Национальный стандарт РФ 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/Sqrt(3) до 750/Sqrt(3) кВ" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1069-ст)

Национальный стандарт РФ 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 до кВ"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1069-ст)

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 to kV

Дата введения - 1 января 2013 г.

Введен впервые

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

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

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 КНЕ конденсатора не более %/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 рад, определяемый по формуле

,

(3)

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

Температурный коэффициент емкости TKE конденсатора не более %/°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 %/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 10 (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 КНЕ опорного конденсатора , определяемый по формуле (2), должен быть не более %/кВ.

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

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

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

3) Высоковольтный мост, представляющий собой компаратор токов с диапазоном значений сравниваемых токов от до 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 f, равная (500,05) Гц, диапазон регулирования высокого напряжения U от 0,1 до 550 кВ, максимальная сила переменного тока нагрузки не менее 0,05 А при U = 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/... 750кB;

- 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 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) () при десяти независимых измерениях, с доверительными границами неисключенной систематической погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95, где - измеренный (рассчитанный) коэффициент масштабного преобразования напряжения.

При этом стандартная неопределенность коэффициента масштабного преобразования, оцениваемая по типу А, . Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В, .

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

При этом стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу A, рад. Стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу В, рад.

3.7 Нестабильность ГПСЭ %/год при воспроизведении и () 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 f, равной (500,05) Гц, с диапазоном выходного напряжения U 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 мосте 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 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 СКО () при десяти независимых измерениях с доверительными границами неисключенной систематической погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95.

При этом стандартная неопределенность коэффициента масштабного преобразования, оцениваемая по типу А, . Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В, .

4.5 Эталон сравнения воспроизводит значения с СКО () рад при десяти независимых измерениях с доверительными границами неисключенной систематической абсолютной погрешности рад при доверительной вероятности Р = 0,95.

При этом стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу A, рад; стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу В, рад.

4.6 Нестабильность эталона сравнения за год %/год при воспроизведении и 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 f, равной (500,05) Гц, с диапазоном выходного напряжения U 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 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 СКО () при десяти независимых измерениях, с доверительными границами неисключенной систематической погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95.

При этом стандартная неопределенность коэффициента масштабного преобразования, оцениваемая по типу А, . Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В, .

5.5 Вторичный эталон воспроизводит значения с СКО () рад при десяти независимых измерениях с доверительными границами неисключенной систематической погрешности рад при доверительной вероятности Р = 0,95.

При этом стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу А, рад; стандартная неопределенность результата измерения угла фазового сдвига, оцениваемая по типу В, рад.

5.6 Нестабильность вторичного эталона ()%/год при воспроизведении и 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%; = ... 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 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%; = ... 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 10 000.

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/B.

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