвоенной частоты сети на выходе демодулятора. Высокочастотный фильтр (первого порядка, с затуханием минус 3 дБ на частоте 0,05 Гц) может быть использован для исключения любого компонента напряжения постоянного тока. Значения, приведенные в калибровочных таблицах 1а и 1b, в таблицах 2а и 2b, а также в таблице 5 испытаний на качество функционирования, учитывают результаты применения данного высокочастотного фильтра с опорной частотой 0,05 Гц.

Второй фильтр является взвешивающим фильтром, который моделирует частотный отклик зрительной системы человека при колебаниях напряжения синусоидальной формы, подаваемого на газонаполненную электрическую лампу с биспиральной нитью накаливания (60 Вт, 230 В и/или 60 Вт, 120 В).

Примечания

1 Функция отклика основывается на значениях порога восприятия фликера, обнаруживаемого на каждой частоте пятьюдесятью процентами испытуемого персонала. 2 Поправочные коэффициенты для нескольких широко применяемых комбинаций "напряжение/частота" установлены в таблице В.2. Для систем электропитания напряжением 100 В эталонная лампа накаливания будет иметь отличающийся частотный отклик, что потребует соответствующей перестройки взвешивающего фильтра. Характеристик разрядных и светодиодных ламп полностью отличаются от указанных выше, что при учете этих ламп потребует существенной переработки калибровочных таблиц, приведенных в настоящем стандарте. 3 Блок 3 в отдельности основан на граничной кривой восприятия фликера при синусоидальных колебаниях напряжения. Правильное взвешивание несинусоидальных и произвольных колебаний напряжения обеспечивается соответствующим выбором комплексной функции передачи блоков 3 и 4. Кроме того, правильное функционирование прибора должно проверяться с применением периодических прямоугольных и импульсных сигналов. Некоторые из этих сигналов представлены в приложении В.

4.5 Блок 4 - квадратичная обработка и сглаживание Блок 4 состоит из устройства квадратичной обработки сигналов и низкочастотного фильтра первого порядка. Восприятие фликера с учетом характеристик глаза и мозга человека при подаче колебаний напряжения на эталонную лампу моделируется нелинейной характеристикой, обеспечиваемой блоками 2, 3 и 4. Выход блока 4 представляет собой мгновенное значение фликера .

4.6 Блок 5 - текущий статистический анализ

Блок 5 осуществляет анализ уровня фликера онлайн, обеспечивая тем самым непосредственное вычисление важнейших оцениваемых параметров.

Соответствующий интерфейс с цифровыми или аналоговыми сигналами обеспечивает отображение и регистрацию результатов. Этот блок обеспечивает определение показателей дозы фликера путем статистического анализа, осуществляемого в реальном времени. Статистический анализ основан на разбиении амплитуды сигнала, характеризующего мгновенное значение фликера, на определенное число классов.

Каждый раз, когда уровень фликера достигает определенного значения, счетчик соответствующего класса добавляет единицу к имеющемуся числу. Таким образом определяется функция частотного распределения значений .

При выборе достаточно высокой частоты опроса получают в конце интервала измерения окончательный результат анализа, который представляет собой распределение длительностей уровней фликера в каждом классе. Суммируя показания счетчиков всех классов и выражая показание счетчика каждого класса по отношению к общей сумме, получают функцию плотности вероятности уровня фликера.

Из этой функции получают интегральную функцию вероятности, применяемую при осуществлении статистического анализа "время - уровень фликера". На рисунке 3 схематично показан метод статистического анализа, ограниченный для простоты лишь 15 классами для расчета при испытаниях на качество функционирования прибора, как установлено в 6.2 и таблице 5 для 230 В/50 Гц с использованием коэффициента модуляции 1,788% (т.е. k = 2) при 39 изменениях в минуту (0,325 Гц) для значения = 2.

С использованием интегральной функции вероятности могут быть получены основные статистические характеристики фликера, такие как среднее значение, стандартное отклонение, уровень фликера, превышаемый в заданной части интервала наблюдения (в процентах), и относительное время, в течение которого уровень фликера превышает заданное значение.

При проведении статистического анализа в реальном времени сразу после получения результатов на кратковременном интервале (значение кратковременной дозы фликера ) начинается анализ следующего временного интервала наблюдения, и результаты предыдущего интервала поступают на выход фликерметра.

При обработке измерений на длительном интервале конечный результат (значение длительной дозы фликера ) будет получен совместно с результатами измерений на n кратковременных интервалах.

4.7 Выходы прибора

4.7.1 Общие положения

В соответствии с функциональной схемой (см. рисунок 2) в приборе предусмотрены несколько обязательных выходов. Выходы, отмеченные звездочкой, не являются обязательными, но могут быть полезны для более полного использования возможностей прибора при анализе колебаний напряжения. При разработке приборов конкретного типа могут быть предусмотрены дополнительные выходы.

4.7.2 Выход

Выход не является обязательным и предназначен, в основном, для целей минимизации фликера. Сигнал на этом выходе пропорционален изменениям входного напряжения.

4.7.3 Выход

Данный выход, называвшийся в прежнем издании настоящего стандарта выходом 5 (см. [1]), является обязательным. На выходе 5 могут быть получены мгновенные значения фликера для их регистрации с целью быстрой оценки на месте или последующей обработки. Данные на выходе 5 могут быть в аналоговом или цифровом формате.

4.7.4 Выход

Выход на блоке 5 является обязательным.

4.7.5 Выход

Выход является обязательным.

4.7.6 Выходы измерителей параметров "d"

При проведении испытаний на соответствие требованиям ГОСТ 30804.3.3 или ГОСТ 30804.3.11 необходимо применять непосредственно измеренные значения d-параметров , d(t). Вместе с тем для целей оценки кратковременной и длительной дозы фликера измерение значений параметров , и d(t) не является обязательным. Значения не являются необходимыми при проведении любых испытаний на соответствие или при оценке фликера с применением прибора, но могут быть необходимыми при калибровке прибора.

При конструировании прибора должны быть обеспечены выходы данных для параметров , и d(t) в цифровом или аналоговом формате и рекомендуется наличие выхода для .

5 Технические требования

5.1 Отклик и точность

Обобщенная частотная характеристика "вход прибора - выход блока 4" приведена в таблицах 1 и 2 для колебаний напряжения синусоидальной и прямоугольной формы при частотах 50 и 60 Гц соответственно. Порог восприимчивости фликера человеком соответствует единичному уровню на выходе блока 4. Обобщенная частотная характеристика прибора центрирована относительно частоты 8,8 Гц при колебаниях напряжения синусоидальной формы. Таблицы 1 и 2 содержат данные для систем электропитания 120 и 230 В, 50 и 60 Гц.

Требуемая точность прибора (от его входа до выхода блока 4) обеспечивается, если измеренные значения находятся в пределах 8% выходного значения восприимчивости, равного единице при модуляции сигналами синусоидальной формы и имеющими форму меандра, при модуляционном фазовом соотношении в соответствии с приложением В и для установленных рабочих условий и частот фликерметра. Значения, выделенные полужирным шрифтом в таблицах 1 и 2, при испытаниях являются обязательными. Изготовитель прибора должен установить пределы напряжения и частоты, применительно к которым предполагается применение фликерметра.

Таблица 1а - Нормализованная частотная характеристика прибора 120 В/50 Гц и 120 В/60 Гц для колебаний напряжения синусоидальной формы (относительное изменение входного напряжения для единичного уровня восприимчивости на выходе)

Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения , %		Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения , %
	Лампа 120 В, система 60 Гц	Лампа 120 В, система 50 Гц		Лампа 120 В, система 60 Гц	Лампа 120 В, система 50 Гц
0,5	2,457	2,457	10,5	0,355	0,355
1,0	1,465	1,465	11,0	0,373	0,373
1,5	1,126	1,126	11,5	0,394	0,394
2,0	0,942	0,942	12,0	0,417	0,417
2,5	0,815	0,815	13,0	0,469	0,469
3,0	0,717	0,717	14,0	0,528	0,528
3,5	0,637	0,637	15,0	0,592	0,592
4,0	0,570	0,570	16,0	0,660	0,660
4,5	0,514	0,514	17,0	0,734	0,734
5,0	0,466	0,466	18,0	0,811	0,811
5,5	0,426	0,426	19,0	0,892	0,892
6,0	0,393	0,393	20,0	0,977	0,978
6,5	0,366	0,366	21,0	1,067	1,068
7,0	0,346	0,346	22,0	1,160	1,162
7,5	0,332	0,332	23,0	1,257	1,261
8,0	0,323	0,323	24,0	1,359	1,365
8,8	0,321	0,321	25,0	1,464	1,476
9,5	0,329	0,329	33 1/3	2,570	3,111
10,0	0,341	0,341	40,0	4,393

При проведении типовых испытаний прибора значения частоты в таблице 1а, выделенные полужирным шрифтом, являются обязательными. Другие точки считают дополнительными. Значения, выделенные полужирным шрифтом, соответствуют важнейшим точкам нормализованной частотной характеристики прибора и выбраны в точках изгиба кривой или вблизи от них. Изготовитель фликерметра может провести испытания прибора при всех значениях частоты в таблице 1а, но при типовых испытаниях или при верификации прибора это не является обязательным.

Примечание - Учитывая различные отклики в системах 50 и 60 Гц, частотные точки обязательной верификации слегка различаются. Частоты модуляции устанавливают с допуском 0,5% установленных значений или менее. Модулирующие напряжения устанавливают с допуском 0,5% установленных значений. Допуск 0,5% при установке частоты и амплитуды модулирующих сигналов может привести к ошибкам при определении значения до 3%.

Таблица 1 b - Нормализованная частотная характеристика прибора 230 В/50 Гц и 230 В/60 Гц для колебаний напряжения синусоидальной формы (относительное изменение входного напряжения для единичного уровня восприимчивости на выходе)

Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения , %		Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения , %
	Лампа 230 В, система 60 Гц	Лампа 230 В, система 50 Гц		Лампа 230 В, система 60 Гц	Лампа 230 В, система 50 Гц
0,5	2,235	2,235	10,5	0,271	0,271
1,0	1,397	1,397	11,0	0,283	0,283
1,5	1,067	1,067	11,5	0,298	0,298
2,0	0,879	0,879	12,0	0,314	0,314
2,5	0,747	0,747	13,0	0,351	0,351
3,0	0,645	0,645	14,0	0,393	0,393
3,5	0,564	0,564	15,0	0,438	0,438
4,0	0,497	0,497	16,0	0,486	0,486
4,5	0,442	0,442	17,0	0,537	0,537
5,0	0,396	0,396	18,0	0,590	0,590
5,5	0,357	0,357	19,0	0,646	0,645
6,0	0,325	0,325	20,0	0,704	0,703
6,5	0,300	0,300	21,0	0,764	0,764
7,0	0,280	0,280	22,0	0,828	0,826
7,5	0,265	0,265	23,0	0,894	0,892
8,0	0,256	0,256	24,0	0,964	0,959
8,8	0,250	0,250	25,0	1,037	1,029
9,5	0,254	0,254	33 1/3	2,128	2,758
10,0	0,261	0,261	40,0		2,963

При проведении типовых испытаний прибора значения частоты в таблице 1b, выделенные полужирным шрифтом, являются обязательными. Другие точки считают дополнительными. Значения, выделенные полужирным шрифтом, соответствуют важнейшим точкам нормализованной частотной характеристики прибора и выбраны в точках изгиба кривой или вблизи от них. Изготовитель фликерметра может провести испытания прибора при всех значениях частоты в таблице 1b, но при типовых испытаниях или при верификации прибора это не является обязательным.

Примечание - Учитывая различные отклики в системах 50 и 60 Гц, частотные точки обязательной верификации слегка различаются. Частоты модуляции устанавливают с допуском 0,5% установленных значений или менее. Модулирующие напряжения устанавливают с допуском 0,5% установленных значений. Допуск 0,5% при установке частоты и амплитуды модулирующих сигналов может привести к ошибкам при определении значения до 3%.

Таблица 2а - Нормализованная частотная характеристика прибора 120 В/50 Гц и 120 В/60 Гц для колебаний напряжения в форме меандра (относительное изменение входного напряжения для единичного уровня восприимчивости на выходе)

Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения , %		Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения , %
	Лампа 120 В, система 60 Гц	Лампа 120 В, система 50 Гц		Лампа 120 В, система 60 Гц	Лампа 120 В, система 50 Гц
0,5	0,598	0,597	12,0	0,324	0,325
1,0	0,548	0,547	13,0	0,367	0,363
1,5	0,503	0,503	14,0	0,411	0,413
2,0	0,469	0,468	15,0	0,457	0,460
2,5	0,439	0,438	16,0	0,509	0,511
3,0	0,419	0,420	17,0	0,528	0,562
3,5	0,408	0,408	18,0	0,626	0,611
4,0	0,394	0,394	19,0	0,688	0,683
4,5	0,373	0,372	20,0	0,746	0,768
5,0	0,348	0,348	21,0	0,815	0,811
5,5	0,324	0,323	21,5	0,837	0,820
6,0	0,302	0,302	22,0	0,851	0,852
6,5	0,283	0,283	23,0	0,946	0,957
7,0	0,269	0,269	24,0	1,067	1,052
7,5	0,258	0,259	25,0	1,088	1,087
8,0	0,253	0,253	25,5	1,072	1,148
8,8	0,252	0,252	28,0	1,383	1,303
9,5	0,258	0,258	30,5	1,602	1,144
10,0	0,266	0,265	33 1/3	1,823	2,443
10,5	0,278	0,278	37,0	1,304
11,0	0,292	0,293	40,0	3,451
11,5	0,308	0,308

При проведении типовых испытаний прибора значения частоты в таблице 2а, выделенные полужирным шрифтом, являются обязательными. Другие точки считают дополнительными. Значения, выделенные полужирным шрифтом, соответствуют важнейшим точкам нормализованной частотной характеристики прибора и выбраны в точках изгиба кривой или вблизи от них. Изготовитель фликерметра может провести испытания прибора при всех значениях частоты в таблице 2а, но при типовых испытаниях или при верификации прибора это не является обязательным.

Примечание - Учитывая различные отклики в системах 50 и 60 Гц, частотные точки обязательной верификации слегка различаются. Частоты модуляции устанавливают с допуском 0,5% установленных значений или менее. Модулирующие напряжения устанавливают с допуском 0,5% установленных значений. Допуск 0,5% при установке частоты и амплитуды модулирующих сигналов может привести к ошибкам при определении значения до 3%.

Таблица 2b - Нормализованная частотная характеристика прибора 230 В/50 Гц и 230 В/60 Гц для колебаний напряжения в форме меандра (относительное изменение входного напряжения для единичного уровня восприимчивости на выходе)

Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения , %		Частота, Гц	Амплитуда относительных изменений напряжения , %
	Лампа 230 В, система 60 Гц	Лампа 230 В, система 50 Гц		Лампа 230 В, система 60 Гц	Лампа 230 В, система 50 Гц
0,5	0,509	0,510	12,0	0,245	0,244
1,0	0,467	0,468	13,0	0,272	0,275
1,5	0,429	0,429	14,0	0,308	0,306
2,0	0,398	0,399	15,0	0,341	0,338
2,5	0,370	0,371	16,0	0,376	0,376
3,0	0,352	0,351	17,0	0,411	0,420
3,5	0,342	0,342	18,0	0,446	0,457
4,0	0,332	0,331	19,0	0,497	0,498
4,5	0,312	0,313	20,0	0,553	0,537
5,0	0,291	0,291	21,0	0,585	0,584
5,5	0,268	0,269	21,5	0,592	0,600
6,0	0,248	0,249	22,0	0,612	0,611
6,5	0,231	0,231	23,0	0,680	0,678
7,0	0,216	0,217	24,0	0,743	0,753
7,5	0,207	0,206	25,0	0,764	0,778
8,0	0,199	0,200	25,5	0,806	0,768
8,8	0,196	0,196	28,0	0,915	0,962
9,5	0,199	0,199	30,5	0,847	1,105
10,0	0,203	0,203	33 1/3	1,671	1,258
10,5	0,212	0,212	37,0		0,975
11,0	0,222	0,222	40,0		2,327
11,5	0,233	0,233

При проведении типовых испытаний прибора значения частоты в таблице 2b, выделенные полужирным шрифтом, являются обязательными. Другие точки считают дополнительными. Значения, выделенные полужирным шрифтом, соответствуют важнейшим точкам нормализованной частотной характеристики прибора и выбраны в точках изгиба кривой или вблизи от них. Изготовитель фликерметра может провести испытания прибора при всех значениях частоты в таблице 2b, но при типовых испытаниях или при верификации прибора это не является обязательным.

Примечание - Учитывая различные отклики в системах 50 и 60 Гц, частотные точки обязательной верификации слегка различаются. Частоты модуляции устанавливают с допуском 0,5% установленных значений или менее. Модулирующие напряжения устанавливают с допуском 0,5% установленных значений. Допуск 0,5% при установке частоты и амплитуды модулирующих сигналов может привести к ошибкам при определении значения до 3%.

5.2 Пределы входного напряжения

Входная цепь напряжения должна быть рассчитана на широкий диапазон номинальных напряжений сети, преобразуемых к максимальному уровню, обеспечивающему нормальное функционирование последующих цепей прибора. Наиболее широко применяемые номинальные напряжения приведены ниже. Изготовитель должен установить напряжение (напряжения), для которого сконструирован прибор.

В зависимости от местной практики применяются различные значения номинального напряжения электропитания в пределах от 60 до 690 В. Для обеспечения относительно универсального применения прибора для большинства систем электроснабжения желательно сконструировать входную цепь прибора для следующих номинальных напряжений:

= 66; 115; 220; 230; 400; 690 В - для систем 50 Гц;

= 69; 120; 240; 277; 347; 480; 600 В - для систем 60 Гц.

Примечания

1 При использовании внешних трансформаторов напряжения может быть необходимо, помимо напряжений, указанных выше, применять также и дополнительные, такие как 100, и В.

2 Входы с повышенной чувствительностью (0,1; 1; 10 В) не являются необходимыми, но полезны при использовании внешних преобразователей. Входные цепи должны быть способны воспринимать входные сигналы с коэффициентом амплитуды не менее 2.

Ширина полосы пропускания по входам прибора должна быть указана изготовителем, как установлено в 6.5, и не должна быть менее 450 Гц.

Примечание - Определение понятия "ширина полосы пропускания по входам прибора" существенно отличается от определения этого понятия, обычно используемого при установлении характеристик фильтров, основанного на значении частоты при затухании минус 3 дБ. Ширина полосы пропускания по входам прибора на уровне минус 3 дБ шире, чем 450 Гц.

5.3 Адаптер напряжения

Адаптер напряжения должен поддерживать на входе блока 2 среднеквадратическое значение модулированного напряжения, равное внутреннему опорному уровню напряжения прибора в соответствии с характеристиками входного трансформатора, сохраняя неизменными относительные значения изменений напряжения.

Для этого среднеквадратические полупериодные напряжения подают на низкочастотный RC фильтр 1-го порядка с постоянной времени 27,3 с. Рабочий диапазон этой цепи должен быть достаточен для точного воспроизведения входных колебаний напряжения, вызывающих фликер.

5.4 Взвешивающие фильтры

Взвешивающие фильтры, входящие в блок 3, предназначены:

- для подавления постоянной составляющей и составляющей двойной частоты напряжения сети, присутствующих на выходе демодулятора (амплитуды составляющих более высоких частот пренебрежимо малы);

- для взвешивания колебаний напряжения в соответствии с чувствительностью цепи "лампа - глаз - мозг".

Фильтр, подавляющий нежелательные частотные составляющие входного сигнала, должен содержать высокочастотное звено первого порядка (частота среза на уровне 3 дБ около 0,05 Гц) и низкочастотное звено, в качестве которого применяют фильтр Баттерворта шестого порядка с частотой среза на уровне 3 дБ, равной 35 Гц для систем 230 В/50 Гц, и частотой среза на уровне 3 дБ, равной 42 Гц для систем 120 В/60 Гц.

5.5 Отклик взвешивающего фильтра в блоке 3

С учетом того, что фильтры, описанные выше, подавляющие нежелательные частотные составляющие входного сигнала, оказывают незначительное влияние в полосе частот сигналов, создаваемых колебаниями напряжения, передаточная функция "вход-выход" блока 3 F(s) должна иметь вид

,

(7)

где s - комплексный оператор Лапласа.

Параметры передаточной функции должны иметь значения, представленные в таблице 3.

Таблица 3 - Параметры передаточной функции для ламп 230 и 120 В

Параметр	Лампа 230 В	Лампа 120 В
К	1,74802	1,6357
Примечание - Общая точность передаточной функции блока 3 обеспечивается при соответствии требованиям к проведению испытаний в соответствии с разделом 6.

5.6 Квадратичный умножитель и сглаживающий фильтр среднего значения

Блок 4 выполняет две функции:

- возводит в квадрат значения взвешенного сигнала фликера, моделируя нелинейность характеристик восприятия цепи "глаз - мозг";

- сглаживает сигнал, моделируя эффект накопления в памяти мозга.

Рабочие амплитудные характеристики квадратичного оператора по входу и выходу должны быть достаточными для воспроизведения установленного диапазона измерений прибора.

Функция передачи сглаживающего оператора среднего значения должна соответствовать низкочастотному RC фильтру первого порядка с постоянной времени 300 мс.

5.7 Общая процедура статистического анализа

5.7.1 Общие положения

Длительность интервала времени может быть выбрана в пределах от 1 до 15 мин, но предполагается равной 10 мин, если не установлено иное.

Длительность .должна представлять собой произведение выбранного значения и целого числа N. Число N может быть по меньшей мере до 1008 (что соответствует семи дням при = 10 мин). Предполагается, что длительность равна 12 , т.е. двум часам, если не установлено иное.

Примечания

1 Если фликерметр будет применяться для общих целей мониторинга качества электрической энергии, в процессе которого могут иметь место значительные колебания напряжения, рекомендуется использовать в приборе разрешение 16 бит и классификатор, включающий в себя по меньшей мере 512 логарифмических классов.

2 В приборах, используемых для целей мониторинга качества электрической энергии, должна быть предусмотрена индикация значений вне диапазона классификатора.

5.7.2 Оценка кратковременной дозы фликера

Измерение на интервале наблюдения = 10 мин позволяет определить кратковременную дозу фликера , значение которой может быть получено в результате проводимого в реальном времени статистического анализа в блоке 5.

При этом применяется следующая формула:

,

(8)

где перцентили , , , , - уровни фликера, значения которых были превышены в течение 0,1%; 1%; 3%; 10% и 50% времени за интервал наблюдения . Индексы s в формуле указывают на сглаженные значения , , , .

Сглаженные значения рассчитывают по следующим формулам:

;

;

(9)

;

.

Вследствие того, что постоянная времени прибора составляет 0,3 с, значение не может быстро изменяться и сглаживание для не требуется.

Примечание - Кратковременная доза фликера является обязательным выходом прибора; значения индивидуальных перцентилей являются добровольными выходами.

5.7.3 Оценка длительной дозы фликера

Интервал наблюдения 10 мин, применяемый при оценке кратковременной дозы фликера, удобен для оценки колебаний напряжения, создаваемых техническими средствами с коротким рабочим циклом. В случаях, когда необходимо учитывать суммарный эффект нескольких нагрузок, создающих помехи случайным образом (например, сварочных аппаратов, электродвигателей), или принимать во внимание источники фликера с длительным и меняющимся рабочим циклом (например, дуговые электрические печи), необходимо оценивать длительную дозу фликера. Для этого длительную дозу фликера определяют на основе измерений кратковременных доз фликера применительно к периоду наблюдения, связанному с длительным рабочим циклом нагрузки или периодом, в течение которого наблюдатель может воспринимать фликер, например, несколько часов, используя выражение

,

(10)

где (i = 1, 2, .... N) - последовательные значения кратковременной дозы фликера.

Примечание - Для измерения показателей качества электрической энергии в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.30 и для измерений в соответствии с ГОСТ 30804.3.3 и ГОСТ 30804.3.11 рекомендуется определение значения длительной дозы фликера на интервале времени 2 ч (N = 12).

6 Испытания фликерметра

6.1 Общие положения

Установлено разделение фликерметров на три класса.