Метрологическое обеспечение

3 Метрологическое обеспечение

Для испытания электрооборудования используются следующие виды оборудования:

Мегаомметр[13] (Мегомметр) - прибор для измерения очень больших электрических сопротивлений. Мегаомметр используется для измерения высокого сопротивления изолирующих материалов проводов и кабелей, разъёмов, трансформаторов, обмоток электрических машин и других устройств, а также для измерения поверхностных и объёмных сопротивлений изоляционных материалов. По этим значениям вычисляют коэффициенты абсорбции (увлажненности) и поляризации (старения изоляции).

Рис. 1 Аналоговый мегаомметр Рис. 2 Цифровой мегаомметр

 

Приборы комплексного контроля:

 

Анализатор качества питания трехфазной сети[14] (FLUKE 435) - полноценный прибор для диагностики трехфазных сетей: измеряет практически все параметры электросети: напряжение, ток, частоту, мощность, потребляемую мощность, дисбаланс и фликер, гармоники и интергармоники. Отслеживает и фиксирует такие события, как скачки и спады напряжения, переходные процессы в сети и броски пускового тока, перебои и резкие изменения напряжения. Функция AutoTrend автоматически в режиме реального времени строит графики по результатам текущих измерений по каждой фазе и нейтрали и сохраняет графики в памяти прибора. Позволяет в фоновом режиме, не прерывая процесса записи результатов измерений, анализировать графики при помощи курсоров и режима масштабирования (zoom). Функция мониторинга (System-Monitor) помогает непрерывно отслеживать характеристики систем энергопитания, а так же диагностировать проблемы в них, в том числе перемежающиеся неисправности. Проверяет соответствие текущих параметров питающей сети требованиям европейских стандартов EN50160 или любым пределам, задаваемым пользователем. В случае превышения любым из параметров заданных пределов, это значение записывается с меткой реального времени в таблицу и отображается в графическом виде. Четыре канала одновременно измеряются напряжение и ток на всех трех фазах и нейтрали. Прибор позволяет не только отслеживать и измерять перекос фаз, но и отображать его на фазовой диаграмме. Автоматическое отображение переходных процессов: в случае обнаружения скачка/спада напряжения, отключения тока, а также искажения формы сигнала в любой фазе прибор автоматически фиксирует это событие, продолжительность и время его наступления. В память прибора может быть записано до 40 событий длительностью от 5 мкс в автоматическом режиме. Режим "Управляющие сигналы сети" может использоваться для анализа уровня дистанционных управляющих сигналов, которые часто подаются через энергораспределительные системы. Режим регистратора событий позволяет хранить многочисленные показания в длительной памяти с большим разрешением.

Таблица 3.1. Технические характеристики Анализатора качества питания трехфазной сети с функцией регистратора FLUKE 435:

Входы	Количество	9: 4 входа для измерения тока, 4 входа для измерения напряжения (3 фазы и нейтраль) и 1 «земля».
	Максимальное напряжение	1000 В (действующее значение), 6 КВ - пик
	Макс. частота опроса	2*105 отсчетов в секунду по каждому каналу одновременно
Напряжение	Действ. значение (AC + DC)
	Диапазон измерений:	1 ... 1000 В
	Точность:	0.5% от номинального значения
	Пиковое значение
	Диапазон измерений:	1 ... 1400 В
	Точность:	5% от номинального значения
	К - фактор (Crest factor)
	Диапазон измерений:	1.0 ... > 2.8
	Точность:	±5%
Сила тока	Действ. значение (AC + DC)
	Диапазон измерений:	0 ... 20 КА
	Точность:	±1% ± 5 ед.мл.разр.
	Пиковое значение
	Диапазон измерений:	0 ... 5.5 КА
	Точность:	5%
	К - фактор (Crest factor)
	Диапазон измерений:	1 ... 10
	Точность:	±5%
Частота 2	Номинальное значение 50 Гц
	Диапазон измерений:	42.50 ... 57.50 Гц
	Точность:	±0.1% ± 5 ед.мл.разр.
Спады и повышения (Sags & Swells)	Действ. значение напряжения (AC + DC) ³
	Диапазон измерений:	0.0% … 100% от номинального значения
	Точность:	±1% от номинального значения
	Действ. значение тока (AC + DC) ³
	Диапазон измерений:	0 … 20 КА
	Точность:	±1% ± 5 ед.мл.разр.
Гармоники	Число гармоник (интергармоник) (n)
	Диапазон измерений:	Постоянный ток, 1..50; (Выкл., 1..49) считая относительно основной гармоники
	Действ. значение напряжения
	Диапазон измерений:	0.0 … 1000 В
	Точность:	±5% ± 2 ед.мл.разр.
	Действ. значение тока
	Диапазон измерений:	0.0 … 4000 мВ x коэффициент пропорциональности токоизмерительных клещей
	Точность:	±5% ± 5 ед.мл.разр.
	Мощность
	Диапазон измерений:	В зависимости от коэффициента пропорциональности токоизмерительных клещей
	Точность:	±5% ± n x 2% показаний, ± 10 ед.мл.разр.
	Постоянное напряжение
	Диапазон измерений:	0.0 … 1000 В
	Точность:	±5% ± 10 ед.мл.разр.
	Суммарное гармоническое искажение (THD)
	Диапазон измерений:	0.0 … 100.0%
	Точность:	±2.5%
	Частота
	Диапазон измерений:	0 … 3500 Гц
	Точность:	± 1 Гц
	Фазовый угол
	Диапазон измерений:	-360º ... +360º
	Точность:	± n × 1.5º
Мощностные характеристики и расход электроэнергии	Активная мощность (Ватт), Полная мощность (ВА), Реактивная мощность (ВАР)
	Диапазон измерений:	1.0 … 20.00 МВА¹
	Точность:	±1.5% ± 10 ед.мл.разр.
	КВт·ч, КВА·ч, КВАР·ч
	Диапазон измерений:	00.00 …200.0 ГВА·ч¹
	Точность:	± 1.5% ± 10 ед.мл.разр.
	Коэф. мощности (PF) / Cos Ф / Коэффициент реактивной мощности (DPF)
	Диапазон измерений:	0…1
	Точность:	± 0.03
Фликер	Кратковременные Pst и Pst (1 мин.) и Длительная (Plt) дозы фликера
	Диапазон измерений:	0.00 … 20.00
	Точность:	±5%
Дисбаланс	Напряжения
	Диапазон измерений:	0.0 … 5.0%
	Точность:	±0.5%
	Тока
	Диапазон измерений:	0.0 … 20%
	Точность:	± 1%
Регистрация переходных процессов (Transient Capture)	Напряжение
	Диапазон измерений:	±6000 В
	Точность:	±2.5% от действ. значения напряжения
	Min ширина распознаваемого импульса	5 мкс (частота опросов 2*105 отсчетов в секунду)
Скачок пускового тока (Inrush mode)	Действ. значение тока (AC+DC)
	Диапазон измерений:	0.000 … 20.00 КА
	Точность:	±1% измерений ± 5 ед.мл.разр.
Режим записи показаний	Частота опроса:	до 100 отсчетов в секунду по каждому каналу
	Память:	до 3600 отсчетов. В каждом отсчете: min, max и среднее значение параметра.
	Время записи:	до 450 дней
	Масштаб:	Возможность масштабирования по оси времени до 12x
Память	Экраны:	Fluke 434, Fluke 435 - 50; Fluke 433 - 25
	Группы данных, полученные за 1 отсчет	Fluke 434, Fluke 435 - 10; Fluke 433 - 5

Примечания:

1. В зависимости от коэффициента токовых клещей.

2. Номинальная частота 60Гц в соответствии со стандартом IEC 61000-4-30.

3. Значение, измеренное за 1 цикл, начиная от нулевой точки эпюры по основной частоте, и обновляемое каждые полцикла.

Таблица 3.2. Прочие характеристики

Диапазон рабочих температур	0 ºC … +50 ºC
Температура хранения	-20 ºC … +60 ºC
Максимальная высота над уровнем моря	3,000 м
Автономное питание	Аккумуляторная батарея NiMH Время работы: > 7 часов Время зарядки: 4 часа
Соответствие стандартам безопасности	EN 61010-1 кат. IV 600 В / кат. III 1000 В
Геометрические размеры	256 x 169 x 64 мм
Вес	2,0 кг
Гарантийный срок	3 года

Рис. 3. FLUKE 435 - Анализатор качества питания трехфазной сети

 

Тестер параметров электроустановок (Fluke 1653)[15] - Тестеры Fluke серии 1650 выполняют проверку безопасности электрических установок в жилых, коммерческих и промышленных зданиях. Они позволяют убедиться в безопасности и правильной установке стационарной электропроводки в соответствии с требованиями IEC 60364, HD 384 и соответствующих Российских стандартов.

ü Передовые и запатентованные технологии измерения тока отключения и времени отключения УЗО гарантируют непротиворечивые результаты после множества тестов;

ü Простота: включите прибор, нажмите кнопку и просмотрите результаты;

ü Удобство: компактный и легкий (вес менее 1,2 кг) прибор в прочном эргономичном корпусе, оборудован ремешком для ношения на шее;

ü Удобство: компактный и легкий (вес менее 1,2 кг) прибор в прочном эргономичном корпусе, оборудован ремешком для ношения на шее;

ü Возможно проведение безопасных измерений одной рукой при помощи щупа с дистанционным управлением запуском тестирования;

ü Тестирование различных типов УЗО;

ü Тестирование с дополнительными заземляющими проводниками

ü Выбираемый пользователем уровень безопасного контактного напряжения 50 или 25 Вольт;

ü Встроенная схема защиты прибора не допускает тестирования цепи, находящейся под напряжением

ü Функция авторазрядки позволяет быстро и безопасно снять

ü Четкая индикация тестового напряжения

ü Двойной дисплей обеспечивает одновременное считывание сетевого напряжения и частоты;

ü Различные уровни тестового напряжения 50, 100, 250, 500 и 1000 Вольт подходят для тестирования изоляции всех установок, включая телекоммуникационные (в зависимости от модели);

ü электрический заряд в емкостных контурах

ü Позволяющая сэкономить время функция автообнуления вычитает сопротивление выводов при измерениях (и сохраняет его в памяти даже после отключения электропитания);

ü Одновременное отображение полного сопротивления контура

ü Быстрое тестирование чередования фаз в трехфазных системах;

ü Измерения по 3-х проводной схеме для повышения точности

ü Тестирование УЗО, чувствительных к постоянному току, и УЗО с задержкой срабатывания (только модели Fluke 1652 и 1653);

ü Разрешение 0.01 Ом при измерении параметров контура заземления

ü Индикация качества соединения проводников;

ü Возможность измерения полного сопротивления контура без срабатывания УЗО, без необходимости в его отключении;

ü Автообнуление для вычитания из результатов измерения сопротивления тестовых выводов

ü Функция автоматической последовательной смены режимов для быстрого тестирования УЗО (только модели Fluke 1652 и 1653);

ü Измерение тока размыкания УЗО линейно-нарастающим током (только модели Fluke 1652 и 1653);

ü Соответствие стандартам: отвечает всем соответствующим стандартам, включая EN 61557 и VDE 0413

ü Индикация проверки соединения проводников для дополнительной безопасности.

 

Профессиональные отчеты

Тестер электроустановок Fluke 1653 позволяет сохранять до 500 результатов измерений. Данные, сохраняемые для каждого измерения, включают информацию о режиме тестирования, выбираемые пользователем условия тестирования и необходимые ссылки. В модели Fluke 1653 имеется ИК-порт и адаптер для загрузки результатов в компьютер для подготовки профессиональных отчетов с помощью программы FlukeView™ Forms. Программное обеспечение FlukeView™ Forms поставляется опционально. Отчеты можно настроить в соответствии с индивидуальными требованиями, в том числе в стандартном формате Windows-приложений.

Таблица 3.3. Технические характеристики: Fluke 1651, Fluke 1652, Fluke 1653

Измерение напряжения переменного тока	Диапазон: 500 В Разрешение: 0,1 В Точность (50 - 60 Гц) 0.8% + 3 Входное полное сопротивление 3,3 МВт Защита от перегрузки 660 В (среднеквадратичное значение)
Прозвонка	Диапазон (авто выбор диапазона): 20 Ом, 200 Ом, 2000 Ом Разрешение: 0,01 Ом, 0,1 Ом, 1 Ом Тестовый ток: > 200 мА Напряжение в разомкнутой цепи: > 4 В Точность: ± (1,5%+3 знака)
Измерение сопротивления изоляции	Fluke 1651 Тестовое напряжение: 500 ... 1000 В Точность установки тестового напряжения: 1 + 10% , -0% Fluke 1652 Тестовое напряжение: 250 - 500 - 1000 В Точность установки тестового напряжения:1 + 10% , -0% Fluke 1653 Тестовое напряжение: 50 - 100 - 250 - 500 - 1000 В Точность установки тестового напряжения: 1 + 10% , -0% ¹ при номинальном токе тестирования Тестовое напряжение: 50 В Тестовый ток: 1 мА при 50 КОм Сопротивление изоляции: 10 КОм ... 50 МОм Разрешение: 0,01 МОм Точность: ± (3% + 3 знака) Тестовое напряжение: 100 В Тестовый ток: 1 мА при 100 КОм Сопротивление изоляции: 100 КОм ... 20 МОм Разрешение: 0,01 МОм Точность: ± (3% + 3 знака) Сопротивление изоляции: 20 МОм ... 100 МОм Разрешение: 0,1 МW Точность: ± (3% + 3 знака) Тестовое напряжение: 250 В Тестовый ток: 1 мА при 250 КОм Сопротивление изоляции: 100 КОм ... 200 МОм Разрешение: 0,1 МОм Точность: ± (1,5% + 3 знака) Тестовое напряжение: 500 В Тестовый ток: 1 мА при 500 КОм Сопротивление изоляции: 100 КОм ... 200 МОм Разрешение: 0,1 МОм Точность: ± (1,5% + 3 знака) Сопротивление изоляции: 200 МОм ... 500 МОм Разрешение: 1 МОм Точность: 10% Тестовое напряжение: 1000 В Тестовый ток: 1 мА при 1 МОм Сопротивление изоляции: 100 КОм ... 200 МОм Разрешение: 0,1 МОм Точность: ± (1,5% + 3 знака) Сопротивление изоляции: 200 МОм ... 500 МОм Разрешение: 1 МОм Точность: 10% Авторазрядка: Постоянное время разрядки, 0,5 секунды для C = 1 мкФ или менее. Обнаружение контура под током: Запрещает тест, если напряжение на зажимах > 30 В до начала тестирования Максимальная емкостная нагрузка: Работает с нагрузкой 5 мкФ
Измерение полного сопротивления контура	Диапазон: 100 - 500 В переменного тока (50/60 Гц) Входные разъемы: Программная клавиатура Полное сопротивление контура: Фаза - земля Полное сопротивление линии: Фаза - нейтраль Ограничение на последовательные тесты: Автоматическое отключение на 10 секунд для охлаждения после 50 последовательных тестов (как правило) Диапазон: 20 Ом Разрешение: 0,01 Ом Точность: ± (3% +10 знаков) Диапазон: 200 Ом Разрешение: 0,1 Ом Точность: ± (3% +10 знаков) Диапазон: 2000 Ом Разрешение: 1 Ом Точность: ± (3% +10 знаков)
Измерение тока короткого замыкания фазы на землю (PFC)/фазы на нейтраль (PSC)	Вычисление: Ток, который может течь, если фазовый провод замкнет на провод защитного заземления/ нейтраль, равен сетевому напряжению, деленному на сопротивление контура заземления (L-PE)/ сопротивление линии (L-N). Диапазон: 0 - 10 КА Разрешение (Ik < 1000 А): 1 А Разрешение (Ik >= 1000 А): 0,1 КА Точность: Определяется точностью измерений сопротивления контура и сетевого напряжения.
Тестирование УЗО	Fluke 1651 ²AC, G, S Fluke 1652 ²AC, G, S, A Fluke 1653 ²AC, G, S, A
Измерение времени срабатывания (ΔT) - Fluke 1651	Значения тестового тока: 10, 30, 100, 300, 500, 1000 мА Коэффициент: x 1 Точность установки тока: +10% - 0% Макс. время тестирования (Тип УЗО 2G): 310 мс Макс. время тестирования (Тип УЗО 2S): 510 мс
Измерение времени срабатывания (ΔT) - Fluke 1652, Fluke 1653	Точность измерения времени размыкания ±(1% показание + 1 знак) Коэффициент: x ½ Значения тестового тока: 10, 30, 100, 300, 500, 1000 мА Точность установки тока: +0% - 10% Тип УЗО: ²G Диапазон измерения (ЕС): 310 мс Тип УЗО: ²S Диапазон измерения (ЕС): 510 мс Коэффициент: x 1 Значения тестового тока: 10, 30, 100, 300, 500, 1000 мА Точность установки тока: +10% - 0% Тип УЗО: ²G Диапазон измерения (ЕС): 310 мс Тип УЗО: ²S Диапазон измерения (ЕС): 510 мс Коэффициент: x 5 Значения тестового тока: 10, 30 мА Точность установки тока: ±10% Тип УЗО: ²G Диапазон измерения (ЕС): 50 мс Тип УЗО: ²S Диапазон измерения (ЕС): 160 мс
Тест тока срабатывания (линейно-нарастающим воздействием) - Fluke 1652, Fluke 1653	Диапазон изменения тока: 50% - 110% номинального тока УЗО Размер шага: 10% IΔN Время задержки при замыкании контактов (Тип 2G): 300 мс / шаг Время задержки при замыкании контактов (Тип 2S): 500 мс / шаг Точность измерения тока размыкания: ±5%
Измерение сопротивления заземления (RE) - Fluke 1653	Диапазон: 200 Ом Разрешение: 0,1 Ом Точность: ± (2% +5 знаков) Диапазон: 2000 Ом Разрешение: 1 Ом Точность: ± (3,5% +10 знаков) Частота: 128 Гц Требуемое напряжение: +25 В
Индикация чередования фаз - Fluke 1653	Значок: Значок «Индикатор чередования фаз» активен Отображение чередования фаз: Отображение «1-2-3» в цифровом поле дисплея при правильном чередовании. Отображение «3-2-1» при неверном чередовании фаз. Прочерки вместо номера указывают на невозможность выполнения правильного определения.
² Типы УЗО	G Общий, без задержки S Задержка по времени A Отклик на импульсный сигнал Переменный ток Отклик на переменный ток

Рис. 4 Fluke 1653 Тестер параметров электроустановок

Заключение

В ходе работы нами были рассмотрены основные положения испытаний электрооборудования. На примере электродвигателей переменного тока нами был подробно рассмотрен порядок, условия и нормы проведения испытаний электрооборудования.

Следует отметить, что повышение эффективности контроля процесса проектирования и технологического процесса изготовления изделий приводит к снижению роли испытаний готовой продукции.

Хорошо организованный автоматизированный контроль технологического процесса производства позволяет сократить объем испытаний готовых изделий. Учитывая необходимость оптимизации стоимости изделия, следует находить разумный компромисс между объемом испытаний и эффективностью контроля изготовления изделий.

Список использованной литературы

 

1.         ГОСТ 20 911-89. Техническая диагностика. – М.: Госиздат, 1990.

2.         Ерошенко Г.П., Пястолов А.А. Курсовое и дипломное проектирование по эксплуатации электрооборудования, М.:Агропромиздат, 1988

3.         Закон «Об энергосбережении» // «Энергоэффективность», №7-с.2-5.

4.         Методические рекомендации по составлению технико-экономических обоснований для энергосберегающих мероприятий» - Минск: БелТЭИ, 2003

5.         Москаленко В.В. Электрический привод. – М.: Высшая школа, 1991 – 430с.

6.      Объём и нормы испытаний электрооборудования РД34.45-51.300-97.

7.         Республиканская программа энергосбережения на 2006-2010гг.- Минск: 2005.

8.         Русан В.И., Короткевич М.А.: Комплексное использование возобновляемых источников энергии. – Мн.: ИЭАПК НАН Б, 2004.

9.         Сборник нормативно-технических материалов по энергосбережению» - Минск. ООФ «Экомир».2005

10.       Саплин Л.А. и др. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием ВИЭ, 2000

11.       Таран В.П. Диагностирование электрооборудования. – К.: Техника, 1983с.

12.       Теоретические основы электротехники: в 3 т./К.С.Демирчан [и др.].–СПб: Питер, 2004.

13.       Фоменков А.Н. Электропривод с.х. машин, агрегатов и поточных линий. – М.: Колос, 1984 - 228 с.

14.       Фираго Б.И., Павлячик Л.Б. Теория электропривода. – Мн.: ЗАО Техноперспектива, 2004 – 527 с.

15.       «Энергоэффективность»,- Мн. ПРУП «Белэнергосбережение»,- Мн. Пясталов А.А., Ерошенко Г.П. Эксплуатация электрооборудования. М.:Агропромиздат, 1990, 360с

16.       Электротехнология / В.А. Карасенко [и др.]. - М.: Колос, 1992. - 304 с.

17.    Электротермическое оборудование сельскохозяйственного производства / Л.С. Герасимович [и др.].; под ред. Л.С. Герасимовича. - Мн.: Ураджай, 1995. -415 с.

18.    http://referat.kulichki.net/files/page.php?id=40359

19.    http://infoholod.ru/stat/3_stat.html

20.    http://megommetr.ru/stati/megaommetr-megommetr-chto-eto-takoe.html

21.    http://megommetr.ru/katalog/2862.html

22.    http://megommetr.ru/katalog/2892.html

[1] http://infoholod.ru/stat/3_stat.html

[2] http://infoholod.ru/stat/3_stat.html

[3] Объём и нормы испытаний электрооборудования РД34.45-51.300-97 – С. 7-8

[4] Объём и нормы испытаний электрооборудования РД34.45-51.300-97 – С. 4-5.

[5] http://referat.kulichki.net/files/page.php?id=40359

[6] Объём и нормы испытаний электрооборудования РД34.45-51.300-97 – С. 38.

[7] Там же

[8] Объём и нормы испытаний электрооборудования РД34.45-51.300-97 – С. 39.

[9] Объём и нормы испытаний электрооборудования РД34.45-51.300-97 – С. 44

[10] Объём и нормы испытаний электрооборудования РД34.45-51.300-97 – С. 46

[11] Объём и нормы испытаний электрооборудования РД34.45-51.300-97 – С.47

[12] Там же

[13] http://megommetr.ru/stati/megaommetr-megommetr-chto-eto-takoe.html

[14] http://megommetr.ru/katalog/2862.html

[15] http://megommetr.ru/katalog/2892.html