Электрофизические измерения проводят для проверки соответствия электрооборудования всем стандартам электробезопасности. В чем же секрет высокого качества электрофизических измерений? В проведении измерений высококвалифицированными специалистами с помощью приборов с малой погрешностью, а также в точном следовании методикам измерений. Все эти требования вытекают из метрологических стандартов. Рассмотрим, как применяют метрологию в электрофизических измерениях.
Начнем с самого простого: метрология – область знаний об измерениях. Эта наука изучает и применяет методы и средства измерений, способы обеспечения их единства, а также вопросы достижения необходимой их точности. Метрология получает количественную информацию о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Существует множество метрологических стандартов для обеспечения всех перечисленных условий. Метрология включает в себя три главных раздела:
Теоретическая (иногда фундаментальная) метрология - разрабатывает теории и изучает проблемы измерений различных физических величин, их единиц, методов измерений;
Прикладная метрология - изучает способы практического использования достижений теоретической метрологии;
Законодательная метрология - устанавливает необходимые технические и юридические требования касательно использования единиц физических величин, средств и методов измерений.
Метрология, будучи средством обеспечения единства измерений – неизбежное следствие развития науки и техники. Несмотря на то, что к концу XIX в. было изобретено множество измерительных приборов, в том числе электрических, сопоставление результатов схожих опытов учеными из разных стран встречало определенные трудности ввиду отсутствия общей метрологической базы. Примечательно, что в Российской империи начиная с XV в. уже предпринимались попытки установления единообразия мер и единства измерений. Физик и изобретатель Б. С. Якоби около двухсот лет назад разработал и отправил в разные страны эталон одной весьма важной электрической величины - электрического сопротивления. В 1892 г. известного химика Д. И. Менделеев назначили ученым хранителем Депо образцовых мер и весов в Российской империи, и этим внес неоценимый вклад в развитие этой науки. Менделеев задал основные направления научных исследований, решивших впоследствии основные метрологические проблемы, добившись у правительства разрешения на применение в науке метрической системы, основанной на общеизвестных ныне метре и килограмме.
Благодаря развитию и широчайшему распространению метрологии в науке и технике люди достигли значительных результатов. Приведем несколько примеров из энергетики и электротехники, показывающих, как метрология помогает обеспечивать точность.
За устойчивость энергосистемы и снижение негативных эффектов электромеханических и электромагнитных переходных процессов отвечают средства релейной защиты и автоматики. Так, чтобы не допустить лавину частоты, необходимо обеспечить быстродействие автоматической частотной разгрузки (АЧР) с выдержкой времени в пределах 0,3-0,5 с. Также нужно обеспечить время отключения повреждений менее чем за 0,08 с, причем в это время уже входит время срабатывания выключателя, равное около 0,05 с. Время бестоковой паузы автоматического повторного включения (АПВ) во избежание неприятностей нормируется в 0.3 с.
Воздушный зазор между ротором и статором некоторых электрических машин составляет 0.9-2 мм при диаметрах ротора от 6 см до 30 см соответственно. Возьмем больше: воздушный зазор гидрогенератора на 500 МВт Красноярской ГЭС с диаметром ротора 16,1 м и высотой 1.75 м составляет не более 5 см. Эта масса вращается с частотой 1.56 оборота в секунду. Такой же воздушный зазор и у турбогенераторов с диаметром ротора 1.2 м, длиной около 7 м и частотой вращения 50 оборотов в секунду.
Переходное сопротивление заземляющих устройств должно быть менее 0.05 Ом, что на два порядка меньше величины сопротивления самого заземлителя.
Время срабатывания устройства защитного отключения (УЗО) не должно превышать 0.1 с. Логично, что для проверки этого параметра нужен прибор с соответствующей чувствительностью. Поэтому в «ТМРсила-М» для таких измерений мы используем устройство с разрешением 0,001 с и основной погрешностью 2%.
Согласно ТКП 182-2009, при сопротивлении изоляции кабелей, равном 0.49 МОм, их ввод в эксплуатацию не допускается. Если же сопротивление изоляции составляет 0.5 МОм и выше, кабельная линия вводится в эксплуатацию. Поэтому так важно пользоваться точным оборудованием.
Ясно, что без технических средств, способных улавливать неразличимую человеком разницу, такой точности достичь не получилось бы.
И, наконец, коротко о главном – о контроле точности измерений посредством определения погрешности измерения и следующих параметров:
- Доверительным называют интервал, за пределы которого погрешность (с некоторой вероятностью) не выходит.
- Доверительная вероятность – вероятность, которая характеризует доверительный интервал.
- Границы доверительного интервала - доверительные значения погрешности.При измерениях обычно задаются доверительным интервалом и по нему определяют доверительную вероятность, или по доверительной вероятности подсчитывают доверительный интервал.
Способ определения погрешности приводится в методиках выполнения измерений (МВИ), имеющихся у каждой лаборатории электрофизических измерений. На основании данных о погрешностях приборов, их разрешении, диапазонов измерения согласно нормативным документам и стандартам составляется модель контроля точности измерений, проверяет которую надзорные органы.
Как видно из вышесказанного, метрология окружает нас везде и контролирует множество зачастую жизненно важных факторов.
Статья принесла Вам пользу? Сохраните ссылку в соц сети, это полезно для нас)
знакомству