Библиотека
Скачать PDF

ГОСТ Р 8.817-2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов в диапазоне от 1 до 1000 кВ

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии · № ГОСТ Р 8.817-2013Действующий акт

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 14.08.2013 № 488-ст)

Примечание

Документ введен в действие с 01.09.2014.

Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 августа 2013 г. № 488-ст

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАНДАРТИЗОВАННЫХ ГРОЗОВЫХ И КОММУТАЦИОННЫХ ИМПУЛЬСОВ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 1 ДО 1000 кВ

State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification schedule for measuring instruments of standard lightning and switching impulse electrical voltage in the range from 1 to 1000 kV

ГОСТ Р 8.817-2013

Группа Т84

ОКС 17.020

Дата введения 1 сентября 2014 года

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 206 «Эталоны и поверочные схемы», подкомитетом ПК 206.7 «Эталоны и поверочные схемы в области измерений электрических величин»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 августа 2013 г. № 488-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на государственную поверочную схему для средств измерений электрического напряжения стандартизованных грозовых импульсов с временем нарастания фронта от 0,8 до 60 мкс и стандартизованных коммутационных импульсов с временем подъема до максимума от 100 мкс до 3500 мкс в динамическом диапазоне от 1 до 1000 кВ (приложение А), и устанавливает порядок передачи единиц электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов в соответствующем динамическом диапазоне от государственного первичного специального эталона вторичным эталонам и далее рабочим средствам измерений с указанием погрешностей (неопределенностей) и основных методов поверки (калибровки).

Воспроизводимые эталоном формы стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов, соответствуют следующим стандартам: ГОСТ 1516.2, ГОСТ 17512, ГОСТ 2990, ГОСТ Р 53354, ГОСТ 2933, ГОСТ 26093, ГОСТ Р 51317.4.5, ГОСТ 687, а также другим нормативным документам, распространяющимся на методы испытаний и измерений при импульсном напряжении.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Требования и методы испытаний

ГОСТ Р 53354-2009 (МЭК 60230:1966) Кабели и их арматура. Испытания импульсным напряжением

ГОСТ 687-78 Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия

ГОСТ 1516.2-97 Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции

ГОСТ 2933-83 Аппараты электрические низковольтные. Методы испытаний

ГОСТ 2990-78 Кабели, провода и шнуры. Методы испытания напряжением

ГОСТ 17512-82 Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Методы измерения при испытаниях высоким напряжением

ГОСТ 26093-84 Изоляторы керамические. Методы испытаний

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 ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

В настоящем стандарте приняты следующие термины, определения и обозначения.

S0 — среднее квадратическое отклонение результата измерений в относительной форме при 10-ти независимых наблюдениях;

\Theta_{0} — доверительные границы неисключенной систематической погрешности в относительной форме при доверительной вероятности 0,95;

uA0 - относительная стандартная неопределенность, оцениваемая по типу A;

uB0 — относительная стандартная неопределенность, оцениваемая по типу B;

uC0 — относительная суммарная стандартная неопределенность;

u — относительная расширенная неопределенность при десяти независимых измерениях, доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте охвата 2.

3.1 первичный эталон: Физическая мера, измерительный инструмент, стандартный образец или измерительная система, предназначенные для определения, сохранения или воспроизведения единицы или одно или более значений величин.

3.2 государственный первичный специальный эталон: Эталон, предназначенный для воспроизведения единиц в особых условиях, в которых не может применяться первичный эталон.

3.3 эталон сравнения: Эталон, используемый в качестве промежуточного для сравнения с другими эталонами.

3.4 рабочий эталон: Эталон, который используется для калибровки или поверки материальных мер, измерительных инструментов, стандартных образцов или измерительных систем.

Примечание - Как правило, рабочий эталон калибруется на основании эталона высшего порядка и передает соответствующие единицы эталонам и средствам измерений низшего порядка.

3.5 передвижной эталон: Эталон специальной конструкции, предназначенный для транспортирования и используемый для проведения метрологических работ в других лабораториях.

3.6 аттестованный эталон: Эталон, соответствующий требованиям настоящего стандарта и аттестованный только для схемы размещения и условий эксплуатации, приведенных в его паспорте.

Примечание - Аттестованный эталон в особых случаях допускается использовать как рабочее средство измерений.

3.7 паспорт эталона: Подробный перечень характеристик, составляемый пользователем эталона, включает в себя результаты первичной аттестации определения рабочих характеристик эталона, график проведения аттестаций, а также результаты каждого эксплуатационного испытания и эксплуатационной проверки.

Примечания

1 В паспорте должно быть указано:

  • наименование, тип и принципиальная схема эталона с указанием наименований и типов составных элементов входящих в него;
  • вид, размеры и положение подводки высокого напряжения;
  • описание контура и проводов заземления;
  • тип и длина измерительного кабеля, а также значения полных сопротивлений присоединенных к нему элементов.

2 В паспорте должны быть указаны метрологические характеристики эталона и его составных частей, в частности:

  • диапазоны измеряемых величин;
  • номинальные значения коэффициентов;
  • расширенная неопределенность (пределы допускаемой погрешности).

3.8 Компоненты эталонов и средств измерений высокого импульсного напряжения

3.8.1 преобразовательное устройство: Устройство, предназначенное для преобразования измеряемой величины в другую величину, совместимую с показывающим или регистрирующим прибором.

3.8.2 делитель высокого напряжения: Преобразовательное устройство, состоящее из высоковольтного и низковольтного плеч такой конструкции, когда входное напряжение прикладывают ко всему устройству, а выходное напряжение снимают с низковольтного плеча.

Примечание - Составные элементы плеч делителя, как правило, резисторы или конденсаторы, или их комбинация, при этом делитель называют по типу и структуре его элементов (например, резистивный, емкостной или резистивно-емкостной).

3.8.3 система передачи измерительного сигнала: Ряд устройств, которые передают выходной сигнал от преобразовательного устройства (делителя напряжения) к измерительному прибору.

Примечания

1 Система передачи измерительного сигнала, как правило, состоит из коаксиального измерительного кабеля с его полным сопротивлением, но также может включать в себя аттенюаторы или другие устройства, подключенные между преобразовательным устройством и измерительным прибором. Например, оптическая система передачи измерительного сигнала включает в себя передатчик, оптический кабель и приемник, а также транслирующие усилители.

2 Система передачи измерительного сигнала частично или полностью может быть в составе преобразовательного устройства.

3.8.4 измерительный прибор: Прибор, (показывающий и/или регистрирующий, и/или анализирующий измеренные параметры), который применен для измерений входного сигнала непосредственно и/или через преобразовательное устройство, оснащенное системой передачи измерительного сигнала.

3.8.5 показывающий, регистрирующий или анализирующий прибор: Прибор, предназначенный для визуализации измеряемого сигнала, и/или для обеспечения записи его значений, или транслируемой величины.

3.9 Нормированные номинальные значения эталонов и средства измерений импульсного высокого напряжения

3.9.1 рабочие условия применения: Диапазоны рабочих условий применения — это диапазоны, отличные от нормальных условий применения, при которых значения характеристики не выходят за границы принятых пределов неопределенности (погрешности).

3.9.2 номинальное рабочее напряжение: Значение напряжения определенной частоты или/и формы волны, для которого эталон или средство измерений были разработаны, испытаны и аттестованы.

3.9.3 диапазон измерения: Диапазон напряжения специфицированной частоты или формы волны, в котором может быть применен эталон или средство измерения.

3.9.4 номинальный временной диапазон: Диапазон значений между минимумом (tmin) и максимумом (tmax) стандартизованных временных параметров импульса напряжения, для которых аттестован эталон или калибровано (поверено) средство измерений.

Примечания

1 Стандартизованные временные параметры:

  • T1 — время нарастания фронта для полных и срезанных на спаде (заднем фронте) грозовых импульсов;
  • Tc — время до среза для импульсов, срезанных на подъеме (переднем фронте);
  • Tp — время подъема до максимума для коммутационных импульсов.

2 В эталоне может быть один, два или больше номинальных временных диапазонов для сигнала различных форм.

3 Термин «импульс, срезанный на фронте» применяют для обозначения срезанного импульса с временем до среза в диапазоне от 0,5 мкс до его максимума. Термин «импульс, срезанный на спаде» применяют для обозначения срезанного импульса, у которого время до среза превышает время до максимума.

3.9.5 частотный диапазон: Нижний и верхний пределы диапазона измерения, в котором амплитудно-частотная характеристика эталона или средства измерения не выходит за предписанные значения.

3.10 Неопределенности (погрешности) эталонов и средств измерений

3.10.1 неопределенность измерения: Неотрицательный параметр, ассоциируемый с результатом измерения, характеризующий рассеяние значений величины, приписываемых измеряемой величине на используемой информации.

Примечания

1 Неопределенность относится к оценке измеряемой величины и определяется в единицах измеряемой величины.

2 Относительная неопределенность измерения — это безразмерная величина, полученная делением неопределенности на значение измеряемой величины.

3.10.2 неопределенность по типу A: Метод оценивания составляющей неопределенности измерений путем статистического анализа ряда наблюдений измеренных значений.

3.10.3 неопределенность по типу B: Метод оценивания составляющей неопределенности измерений способами, отличными от статистического анализа ряда наблюдений.

3.10.4 суммарная стандартная неопределенность; uC: Стандартная неопределенность результата измерения, полученного через значения других величин, равная положительному квадратному корню взвешенной группы дисперсий или ковариаций этих величин, весовые коэффициенты при которых определяются зависимостью изменения результата измерения от изменений этих величин.

3.10.5 расширенная неопределенность; u: Величина, определяющая интервал вокруг результата измерений, в пределах которого находится большая часть значений, с достаточным основанием могущих быть приписанными измеряемой величине.

3.10.6 коэффициент охвата; k: Числовой коэффициент, применяемый как множитель при суммарной стандартной неопределенности для получения расширенной неопределенности.

Примечание - Расширенную неопределенность u определяют для 95%-ой вероятности при нормальном (гауссовом) распределении с коэффициентом охвата приблизительно равным k = 2.

3.10.7 прослеживаемость: Свойство результата измерений или значения, посредством которого оно может быть соотнесено с заявленными эталонами, как правило, национальными или международными, через непрерывную цепь сравнений, все из которых имеют указанные значения неопределенности.

3.10.8 среднее квадратичное отклонение; СКО; S0: Статистическая величина, описывающая разброс значений изучаемой величины вокруг ее ожидаемого значения.

3.10.9 неисключенная систематическая погрешность; НСП; \Theta_{0} : Составляющая погрешности результата измерений, обусловленная погрешностями вычисления и введения поправок на влияние систематических погрешностей или систематической погрешностью, поправка, на действие которой не введена вследствие ее малости.

3.10.10 пределы допускаемой погрешности; \delta : Наибольшие значения погрешности средств измерений, устанавливаемые нормативным документом для данного типа средств измерений, при котором оно еще признается годным к применению.

Примечание - Границы доверительной погрешности определяют для 95%-ной вероятности при применении распределения Стьюдента.

3.11 Аттестация эталона

3.11.1 аттестация эталона: Совокупность операций, которые служат для установления, при определенных условиях, метрологических характеристик воспроизводимых эталоном. Цель аттестации — определение действительных значений метрологических характеристик эталона и принятие, на основе полученных результатов, решения об их применении.

3.11.2 первичная аттестация эталона: Испытание укомплектованного эталона с целью определения его характеристик в условиях рабочей эксплуатации.

3.11.3 периодическая аттестация эталона: Испытание, проводимое с целью гарантировать соответствие характеристик, определенных при первичной аттестации.

3.12 Калибровка (поверка) средств измерений

3.12.1 калибровка средств измерений: Совокупность операций, устанавливающих соотношение между значением величины, полученным с помощью данного средства измерений и соответствующим значением величины, определяемым с помощью эталона с целью определения действительных метрологических характеристик этого средства измерений.

3.12.2 поверка средств измерений: Совокупность действий, выполняемых для определения погрешности средства измерений с целью определения соответствия характеристик данного средства измерений регламентированным значениям и его пригодности к применению по прямому назначению.

4 Государственный первичный специальный эталон

4.1 Государственный первичный специальный эталон (далее — ГПСЭ) предназначен для воспроизведения, хранения и передачи единиц электрического напряжения в указанных диапазонах номинальных значений нижестоящим рабочим эталонам и рабочим средствам измерений для обеспечения единства измерений.

4.2 Единицы, воспроизводимые ГПСЭ, должны быть подтверждены исследованиями и иметь прослеживаемость от исходных государственных первичных эталонов (ГПЭ).

4.3 Воспроизведение электрического напряжения и временных параметров стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов обеспечивается генератором импульсных напряжений, с одновременным преобразованием значений данных импульсов с помощью преобразовательного устройства, представляющего собой делитель высокого напряжения, и последующей передачей данного импульса с помощью системы передачи измерительного сигнала на вход измерительного прибора.

4.4 Диапазон измерений ГПСЭ составляет от 1 до 1000 кВ положительной и отрицательной полярностей стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов.

Стандартизованный грозовой импульс напряжения представляет собой апериодический, униполярный полный импульс со следующими параметрами:

  • длительность нарастания фронта: от 0,8 до 60 мкс;
  • длительность импульса: от 5 до 1000 мкс или апериодический, униполярный импульс, срезанный на его фронте или на спаде с временными параметрами, не выходящими за указанный диапазон.

Стандартизованный коммутационный импульс напряжения представляет собой апериодический, униполярный полный импульс со следующими параметрами:

  • время подъема до максимума: от 100 мкс до 3,5 мс;
  • длительность импульса: от 500 мкс до 10 мс.

4.5 В общем виде ГПСЭ представляет собой эталонную измерительную систему (далее — ИСЭИ) импульсов высокого напряжения с диапазоном от 1 до 1000 кВ стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов, включающую в себя следующий комплекс средств измерений:

  • делитель высокого напряжения импульсов эталонный (далее — ДВНЭИ) емкостного типа с диапазоном преобразования от 1 до 1000 кВ стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов;
  • измерительный прибор, представляющий собой эталонный цифровой анализатор импульсов напряжения (далее по тексту — АНЭИ) с диапазоном измерения амплитудных от 1 до 1000 В и временных параметров стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов;
  • систему передачи измерительного сигнала, представляющую собой согласованный коаксиальный измерительный кабель.

Примечания

1 Измерительная система высокого напряжения — это функционально объединенные средства измерений и вспомогательные устройства высокого и низкого напряжений, имеющие определенное размещение и соединенные каналами связи, предназначенные для преобразования и определения параметров высокого напряжения, а также программное обеспечение, используемое для оптимизации или расчетов результатов измерений, если оно является составной частью измерительной системы.

2 Эталонная измерительная система высокого напряжения: измерительная система высокого напряжения, имеющая прослеживаемость от национальных и/или международных эталонов, точность и стабильность которой достаточны для ее использования в соответствии с настоящим стандартом для передачи единиц посредством калибровки (поверки) другим, менее точным рабочим эталонам и рабочим средствам измерений, посредством проведения одновременных сравнительных измерений прикладываемых сигналов предписанных форм в специфицированных диапазонах напряжения.

3 Измерительная система высокого напряжения, включающая в себя только некоторые из компонентов или основанная на нестандартных принципах, допустима, если она удовлетворяет требованиям к точности, указанным в настоящем стандарте;

  • и вспомогательное оборудование, включающее в себя:
  • генератор импульсных напряжений (далее — ГИН), предназначенный для получения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с номинальными рабочими напряжениями от 1 до 1000 кВ;
  • персональный компьютер с программным обеспечением.

4.6 Для обеспечения воспроизведения электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с указанной точностью и в указанных диапазонах должны выполняться требования паспорта эталона, а также обеспечиваться правила содержания и рабочие условия применения эталона, утвержденные в установленном порядке.

4.7 Передачу единиц от ГПСЭ в его указанном диапазоне осуществляют сличением с помощью средства сравнения и с использованием метода исследования линейности свыше указанного диапазона ГПСЭ.

4.8 Нестабильность эталона за год \nu_{0} при воспроизведении амплитуды стандартных грозовых и коммутационных импульсов составляет 2·10-5.

4.9 ГПСЭ обеспечивает воспроизведение электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с показателями точности, не превышающими значений, указанных в таблицах 1 - 3.

Таблица 1

Показатели точности ГПСЭ: эталонная измерительная система импульсов высокого напряжения

Форма импульсаОбозначение показателя точностиДиапазон напряжений, кВЗначение показателя точности по амплитуде, не болееДиапазон временных параметровОбозначение показателя точностиЗначение показателя точности по временным параметрам, не более
Стандартизованные грозовые импульсыS0(U)ГИСэи1...10001,40·10-3Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		S0(t)ГИСэи5,00·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{ИСэи}}^{\text{Г}}1,02·10-3\Theta_{0}(t)_{\text{ИСэи}}^{\text{Г}}9,50·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{ИСэи}}^{\text{Г}}1,40·10-3u_{A_{0}}(t)_{\text{ИСэи}}^{\text{Г}}5,00·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{ИСэи}}^{\text{Г}}5,38·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{ИСэи}}^{\text{Г}}5,00·10-4
u(U)ГИСэи3,00·10-3u(t)ГИСэи1,00·10-2
Стандартизованные коммутационные импульсыS0(U)КИСэи1...10000,90·10-3Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		S0(t)КИСэи5,00·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{ИСэи}}^{\text{К}}8,08·10-4\Theta_{0}(t)_{\text{ИСэи}}^{\text{К}}9,50·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{ИСэи}}^{\text{К}}0,90·10-3u_{A_{0}}(t)_{\text{ИСэи}}^{\text{К}}5,00·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{ИСэи}}^{\text{К}}4,25·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{ИСэи}}^{\text{К}}5,00·10-4
u(U)КИСэи1,99·10-3u(t)КИСэи1,00·10-2

Таблица 2

Показатели точности ГПСЭ: делитель высокого напряжения импульсов эталонный

Форма импульсаОбозначение показателя точностиДиапазон напряжений, кВЗначение показателя точности по амплитуде, не болееДиапазон временных параметровОбозначение показателя точностиЗначение показателя точности по временным параметрам, не более
Стандартизованные грозовые импульсыS0(U)ГДВНэи1...10001,40·10-4Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		S0(t)ГДВНэи3,50·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{ДВНэи}}^{\text{Г}}9,12·10-4\Theta_{0}(t)_{\text{ДВНэи}}^{\text{Г}}1,01·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{ДВНэи}}^{\text{Г}}1,40·10-4u_{A_{0}}(t)_{\text{ДВНэи}}^{\text{Г}}3,50·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{ДВНэи}}^{\text{Г}}4,80·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{ДВНэи}}^{\text{Г}}5,30·10-5
u(U)ГДВНэи1,00·10-3u(t)ГДВНэи7,00·10-3
Стандартизованные коммутационные импульсыS0(U)КДВНэи1...10001,40·10-4Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		S0(t)КДВНэи3,50·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{ДВНэи}}^{\text{К}}9,12·10-4\Theta_{0}(t)_{\text{ДВНэи}}^{\text{К}}1,09·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{ДВНэи}}^{\text{К}}1,40·10-4u_{A_{0}}(t)_{\text{ДВНэи}}^{\text{К}}3,50·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{ДВНэи}}^{\text{К}}4,80·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{ДВНэи}}^{\text{К}}5,70·10-5
u(U)КДВНэи1,00·10-3u(t)КДВНэи7,00·10-3

Таблица 3

Показатели точности ГПСЭ: эталонный цифровой анализатор импульсов напряжения

Форма импульсаОбозначение показателя точностиДиапазон напряжений, ВЗначение показателя точности по амплитуде, не болееДиапазон временных параметровОбозначение показателя точностиЗначение показателя точности по временным параметрам, не более
Стандартизованные грозовые импульсыS0(U)ГАНэи1...10004,40·10-4Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		S0(t)ГАНэи1,50·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{АНэи}}^{\text{Г}}1,71·10-3\Theta_{0}(t)_{\text{АНэи}}^{\text{Г}}1,01·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{АНэи}}^{\text{Г}}4,40·10-4u_{A_{0}}(t)_{\text{АНэи}}^{\text{Г}}1,50·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{АНэи}}^{\text{Г}}0,90·10-3u_{B_{0}}(t)_{\text{АНэи}}^{\text{Г}}5,30·10-5
u(U)ГАНэи2,00·10-3u(t)ГАНэи3,00·10-3
Стандартизованные коммутационные импульсыS0(U)КАНэи1...10003,00·10-4Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		S0(t)КАНэи1,50·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{АНэи}}^{\text{К}}7,60·10-4\Theta_{0}(t)_{\text{АНэи}}^{\text{К}}1,01·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{АНэи}}^{\text{К}}3,00·10-4u_{A_{0}}(t)_{\text{АНэи}}^{\text{К}}1,50·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{АНэи}}^{\text{К}}4,00·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{АНэи}}^{\text{К}}5,30·10-5
u(U)КАНэи1,00·10-3u(t)КАНэи3,00·10-3

5 Эталон сравнения

5.1 Эталон сравнения предназначен для проведения сличений посредством измерений электрического напряжения и временных параметров стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов.

5.2 Единицы, воспроизводимые эталоном сравнения, должны быть подтверждены исследованиями и иметь прослеживаемость от исходных государственных первичных эталонов.

5.3 Воспроизведение электрического напряжения и временных параметров стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов обеспечивается генератором импульсных напряжений, с одновременным преобразованием значений данных импульсов с помощью преобразовательного устройства, представляющего собой делитель импульсов высокого напряжения, и последующей передачей данного импульса с помощью системы передачи измерительного сигнала на вход измерительного прибора.

5.4 Диапазон измерений эталона сравнения составляет от 1 до 500 кВ положительной и отрицательной полярностей стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов напряжения.

5.5 Диапазон временных параметров измеряемых стандартизованных импульсов напряжения

1 Грозовых:

  • длительность нарастания фронта: от 0,8 до 60 мкс;
  • длительность импульса: от 5 до 1000 мкс

2 Коммутационных:

  • время подъема до максимума: от 100 мкс до 3,5 мс;
  • длительность импульса: от 500 мкс до 10 мс.

5.6 В общем виде эталон сравнения представляет собой эталонную измерительную систему (далее — ИСЭИС) импульсов высокого напряжения с диапазоном от 1 до 500 кВ стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов, включающую в себя следующий комплекс средств измерений:

  • эталонный делитель импульсов высокого напряжения (далее — ДВНЭИС) резистивно-емкостного типа с диапазоном преобразования от 1 до 500 кВ стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов;
  • измерительный прибор, представляющий собой эталонный цифровой регистратор импульсов (далее — РИЭИС) цифровой с диапазоном измерения амплитудных от 1 до 1600 В и временных параметров стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов;
  • систему передачи измерительного сигнала, представляющую собой согласованный коаксиальный измерительный кабель;
  • и вспомогательное оборудование, включающее в себя:
  • генератор импульсных напряжений (далее — ГИН), предназначенный для генерирования стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с номинальными рабочими напряжениями от 1 до 500 кВ;
  • персональный компьютер с программным обеспечением.

Примечание - Вспомогательное оборудование, в частности, ГИН, предназначенный для генерирования стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с соответствующими номинальными рабочими напряжениями, предоставляется одной из лабораторий, участвующей в сличениях.

5.7 Эталон сравнения используют в качестве передвижного эталона для проведения сличений со стационарными эталонами национальных метрологических институтов (НМИ).

5.8 Для обеспечения воспроизведения единиц электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с указанной точностью и в указанных диапазонах должны выполняться требования паспорта эталона, а также обеспечиваться правила содержания и рабочие условия применения эталона, утвержденные в установленном порядке.

5.9 Эталон сравнения должен быть аттестован в установленном порядке.

5.10 Аттестованный эталон сравнения применяют для проведения сличений при воспроизведении или измерении электрического напряжения и временных параметров, стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов в соответствии с программой сличений, утвержденной в установленном порядке.

5.11 Нестабильность эталона сравнения за год (\nu_{0}) при воспроизведении амплитуды стандартных грозовых и коммутационных импульсов в относительных единицах не должна превышать 3,0·10-5.

5.12 Процедуру сравнения единиц электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов осуществляют методом непосредственного сличения.

5.13 Эталон сравнения обеспечивает воспроизведение единиц электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с показателями точности, не превышающими значений, указанных в таблицах 4 - 6.

Таблица 4

Показатели точности эталона сравнения: эталонная измерительная система высокого напряжения

Форма импульсаОбозначение показателя точностиДиапазон напряжений, кВЗначение показателя точности по амплитуде, не болееДиапазон временных параметровОбозначение показателя точностиЗначение показателя точности по временным параметрам, не более
Стандартизованные грозовые импульсыS0(U)ГИСэис1...5001,41·10-3Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		S0(t)ГИСэис5,01·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{ИСэис}}^{\text{Г}}1,02·10-3\Theta_{0}(t)_{\text{ИСэис}}^{\text{Г}}9,50·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{ИСэис}}^{\text{Г}}1,41·10-3u_{A_{0}}(t)_{\text{ИСэис}}^{\text{Г}}5,01·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{ИСэис}}^{\text{Г}}5,38·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{ИСэис}}^{\text{Г}}5,00·10-4
u(U)ГИСэис3,00·10-3u(t)ГИСэис1,00·10-2
Стандартизованные коммутационные импульсыS0(U)КИСэис1...5000,91·10-3Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		S0(t)КИСэис5,01·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{ИСэис}}^{\text{К}}8,08·10-4\Theta_{0}(t)_{\text{ИСэис}}^{\text{К}}9,50·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{ИСэис}}^{\text{К}}0,91·10-3u_{A_{0}}(t)_{\text{ИСэис}}^{\text{К}}5,01·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{ИСэис}}^{\text{К}}4,25·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{ИСэис}}^{\text{К}}5,00·10-4
u(U)КИСэис1,99·10-3u(t)КИСэис1,00·10-2

Таблица 5

Показатели точности эталона сравнения: эталонный делитель импульсов высокого напряжения

Форма импульсаОбозначение показателя точностиДиапазон напряжений, кВЗначение показателя точности по амплитуде, не болееДиапазон временных параметровОбозначение показателя точностиЗначение показателя точности по временным параметрам, не более
Стандартизованные грозовые импульсыS0(U)ГДВНэис1...5001,41·10-4Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		S0(t)ГДВНэис3,51·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{ДВНэис}}^{\text{Г}}9,12·10-4\Theta_{0}(t)_{\text{ДВНэис}}^{\text{Г}}1,01·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{ДВНэис}}^{\text{Г}}1,41·10-4u_{A_{0}}(t)_{\text{ДВНэис}}^{\text{Г}}3,51·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{ДВНэис}}^{\text{Г}}4,80·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{ДВНэис}}^{\text{Г}}5,30·10-5
u(U)ГДВНэис1,00·10-3u(t)ГДВНэис7,00·10-3
Стандартизованные коммутационные импульсыS0(U)КДВНэис1...5001,41·10-4Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		S0(t)КДВНэис3,51·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{ДВНэис}}^{\text{К}}9,12·10-4\Theta_{0}(t)_{\text{ДВНэис}}^{\text{К}}1,01·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{ДВНэис}}^{\text{К}}1,41·10-4u_{A_{0}}(t)_{\text{ДВНэис}}^{\text{К}}3,51·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{ДВНэис}}^{\text{К}}4,80·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{ДВНэис}}^{\text{К}}5,30·10-5
u(U)КДВНэис1,00·10-3u(t)КДВНэис7,00·10-3

Таблица 6

Показатели точности эталона сравнения: эталонный цифровой регистратор импульсов

Форма импульсаОбозначение показателя точностиДиапазон напряжений, ВЗначение показателя точности по амплитуде, не болееДиапазон временных параметровОбозначение показателя точностиЗначение показателя точности по временным параметрам, не более
Стандартизованные грозовые импульсыS0(U)ГРИэис1...16004,41·10-4Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		S0(t)ГРИэис1,51·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{РИэис}}^{\text{Г}}1,71·10-3\Theta_{0}(t)_{\text{РИэис}}^{\text{Г}}1,01·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{РИэис}}^{\text{Г}}4,41·10-4u_{A_{0}}(t)_{\text{РИэис}}^{\text{Г}}1,51·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{РИэис}}^{\text{Г}}0,90·10-3u_{B_{0}}(t)_{\text{РИэис}}^{\text{Г}}5,30·10-5
u(U)ГРИэис2,00·10-3u(t)ГРИэис3,00·10-3
Стандартизованные коммутационные импульсыS0(U)КРИэис1...16003,01·10-4Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		S0(t)КРИэис1,51·10-3
\Theta_{0}(U)_{\text{РИэис}}^{\text{К}}7,60·10-4\Theta_{0}(t)_{\text{РИэис}}^{\text{К}}1,01·10-4
u_{A_{0}}(U)_{\text{РИэис}}^{\text{К}}3,01·10-4u_{A_{0}}(t)_{\text{РИэис}}^{\text{К}}1,51·10-3
u_{B_{0}}(U)_{\text{РИэис}}^{\text{К}}4,00·10-4u_{B_{0}}(t)_{\text{РИэис}}^{\text{К}}5,30·10-5
u(U)КРИэис1,00·10-3u(t)КРИэис3,00·10-3

6 Рабочие эталоны 1-го разряда

6.1 Рабочие эталоны 1-го разряда предназначены для передачи единиц электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов рабочим средствам измерений.

6.2 Единицы, воспроизводимые или измеряемые рабочими эталонами 1-го разряда должны быть исследованы и иметь прослеживаемость от эталонов высшего звена.

6.3 Воспроизведение электрического напряжения и временных параметров, стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов обеспечивается генератором импульсных напряжений, с одновременным преобразованием значений данных импульсов с помощью преобразовательного устройства, представляющего собой делитель высокого напряжения, и последующей передачей данного импульса с помощью системы передачи измерительного сигнала на вход измерительного прибора.

6.4 Диапазон измерений рабочими эталонами 1-го разряда составляет от 1 кВ до 2,5 МВ положительной и отрицательной полярностей стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов напряжения.

6.5 Диапазон временных параметров измеряемых стандартизованных импульсов напряжения

1 Грозовых:

  • длительность нарастания фронта: от 0,8 до 60 мкс;
  • длительность импульса: от 5 до 1000 мкс.

2 Коммутационных:

  • время подъема до максимума: от 100 мкс до 3,5 мс;
  • длительность импульса: от 500 мкс до 10 мс.

6.6 В общем виде рабочий эталон 1-го разряда представляет собой эталонную измерительную систему 1-го разряда (далее — ЭИ1Р) высокого напряжения, включающую в себя следующий комплекс средств измерений:

  • делитель импульсов высокого напряжения 1-го разряда (далее — ДИ1Р) резистивного, емкостного или резистивно-емкостного типа с диапазоном преобразования от 1 кВ до 2,5 МВ стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов;
  • измерительный прибор, представляющий собой цифровой регистратор импульсов 1-го разряда (далее — РИ1Р) с диапазоном измерений амплитудных значений от 1 до 1600 В и временных параметров стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов;
  • систему передачи измерительного сигнала, представляющую собой согласованный коаксиальный измерительный кабель.

Примечание - Вспомогательное оборудование, в частности, ГИН, предназначенное для генерирования стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с номинальными рабочими напряжениями от 1 кВ до 2,5 МВ, предоставляется лабораторий, эксплуатирующей рабочий эталон 1-го разряда, лабораторией, эксплуатирующей рабочие средства измерений или лабораторией, проводящей аттестацию.

6.7 Для обеспечения воспроизведения электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с указанной точностью и в указанных диапазонах должны выполняться требования паспорта эталона, а также обеспечиваться правила содержания и рабочие условия применения эталона, утвержденные в установленном порядке.

6.8 Рабочие эталоны 1-го разряда должны быть аттестованы в установленном порядке.

6.9 Аттестованные рабочие эталоны 1-го разряда применяют для передачи единиц электрического напряжения и временных параметров, стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов в соответствии с нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

6.10 Передачу единиц от рабочих эталонов осуществляют методом непосредственного сличения до его указанного диапазона и методом исследования линейности свыше его указанного диапазона.

6.11 Нестабильность рабочих эталонов 1-го разряда за год (\nu_{0}) в относительных единицах не должна превышать 5,0·10-5.

6.12 Рабочие эталоны 1-го разряда используют в качестве передвижных эталонов для передачи единиц электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов стационарным рабочим средствам измерений.

6.13 Рабочие эталоны 1-го разряда обеспечивают воспроизведение единиц электрического напряжения стандартизованных грозовых и коммутационных импульсов с показателями точности, не превышающими значений, указанных в таблице 7.

Таблица 7

Пределы погрешностей рабочего эталона 1-го разряда: измерительная система высокого напряжения

Форма импульса Обозначение показателя точности Диапазон напряжений Пределы допускаемой относительной погрешности измерения амплитуды, не более Диапазон временных параметров Обозначение показателя точности Пределы допускаемой относительной погрешности измерения временных параметров, не более
Стандартизованные грозовые импульсы \delta(U)_{\text{ИС}1P}^{\text{Г}} 1 кВ...25 МВ 0,97·10-2 Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		 \delta(t)_{\text{ИС}1P}^{\text{Г}} 3,0·10-2
Стандартизованные коммутационные импульсы \delta(U)_{\text{ИС}1P}^{\text{К}} 1 кВ...25 МВ 0,97·10-2 Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		 \delta(t)_{\text{ИС}1P}^{\text{К}} 3,0·10-2
Стандартизованные грозовые импульсы \delta(U)_{\text{ДИ}1P}^{\text{Г}} 1 кВ...25 МВ 3,00·10-3 Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		 \delta(t)_{\text{ДИ}1P}^{\text{Г}} 2,00·10-2
Стандартизованные коммутационные импульсы \delta(U)_{\text{ДИ}1P}^{\text{К}} 1 кВ...25 МВ 3,00·10-3 Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		 \delta(t)_{\text{ДИ}1P}^{\text{К}} 2,00·10-2
Стандартизованные грозовые импульсы \delta(U)_{\text{РИ}1P}^{\text{Г}} 1...1600 В 6,01·10-3 Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		 \delta(t)_{\text{РИ}1P}^{\text{Г}} 1,00·10-2
Стандартизованные коммутационные импульсы \delta(U)_{\text{РИ}1P}^{\text{К}} 1...1600 В 6,01·10-3 Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		 \delta(t)_{\text{РИ}1P}^{\text{К}} 1,00·10-2

7 Рабочие средства измерений

7.1 В качестве рабочих средств измерений используют измерительные системы высокого напряжения; делители напряжения; измерители напряжения с шаровыми и стержневыми разрядниками, электрооптические измерители, высоковольтные осциллографы, амплитудные вольтметры и др., характеристики которых приведены в таблицах 8 - 10.

7.2 Пределы допускаемых относительных погрешностей рабочей измерительной системы (ИСР), включающей в себя рабочий делитель импульсного напряжения (ДИР) и рабочий измерительный прибор (ИПР), указаны в таблицах 8 и 9.

Таблица 8

Пределы погрешностей рабочего средства измерений: рабочая измерительная система высокого напряжения и делитель импульсного напряжения

Форма импульса Обозначение показателя точности Диапазон напряжений Пределы допускаемой относительной погрешности измерения амплитуды Диапазон временных параметров Обозначение показателя точности Пределы допускаемой относительной погрешности измерения временных параметров
Стандартизованные грозовые импульсы \delta(U)_{\text{ИС}P}^{\text{Г}} 1 кВ...10 МВ От 3,0·10-2 до 10,0·10-2 Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		 \delta(t)_{\text{ИС}P}^{\text{Г}} От 10,0·10-2 до 30,0·10-2
Стандартизованные коммутационные импульсы \delta(U)_{\text{ИС}P}^{\text{К}} 1 кВ...10 МВ От 3,0·10-2 до 10,0·10-2 Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		 \delta(t)_{\text{ИС}P}^{\text{К}} От 10,0·10-2 до 30,0·10-2
Стандартизованные грозовые импульсы \delta(U)_{\text{ДИ}P}^{\text{Г}} 1 кВ...10 МВ От 1,0·10-2 до 3,0·10-2 Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		 \delta(t)_{\text{ДИ}P}^{\text{Г}} От 5,0·10-2 до 15,0·10-2
Стандартизованные коммутационные импульсы \delta(U)_{\text{ДИ}P}^{\text{К}} 1 кВ...10 МВ От 1,0·10-2 до 3,0·10-2 Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		 \delta(t)_{\text{ДИ}P}^{\text{К}} От 5,0·10-2 до 15,0·10-2

Таблица 9

Пределы погрешностей рабочего средства измерений: рабочий измерительный прибор

Форма импульса Обозначение показателя точности Диапазон напряжений, В Пределы допускаемой относительной погрешности измерения амплитуды Диапазон временных параметров Обозначение показателя точности Пределы допускаемой относительной погрешности измерения временных параметров
Стандартизованные грозовые импульсы \delta(U)_{\text{ИП}P}^{\text{Г}} 1...1000 От 2,0·10-2 до 7,0·10-2 Нарастание фронта: 0,8...60 мкс
Длительность импульса: 5...1000 мкс		 \delta(t)_{\text{ИП}P}^{\text{Г}} От 3,0·10-2 до 15,0·10-2
Стандартизованные коммутационные импульсы \delta(U)_{\text{ИП}P}^{\text{К}} 1...1000 От 2,0·10-2 до 7,0·10-2 Подъем до максимума: 100 мкс...3,5 мс
Длительность импульса: 500 мкс...10 мс		 \delta(t)_{\text{ИП}P}^{\text{К}} От 3,0·10-2 до 15,0·10-2

Таблица 10

Пределы погрешностей рабочих средств измерений

НаименованиеОбозначение показателя точностиДиапазон напряженийПределы допускаемой относительной погрешности измерения амплитуды
Шаровые разрядники\delta(U)1 кВ...4 МВОт 3% до 10%
Измерители импульсного напряжения\delta(U)1...1000 кВОт 3% до 20%
Высоковольтные осциллографы\delta(U)1...20 кВОт 3% до 10%
\delta(t)От 3% до 20%

7.3 Рабочее средство измерений должно быть калибровано (поверено) в установленном порядке.

7.4 Соотношение пределов погрешностей (расширенных неопределенностей) рабочих средств измерений и эталонов 1-го разряда должно быть не менее 1:3.

7.5 Калиброванные (поверенные) рабочие средства измерений применяют для измерения амплитуды в диапазоне от 1 кВ и выше, и временных параметров в диапазоне от 0,8 мкс до 3,5 мс импульсных напряжений.

Приложение А (обязательное)

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАНДАРТИЗОВАННЫХ ГРОЗОВЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ИМПУЛЬСОВ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 1 ДО 1000 кВ

УДК 621.3.089.6:006.354ОКС 17.020Т84
Ключевые слова: импульсное напряжение, поверочная схема, государственный первичный специальный эталон, эталонное средство измерений, рабочее средство измерений

Вложения