МИ 2009-89. Государственная система обеспечения единства измерений. Рекомендация. Измерители коэффициента мощности (фазометры). Методика поверки
(утв. Протоколом НТС УкрЦСМ от 20.12.1988 № 16)
Примечание
Документ введен в действие с 1 января 1990 года. Взамен инструкции 194-62.
Утверждена Протоколом НТС УкрЦСМ от 20 декабря 1988 г. № 16
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
ИЗМЕРИТЕЛИ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ (ФАЗОМЕТРЫ)
Введена в действие с 1 января 1990 года
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАНА И ВНЕСЕНА Государственным Комитетом СССР по стандартам
А.А-Б. Ахмадов, канд. техн. наук (руководитель темы), Н.Н. Василенко
2. УТВЕРЖДЕНА на заседании секции НТС УкрЦСМ от 20.12.88 г. Протокол № 16.
Настоящая рекомендация распространяется на одно- и трехфазные средства измерения коэффициента мощности (фазометры), предназначенные для измерения коэффициента мощности и эквивалентного ему угла сдвига фаз между током и напряжением (в дальнейшем ИКМ), классов точности (в дальнейшем кл.т.) 0,2 — 4 в диапазоне частот (40 — 20000) Гц, соответствующие ГОСТ 8039-79, публикации МЭК 51-5 (1985) и СТ СЭВ 788-77 в соответствии с государственной поверочной схемой по ГОСТ 8.551-86, и устанавливают методы и средства их первичной и периодической поверки.
Основные характеристики серийно выпускаемых, а также находящихся в эксплуатации отечественных измерителей коэффициента мощности (фазометров), на которые распространяется настоящая рекомендация, приведены в приложении 1.
1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ
При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции, указанные в таблице 1.
| Наименование операции | Номер пункта документа при поверке | Проведение операции при | |
| первичной поверке | периодической поверке | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Внешний осмотр | 6.1 | Да | Да |
| Опробование | 6.2 | Да | Да |
| Проверка влияния наклона | 6.3 | Да | Да |
| Проверка времени успокоения | 6.4 | Да | Нет |
| Определение остаточного отклонения указателя | 6.5 | Да | Нет |
| Определение основной погрешности | 6.6 | Да | Да |
| Проверка вариаций показаний | 6.7 | Да | Да |
2. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ
2.1. При проведении поверки с использованием одного из вариантов метода непосредственного сличения поверяемого ИКМ с ОСИ должны применяться следующие образцовые средства.
2.1.1. Сличение с образцовым ИКМ (поверка ИКМ кл.т. 0,5 и ниже в диапазоне частот 40 Гц — 20 кГц):
индикаторы квадратуры с погрешностью индикации 90-градусного сдвига фаз между током и напряжением не более +/- 18'.
2.1.2. Сличение с образцовым электронным фазометром (поверка ИКМ кл.т. 0,2 и ниже в диапазоне частот 40 Гц — 20 кГц):
электронные фазометры (ЭФ) с основной погрешностью
\Delta\varphi_{\text{эф}} \leq 0,11\text{КР }(\text{град});
комплекты ОДН с фазовой погрешностью
\Delta\varphi_{\text{дн}} \leq 0,11\text{КР }(\text{град});
комплекты ПТН с постоянной времени не более
\tau_{\text{птн}} \leq \frac{3\text{КР} \cdot 10^{- 3}}{f} ,(\text{сек}),
где f — частота, на которой производится поверка, Гц;
комбинированные поверочные установки I и II разрядов, в которых перечисленные в данном пункте, а также в п. 2.3 средства конструктивно совмещены и выполнены в виде одного автономного устройства.
1. Номинальные коэффициенты деления ОДН и преобразования ПНТ должны обеспечивать на своих выходах одинаковые по величине напряжения в пределах (0,1 — 1) В, при условии рассеяния при этом номинальной мощности.
2. В зависимости от имеющихся образцовых средств могут устанавливаться другие соотношения между допускаемыми погрешностями КФ, ОДН и ПТН с таким условием, чтобы их суммарная угловая погрешность не превышала 1/3 предела допускаемой угловой погрешности поверяемого ИКМ.
2.1.3. Сличение с расчетной цепью (поверка ИКМ кл.т. 0,5 и ниже в диапазоне частот (40 — 60) Гц):
магазины емкостей кл.т. 0,02 и 0,05 с угловой погрешностью \delta_{\text{с}} \leq 0,35\prime ;
магазины сопротивлений кл.т. 0,05 с постоянной времени \tau_{R} \leq 5 \cdot 10^{- 6}\text{сек} ;
преобразователи «ток — напряжение» с постоянной времени не более 1·10-6;
нуль-индикаторы с разрешением по фазе не хуже 1'.
2.1.4. Сличение с мерой (поверка ИКМ кл.т. 0,2 — 4 в диапазоне частот 40 Гц — 20 кГц):
калибраторы угла сдвига фаз (КФ) с погрешностью
\Delta\varphi_{\text{кф}} \leq 0,11\text{КР }(\text{град}),
где К — класс точности поверяемого ИКМ, отн. ед.;
Р — коэффициент, численно равный полному размаху шкалы ИКМ (но не более 160°), град;
комплекты делителей напряжения (ОДН) с фазовой погрешностью \Delta\varphi_{\text{дн}} \leq 0,11\text{КР} (град);
комплекты преобразователей «ток — напряжение» (ПТН) с постоянной времени не более
\tau_{\text{птн}} \leq \frac{3\text{КР} \cdot 10^{- 3}}{f} ,(\text{сек}).
Примечание. Аналогично примечаниям 1, 2, приведенным в п. 2.1.2.
2.2. При проведении поверки с использованием одного из вариантов расчетно-экспериментального (энергетического) метода должны применяться следующие образцовые средства.
2.2.1. При поверке однофазных ИКМ кл.т. (1,5 — 4) в диапазоне частот (40 — 60) Гц:
ваттметры и варметры или ваттварметры кл.т. 0,1 — 0,5;
дифференциальные ваттметры кл.т. 0,1 — 0,2.
2.3 При проведении поверки ИКМ должны также использоваться следующие вспомогательные средства:
двухканальные генераторы с регулируемым с разрешением (1 — 10)' в пределах (0 — 360)° сдвигом фаз между выходными сигналами тока до 10 А и напряжения до 600 В, с искажениями формы не более 2% в диапазоне частот 40 Гц — 20 кГц;
Примечание. Возможно использование автономных усилителей, формирующих сигналы тока и напряжения с указанными значениями, и круговых фазовращателей, работающих в данном диапазоне частот.
двухканальные генераторы с регулируемым с разрешением (1 — 10)' в пределах (0 — 120)° сдвигом фаз между трехфазными системами тока до 6 А и напряжения до 380 В, с искажениями формы не более 2% в диапазоне частот (40 — 500) Гц;
амперметры кл.т. 1 — 2,5 с возможностью измерения тока до 10 А в диапазоне частот до 20 кГц;
вольтметры кл.т. 1 — 2,5 с возможностью измерения напряжения до 600 В в диапазоне частот до 20 кГц;
2.4. На все применяемые средства поверки должны быть документы о поверке или метрологической аттестации.
2.5. Работы со средствами поверки и поверяемыми средствами измерений выполняются в соответствии с их техническими описаниями и инструкциями по эксплуатации.
2.6. Основные характеристики перечисленных в данном разделе образцовых и вспомогательных средств приведены в приложении 2.
2.7. Допускается использовать другие образцовые и вспомогательные средства при условии обеспечения необходимой точности поверки.
3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности по ГОСТ 22261-82, а также утвержденных Госэнергонадзором «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
4. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ
Если нет особых указаний, при поверке должны быть соблюдены нормальные условия по ГОСТ 8.395-80, ГОСТ 22261-82, а также указанные в пп. 1.9, 1.14 ГОСТ 8039-79.
5. ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ
5.1. Образцовые, поверяемые и вспомогательные средства подготавливают к работе в соответствии с их технической документацией.
5.2. ИКМ устанавливается в рабочее положение. Если рабочее положение не указано, ИКМ должен поверяться при двух положениях шкалы: горизонтальном и вертикальном.
5.3. В ИКМ с механическим противодействующим моментом при наличии корректора указатель устанавливается на нулевую отметку.
5.4. Перед проведением поверки поверяемый ИКМ должен быть прогрет в соответствии с п. 1.14.22 ГОСТ 8039-79 при номинальном напряжении в течение времени предварительного прогрева, т.е. времени между подключением поверяемого ИКМ в цепь и определением основной погрешности, и значении тока, приведенном в таблице 2.
| Класс точности ИКМ | Условия предварительного прогрева | ||
| Напряжение в % от номинального (действит.) | Ток в % от номинального (действ.) | Время предварит. прогрева, мин | |
| 0,2 | 100 | 80 | 10 — 30 |
| 0,5 — 4 | 100 | 80 | 5 — 15 |
6. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ
Поверка ИКМ должна выполняться государственной или ведомственной метрологическими службами.
6.1 Внешний осмотр
6.1.1 При внешнем осмотре устанавливается соответствие поверяемого ИКМ следующим требованиям:
ИКМ не должен иметь механических повреждений или неисправностей регулировочных и соединительных элементов или других внешних дефектов, влияющих на его нормальную работу или ухудшающих его внешний вид;
к ИКМ должна быть приложена техническая документация. Поверяемый ИКМ должен быть укомплектован (кроме ЗИП) в соответствии с данной технической документацией;
Примечание. ИКМ, используемые в качестве образцовых, на периодическую поверку представляются со свидетельством о предыдущей поверке.
маркировка ИКМ должна соответствовать требованиям ГОСТ 22261-82, ГОСТ 8039-79 и его технической документации.
6.1.2. При несоответствии ИКМ пункту 6.1.1 его бракуют и поверку прекращают.
6.2 Опробование
При опробовании проверяют работоспособность ИКМ в соответствии с его технической документацией.
При этом в соответствии со структурной схемой, приведенной на рис. 1, поверяемый ИКМ подключают к двухканальному источнику (ДКИ) тока (системы токов) и напряжения (системы напряжений), устанавливают номинальное значение напряжения и в зависимости от группы, к которой относится ИКМ по ГОСТ 22261-82, следующее значение тока:
0,4 номинального — для переносных ИКМ 2 — 4 групп,
0,5 номинального — для переносных ИКМ 5 — 7 групп и щитовых ИКМ 7 групп. Затем, изменяя угол сдвига фаз между током (системами токов) и напряжением (системами напряжений), проверяют плавность перемещения указателя ИКМ и возможность установки его в любую точку шкалы.
Рис. 1. Схемы установок для проведения опробования ИКМ
б) — для трехфазных ИКМ с одной токовой цепью
в) — для трехфазных ИКМ с двумя токовыми цепями
1 — двухканальный источник систем токов и напряжений
6.3 Определение дополнительной погрешности, вызванной изменением положения ИКМ от нормального
Поверяемый ИКМ подключают в соответствии с п. 6.2 к выходам двухканального источника тока (системы токов) и напряжения (система напряжений), устанавливают значение напряжения и тока, оговоренные там же.
Определение дополнительной погрешности (изменения показаний ИКМ), вызванной (вызванного) отклонением его положения от нормального, производится при изменении положения ИКМ поочередно в четырех направлениях (вперед, назад, вправо, влево) при установке с помощью изменения угла сдвига фаз между током и напряжением — для однофазных ИКМ и системами токов и напряжения — для трехфазных ИКМ указателя поверяемого ИКМ на нулевую и максимальные отметки шкалы.
Изменение показаний ИКМ оценивают в мм, причем результатом считается большее из полученных значений.
6.4 Определение времени установления показаний
6.4.1. Определение времени установления показаний для ИКМ с механическим противодействующим моментом.
Поверяемый ИКМ подключают к выходам ДКИ в соответствии с п. 6.2.
С помощью изменения угла сдвига фаз между током и напряжением устанавливают указатель поверяемого ИКМ на отметку, отстоящую от отметки cos\varphi = 1 (\varphi = 0) приблизительно на две трети шкалы (если данная отметка находится внутри шкалы, то за длину шкалы принимается ее половина — при симметричной шкале, и ее более длинная часть — при несимметричной шкале).
Отключают цепь напряжения ИКМ и ждут, пока указатель установится в соответствующее положение.
Одновременно включают цепь напряжения и секундомер.
За время успокоения принимают время, в течение которого удаление указателя ИКМ от установившегося положения уменьшится до 1,5% от длины шкалы.
6.4.2. Определение времени успокоения для ИКМ без механического противодействующего момента.
Поверяемый ИКМ подключают к ДКИ в соответствии с п. 6.2.
Регулируя угол сдвига фаз между током и напряжением, по шкале поверяемого ИКМ устанавливают значение cos\varphi = 1 (\varphi = 0) и замечают, в каком положении находится при этом ручка фазовращателя (фазорегулятора).
Поворачивая ручку фазовращателя (фазорегулятора), устанавливают указатель ИКМ на отметку шкалы, отстоящую от отметки cos\varphi = 1 (\varphi = 0) на две трети ее длины.
Отключают цепь напряжения ИКМ.
Ручку фазовращателя ДКИ возвращают в нулевое положение.
Одновременно включают цепь напряжения ИКМ и секундомер.
За время успокоения принимают время, в течение которого удаление указателя ИКМ от установившегося положения уменьшится до 1,5% от длины шкалы.
6.5 Определение остаточного отклонения
Определение остаточного отклонения (невозвращения указателя к отметке механического нуля) для ИКМ с механическим противодействующим моментом выполняется при плавном подводе указателя ИКМ к его нулевой отметке от наиболее удаленной от нее отметки шкалы.
Для этого поверяемый ИКМ подключают к выходам ДКИ в соответствии с п. 6.2.
Регулируя сдвиг фаз между выходными сигналами ДКИ, устанавливают указатель ИКМ на отметку, наиболее удаленную от отметки механического нуля.
Плавно уменьшая сдвиг фаз между током и напряжением или уменьшая величины тока или (и) напряжения до нуля, по положению указателя ИКМ определяют величину его остаточного отклонения.
6.6 Определение основной погрешности
6.6.1. Определение основной погрешности ИКМ с использованием методов непосредственного сличения с ОСИ.
6.6.1.1. Сличение с образцовым ИКМ (поверка однофазных ИКМ кл.т. 0,5 — 4 в диапазоне частот 40 Гц — 20 кГц, трехфазных ИКМ кл.т. 2,5 — 4 в диапазоне частот (40 — 500) Гц).
Собирают поверочную установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 2 а — для однофазных ИКМ и на рис. 2 б, в — для трехфазных ИКМ.
Рис. 2. Схемы установок для поверки ИКМ методом сличения с образцовым СИ
Устанавливают номинальное напряжение (систему напряжений).
Устанавливают в соответствии с п. 6.2 ток (систему токов).
Регулируя угол сдвига фаз между током (системой токов) и напряжением (системой напряжений), устанавливают поверяемый ИКМ на поверяемую отметку шкалы и по образцовому прибору отсчитывают погрешность поверяемого ИКМ.
Примечание. Допускается отсчитывать погрешность поверяемого ИКМ по его же шкале, устанавливая при этом указатель образцового ИКМ на отметку, соответствующую поверяемой отметке шкалы.
6.6.1.2. Сличение с образцовым электронным фазометром (поверка ИКМ кл.т. 0,2 и ниже в диапазоне частот 40 Гц — 20 кГц).
Собирают поверочную установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 3.
Рис. 3. Схема установки для поверки ИКМ методом сличения
1 Двухканальный источник тока и напряжения
2 Преобразователь «ток — напряжение»
Устанавливают номинальное напряжение.
Устанавливают в соответствии с п. 6.2 ток.
Регулируя угол сдвига фаз между током и напряжением, устанавливают поверяемый ИКМ на поверяемую отметку шкалы и по образцовому электронному фазометру отсчитывают погрешность поверяемого ИКМ.
6.6.1.3 Сличение с образцовой расчетной фазозадающей цепью.
При поверке однофазных ИКМ кл.т. 0,5 и ниже в диапазоне частот (40 — 60) Гц.
Структурная схема поверочной установки, работающей в соответствии с данным методом, приведена на рис. 4 а. В ее состав входят элементы и узлы с характеристиками согласно п. 2 и табл. Приложения 2:
R1 - R3 - магазины сопротивлений;
R4 — преобразователь «ток — напряжение»;
Рис. 4. Схема установки для поверки ИКМ с использованием образцовой фазозадающей цепи
1 — двухканальный источник тока и напряжения
R1 - R3 - магазин сопротивлений
R4 — преобразователь «ток — напряжение»
Поверяемый ИКМ подключают к зажимам J, J* и U, U*.
Устанавливают номинальное значение напряжения.
Устанавливают в соответствии с п. 6.2 значение тока.
Определение погрешности ИКМ в точке cos\varphi = 1 (\varphi = 0) .
В схеме установки, приведенной на рис. 4 а, магазин емкостей C1 закорачивается.
Коэффициент деления образованного при этом резистивного делителя напряжения регулировкой магазинов сопротивлений R1 и R2 устанавливается таким, чтобы при данных номинальных напряжении и токе поверяемого ИКМ величины напряжений на выходе этого делителя (R1 и R2) и ПТН (R4) были равны (при этом необходимо соблюдать условие, чтобы рассеиваемая на магазине сопротивлений R1 мощность не превышала допустимой).
Регулируя угол сдвига фаз между током и напряжением, устанавливают нуль-индикатор на нуль и по поверяемому ИКМ отсчитывают его погрешность в точке cos\varphi = 1 (\varphi = 0) .
Определение погрешности ИКМ при емкостном сдвиге.
В схеме установки, приведенной на рис. 4 а, включают магазин емкостей C1.
\varphi = arctg \frac{1}{2\pi f(R_{1} + R_{2})}
рассчитывают и устанавливают значения C1, R1 и R2 для cos\varphi или \varphi для поверяемой отметки шкалы (значения R1 - R4 и C1 при емкостном и индуктивном сдвиге приведены в приложении 3).
Регулируя угол сдвига фаз между током и напряжением, устанавливают нуль-индикатор на нуль и по поверяемому ИКМ отсчитывают его погрешность в поверяемой точке шкалы.
Определение погрешности при индуктивном сдвиге.
В поверочной установке видоизменяя измерительно-фазозадающую цепь к виду, приведенному на рис. 4 б (точки ABC).
\varphi = arctg \frac{2\pi fCR_{1}(R_{1} + R_{4})}{R_{1} + R_{2} + R_{4}}
рассчитывают и устанавливают значения C1, R1 - R4 для \varphi или cos\varphi , соответствующих поверяемой отметке шкалы.
Регулируя угол сдвига фаз между током и напряжением, устанавливают нуль-индикатор на нуль и по поверяемому ИКМ отсчитывают его погрешность в поверяемой точке шкалы.
Для определения погрешности при 90 (-90) — градусном сдвиге в поверочной установке к точкам ABC вместо измерительно-фазозадающей цепи подключают индикатор квадратуры, например, Д5002, в соответствии со схемой, приведенной на рис. 4 в.
Регулируя угол сдвига фаз между током и напряжением, устанавливают индикатор квадратуры на нуль, соответствующий емкостному, а затем индуктивному фазовому сдвигу.
По поверяемому ИКМ отсчитывают погрешность в точках шкалы, соответствующих cos\varphi = 0 (\varphi = \pm 90^{\circ}) .
Примечание. При поверке допускается устанавливать поверяемый ИКМ на поверяемую отметку шкалы, а его погрешность рассчитывать с использованием приведенных в данном пункте выражений.
6.6.1.4 Сличение с мерой фазового сдвига.
Собирают поверочную установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5 (при этом опорный вход калибратора фазы должен быть подключен к входам ДКМ, а его регулируемый вход — к опорному входу нуль-индикатора).
Рис. 5. Схема установки для поверки ИКМ с использованием меры
1 — двухканальный источник тока и напряжения
5 — преобразователь «ток — напряжение»
Устанавливают номинальное напряжение.
Устанавливают в соответствии с п. 6.2 ток.
Калибратор фазы устанавливается в «0».
Переключатель подключают к выходу делителя напряжения и фазовращателем, регулирующим фазу сигнала в канале напряжения, балансируют нуль-индикатор.
Переключатель подключают к выходу преобразователя «ток — напряжение» и фазовращателем, регулирующим фазу сигнала в канале тока, балансируют нуль-индикатор.
По поверяемому ИКМ отсчитывают его погрешность в точке шкалы, соответствующей cos\varphi = 1 (\varphi = 0) .
Для определения погрешности ИКМ при индуктивном сдвиге подключают измерительный вход нуль-индикатора к выходу ПТН.
Устанавливают между выходами калибратора фазы угол сдвига фаз, соответствующий поверяемой точке шкалы ИКМ.
Регулируя угол сдвига фаз в канале тока, балансируют нуль-индикатор и по поверяемому ИКМ отсчитывают его погрешность в данной точке шкалы.
Для определения погрешности при емкостном сдвиге подключают измерительный вход нуль-индикатора к выходу делителя напряжения.
Устанавливают между выходами калибратора фазы угол сдвига фаз, соответствующий поверяемой отметке шкалы ИКМ.
Регулируя угол сдвига фаз в канале напряжения, балансируют нуль-индикатор и по поверяемому ИКМ определяют его погрешность в данной точке шкалы.
6.6.2. Определение основной погрешности ИКМ с использованием расчетно-экспериментальных (энергетических) методов.
6.6.2.1. Определение основной погрешности трехфазных ИКМ с использованием ваттметра и варметра.
Собирают поверочную установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 6.
Рис. 6. Схема установки для поверки ИКМ с использованием варметра и ваттметра
1 — двухканальный источник систем токов и напряжения
1. Устанавливают частоту, на которой будет выполняться поверка.
2. Регулировочными элементами, расположенными в усилителе системы напряжений, устанавливают номинальные напряжения поверяемого ИКМ.
3. Регулировочными элементами, расположенными в усилителе системы токов, устанавливают номинальные токи поверяемого ИКМ.
4. Изменяя угол сдвига фаз между системой токов и напряжений, устанавливают нулевое показание варметра.
5. Сохраняя симметрию токов и нулевое показание варметра, устанавливают изменением их величины показание ваттметра, равное 100 делениям. По поверяемому ИКМ определяют его погрешность на отметке cos\varphi = 1 (\varphi = 0) .
6. Для определения погрешности ИКМ на остальных отметках шкалы устанавливают, изменяя угол сдвига фаз между системами токов и напряжений, показание варметра в соответствии с таблицей, приведенной в приложении 4.
7. Проверяют соответствие показаний ваттметра приведенным в данной таблице, и при необходимости регулируют его, равномерно меняя величины токов с соблюдением симметрии и сохранив при этом соответствующее показание варметра.
8. По поверяемому ИКМ определяют его погрешность на поверяемой отметке.
При емкостном характере нагрузки выполняют операции, упомянутые в пп. 1 - 8, предварительно изменив полярность токовых цепей варметра на противоположную.
6.6.2.2. Определение основной погрешности трехфазных ИКМ с использованием двух ваттметров.
Собирают поверочную установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 7.
Рис. 7. Схема установки для поверки ИКМ методом двух ваттметров
1 — двухканальный источник систем токов и напряжений;
Устанавливают частоту, на которой будет выполняться поверка ИКМ.
Устанавливают номинальное напряжение поверяемого ИКМ.
Устанавливают номинальный ток поверяемого ИКМ.
Изменяя угол сдвига фаз между сигналами токов и напряжений, устанавливают указатель ИКМ на поверяемую отметку шкалы.
Отсчитывают показания первого P1 и второго P2 ваттметров и, используя формулу
\varphi_{g} = arctg \sqrt{3} \frac{P_{2} - P_{1}}{P_{2} + P_{1}}
определяют погрешность поверяемого ИКМ в данной точке шкалы.
6.6.2.3. Определение основной погрешности трехфазных ИКМ с использованием дифференциального двухэлементного ваттметра.
Поверка трехфазных ИКМ в диапазоне частот (40 — 500) Гц кл.т. 1 — 4.
Собирают поверочную установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 8.
Рис. 8. Схема установки для поверки ИКМ с использованием дифференциального ваттметра
1 — трехфазный источник систем токов и напряжений;
2 — дифференциальный ваттметр;
Устанавливают частоту, на которой будет выполняться поверка.
Устанавливают номинальное значение напряжений поверяемого ИКМ.
Устанавливают номинальное значение токов поверяемого ИКМ.
При cos\varphi = 1 (\varphi = 0) магазин сопротивлений закорачивают, т.е. z1 = 0 и z2 = 0.
Изменяя угол сдвига фаз между системами токов и напряжений, устанавливают указатель дифференциального ваттметра на нуль (система дифференциального ваттметра должна быть аналогичной системе поверяемого ИКМ).
По шкале поверяемого ИКМ отсчитывают погрешность в точке cos\varphi = 1 (\varphi = 0) .
Если шкала поверяемого ИКМ линейна, то
при емкостном сдвиге и \varphi<60^{\circ} , z_{1}\prime = 0 , а z_{2}\prime рассчитывается по формуле
z_{2}\prime = z_{2}[\frac{cos(\varphi - 30^{\circ})}{cos(\varphi + 30^{\circ})} - 1];
при индуктивном сдвиге и \varphi<60^{\circ} z_{2}\prime = 0 , а z_{1}\prime рассчитывается по формуле
z_{1}\prime = z_{1}[\frac{cos(\varphi - 30^{\circ})}{cos(\varphi + 30^{\circ})} - 1],
где z1 и z2 — сопротивления параллельных цепей дифференциального ваттметра.
При \varphi>60^{\circ} необходимо направление тока дифференциального ваттметра изменить на обратное.
Устанавливают магазином сопротивления z_{1}\prime или z_{2}\prime значение сопротивления, соответствующее фазовому сдвигу на поверяемой отметке шкалы.
Регулируя угол сдвига фаз между системами токов и напряжений, устанавливают указатель дифференциального ваттметра на нулевую отметку.
По поверяемому ИКМ определяют его погрешность на поверяемой отметке шкалы.
Если шкала поверяемого ИКМ неравномерна, то, регулируя угол сдвига фаз между системами токов и напряжений, устанавливают указатель поверяемого ИКМ на поверяемую отметку шкалы.
Регулируя магазин сопротивлений z1 или z2, устанавливают указатель дифференциального ваттметра на нулевую отметку.
Погрешность поверяемого ИКМ определяют как разность между значением \varphi , соответствующим поверяемой отметке шкалы, и эквивалентным углом \varphi_{\gamma} , определяемым из следующих выражений:
при емкостном сдвиге и \varphi<60^{\circ} , z_{1}\prime = 0 :
\varphi_{g} = arctg1,732 \frac{z_{2}\prime}{z_{2}\prime + 2z_{2}} ;
при индуктивном сдвиге и \varphi<60^{\circ} , z_{2}\prime = 0
\varphi_{g} = arctg1,732 \frac{z_{1}\prime}{z_{1}\prime + 2z_{1}} ;
при емкостном сдвиге и \varphi>60^{\circ} , z_{1}\prime = 0
\varphi_{g} = arctg1,732 \frac{z_{2}\prime + 2z_{2}}{z_{2}\prime} ;
при индуктивном сдвиге и \varphi>60^{\circ} , z_{2}\prime = 0
\varphi_{g} = arctg1,732 \frac{z_{1}\prime + 2z_{1}}{z_{1}\prime} .
6.7 Определение вариации показаний
Вариация показаний фазометров определяется как разность действительных значений измеряемой величины при одном и том же показании фазометра или как разность показаний фазометра при одном и том же значении измеряемой величины.
Вариацию определяют при плавном подводе указателя к поверяемой отметке сначала со стороны начальной, а затем со стороны конечной отметок шкалы.
Допускается определять вариацию с использованием результатов определения основной погрешности.
Примечание: Фазометры с несколькими номинальными значениями тока и напряжения допускается проверять полностью по всей шкале лишь при одном номинальном значении тока и одном номинальном значении напряжения. При других номинальных значениях тока и напряжения допускается производить проверку только на четырех отметках: двух крайних, на отметке \varphi = 0 или cos\varphi = 1 , и на той из отметок, на которой можно ожидать наибольшую погрешность.
7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Предел допускаемой основной погрешности ИКМ выражается в виде приведенной погрешности в соответствии с ГОСТ 8.401-80 и ГОСТ 8039-79.
Приведенную основную погрешность определяют по формуле:
\gamma = \pm \frac{100\Delta}{N} ,
где: \Delta — абсолютная погрешность в единицах нормирующего значения, определяемая в соответствии с п. 6.3.1;
N — нормирующее значение при установлении основной погрешности в зависимости от вида градуировки принимается равным (п. 1.7 ГОСТ 8039-79) размаху шкалы, но не более 180°, или длине шкалы, градуированной в значениях коэффициента мощности и соответствующей 180°.
Примечание: Под размахом шкалы понимают конечное значение диапазона измерений — для ИКМ с односторонней шкалой и арифметическую сумму конечных значений диапазона измерений — для ИКМ с двухсторонней шкалой.
При этом погрешность поверяемого ИКМ в % вычисляется по формуле:
\Delta_{\text{Дпр}} = (\text{А } - \text{А}_{\text{Д}}) \frac{L_{1}}{L} 100\%,
где: A — показание поверяемого прибора в единицах измеряемой величины;
AД — действительное значение измеряемой величины, определяемое по образцовым приборам в тех же единицах;
L1 - длина участка шкалы, приходящаяся на единицу измеряемой величины вблизи точки A в мм.
Длина шкалы может быть измерена любым способом, не требующим вскрытия прибора, с погрешностью не более 2 — 3%.
В качестве способов определения L можно рекомендовать определение по результатам измерения длины стрелки прибора (в мм) от оси вращения до ее конца r и угла шкалы n°.
При этом длина шкалы определяется из выражения
L = \frac{\pi rn}{120^{\circ}} \text{мм}.
Для определения L1 следует измерить при помощи линейки длину участка шкалы между двумя ближайшими к A отметками и разделить на разность отсчетов, соответствующих указанным отметкам.
Отсчеты должны быть выражены в тех же единицах, в которых выражены A и AД.
Когда отсчет погрешности определяется по показаниям поверяемого фазометра, вычисление приведенной погрешности производится по формуле
\text{А}_{\text{пр}} = \frac{\Delta L}{L} \cdot 100\%,
\Delta L — расстояние между поверяемой отметкой и показанием стрелки, соответствующим действительному значению, в мм.
Результаты, полученные при поверке ИКМ классов точности 1 — 4, записывают в протокол произвольной формы, а при поверке ИКМ классов точности 0,2 — 0,5 — в протокол, составленный в соответствии с Приложением 5.
8. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ
8.1. ИКМ, которые по результатам поверки отвечают требованиям настоящих МИ, необходимо опломбировать государственным клеймом с указанием года поверки. Опломбирование следует производить таким образом, чтобы не имелся доступ к внутренним механизмам ИКМ.
8.2. При положительных результатах поверки, проходившей в органах государственной метрологической службы, выдают свидетельство о государственной поверке по форме, установленной Госстандартом.
8.3. Результаты периодической ведомственной поверки оформляют документом по форме, установленной ведомственной метрологической службой.
8.4. ИКМ, не удовлетворяющие требованиям настоящих МИ, к применению не допускаются — их бракуют, клеймо предыдущей поверки гасят и на них выдают извещение о непригодности с указанием причины.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ (ФАЗОМЕТРОВ)
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАЗЦОВЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ (ФАЗОМЕТРОВ)
ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ R1 — R4 И C ОТ ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
ЗАВИСИМОСТЬ ПОКАЗАНИЙ ВАТТМЕТРА И ВАРМЕТРА ОТ ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
ПРИМЕР ЗАПОЛНЕНИЯ ПРОТОКОЛА ПОВЕРКИ ФАЗОМЕТРОВ МЕТОДОМ СЛИЧЕНИЯ С ОБРАЗЦОВЫМ ФАЗОМЕТРОМ
1. Определение основной погрешности фазометра типа Д5000 № 6320
Применяемая аппаратура: установка для поверки энергетических фазометров класса 0,2 и ниже УПФ-5.
Номинальные ток 5 А и напряжение 220 В.
Погрешность не превышает пределы допустимой 22.
Примечание: Показания образцового фазометра при подходе к поверяемой точке шкалы со стороны меньших значений A1 и A3.
Показания образцового фазометра при подходе к поверяемой точке шкалы со стороны больших значений A2 и A4.
ЗНАЧЕНИЕ cos\varphi , ВЫРАЖЕННОЕ В ГРАДУСНОЙ МЕРЕ
Примечание: Значение коэффициента мощности определяется цифрами, расположенными в первом столбце и первой строке таблицы.
Значение угла, соответствующего данному коэффициенту мощности, находится на пересечении соответствующей строки и столбца.







