Встановлення метрологічної простежуваності прецизійних вимірювань електричної напруги різних рівнів
DOI:
https://doi.org/10.24027/2306-7039.4.2025.348021Ключові слова:
електрична напруга; національний еталон; метрологічна простежуваність; вимірювання; калібрування; змінний струм; постійний струмАнотація
Статтю присвячено висвітленню особливостей метрологічного забезпечення вимірювань електричної напруги в діапазоні від 0,1 В до 520 кВ. На Державному підприємстві “УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ” створено три національні еталони напруги змінного струму та один національний еталон високої напруги постійного струму. Побудована шкала електричної напруги в зазначеному діапазоні відображає п’ять сегментів реалізованих високоточних еталонів залежно від роду напруги (змінна чи постійна) та діючого значення напруги (до чи понад 1000 В). Розглянуто деякі аспекти передавання одиниці напруги за допомогою п›яти високоточних еталонів. Підкреслено особливе значення метрологічної простежуваності та міжнародних звірень результатів вимірювань для визнання та розвитку країни. Зокрема, подано деякі відомості про проведені звірення національних еталонів одиниць електричної напруги протягом останніх двадцяти років. Запропоновано алгоритм встановлення метрологічної простежуваності до міжнародно узгодженої сталої Джозефсона в межах заданого діапазону. Він окреслює маршрут простежування результатів вимірювань засобами вимірювання електричної напруги різних типів залежно від рівня напруги. Схематично показано, що більшість таких результатів вимірювання можуть бути простежені до сталої Джозефсона. Однак для високої напруги змінного струму понад 230 кВ національний еталон пов’язує результати вимірювань з еталонними конденсаторами, що є в складі цієї вимірювальної системи. Проте зв’язки між п’ятьма застосованими високоточними еталонами, схематично представлені в алгоритмічній блок-схемі, показують основні кроки для встановлення метрологічної простежуваності залежно від роду та рівня електричної напруги. У статті зазначено проблемні моменти метрологічного забезпечення у визначеному діапазоні вимірювання електричної напруги. Зокрема, констатовано відсутність національного еталона одиниці напруги постійного струму від 3 до 1000 В.
Посилання
Jones R.G. Calibration of high voltage transformers. Proceedings of Conference on Precision Electromagnetic Measurements Digest (Cat.No.98CH36254), 1998, pp. 207‒208. doi: https://doi.org/10.1109/CPEM.1998.699869
Schon K. High Voltage Measurement Techniques. Fundamentals, Measuring Instruments,and Measuring Methods. Springer Nature,Switzerland AG, 2019. 466 p. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-21770-9_1
Küchler A. High Voltage Engineering. Fundamentals – Technology – Applications. SpringerVieweg, Berlin, 2018. 650 p. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-11993-4
ISO/IEC 17025:2017. General requirements forthe competence of testing and calibration laboratories. Available at: https://www.iso.org/ISO-IEC-17025-testing-and-calibration-laboratories.html
JCGM 100:2008. Evaluation of measurement data –Guide to the expression of uncertainty in measurement. Available at: https://www.bipm.org/documents/20126/2071204/JCGM_100_2008_E.pdf
The BIPM key comparison database (KCDB).Available at: http://kcdb.bipm.org
CIPM-MRA-G-13. Calibration and measurementcapabilities in the context of the CIPM MRA:Guidelines for their review, acceptance and maintenance. BIPM, 2024. Available at: https://www.bipm.org/documents/20126/43742162/CIPM-MRA-G-13.pdf
CIPM-MRA-P-12. Coordination within theCIPM MRA: Consultative Committees, Regional Metrology Organizations. JCRB, BIPM,2021. Available at: https://www.bipm.org/documents/20126/43742162/CIPM-MRA-P-12.pdf
CIPM-MRA-G-11. Measurement comparisons in the CIPM MRA: Guidelines for organizing, participating and reporting. BIPM,2021. Available at: https://www.bipm.org/documents/20126/43742162/CIPM-MRA-G-11.pdf/
Velychko O., Gordiyenko T. Metrological Traceability at Different Measurement Levels. Standards, Methods and Solutions of Metrology,IntechOpen, 2019. doi: https://doi.org/10.5772/intechopen.84853
Klonz M. CCEM-K6.a: key comparison of ac-dcvoltage transfer standards at the lowest attainablelevel of uncertainty. Metrologia, 2002, vol. 39,no. 1A. doi: https://doi.org/10.1088/0026-1394/39/1A/2
Velychko O., Isaiev V. A comparative analysisof AC/DC transfer standards for comparison ofnational standards. Eastern-European Journal ofEnterprise Technologies, 2018, vol. 6, no. 5 (96),pp. 14–24. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150459
CCEM/2005-28. Mohr P.J., Taylor B.N. PresentStatus of SI Values of KJ and RK. BIPM,2005. Available at: https://www.bipm.org/documents/20126/28438604/working-document-ID-1573/3f667289-5d66-a77f-f978-209154f548c6
Telitchenko G.P. Supplementary bilateral comparison of the national AC/DC voltage transfer references between VNIIM (Russia) and Ukrmetrteststandard (Ukraine) (COOMET.EM-S1). Metrologia, 2017, vol. 54, no. 1A, 01004. doi: https://doi.org/10.1088/0026-1394/54/1A/01004
Velychko O., Darmenko Yu. Final report onCOOMET key comparison of AC/DC voltagetransfer references (COOMET.EM-K6.a). Metrologia, 2016, vol. 53, no. 1A, 01011. doi: https://doi.org/10.1088/0026-1394/53/1A/01011
Kopshyn V.V. et al. Intercomparison betweenPTB and UkrCSM of the calibration of standardcurrent transformers and standard voltage transformers. Digest of Conference on Precision Electromagnetic Measurements, Sydney, Australia, 2000.doi: https://doi.org/10.1109/CPEM.2000.850878
Kopshyn V.V. et al. The international comparison of the DC high voltage and AC voltage ratio standards between VNIIMS and UKRCSM. Digest of
Conference on Precision Electromagnetic Measurements, Ottawa, ON, Canada, 2002. doi: https://doi.org/10.1109/CPEM.2002.1034723
Anokhin Yu., Velychko O. Research of the State Primary Standard of the unit of scaling factor of AC voltage up to 750/√3 kV. Ukrainian Metrological Journal, 2021, no. 1, pp. 9–14. doi: https://doi.org/10.24027/2306-7039.1.2021.228174
Velychko O., Isaiev V. Evaluation of Long-term Stability of High-Precision Standard for Low-Frequency Voltage Measurement. Digest of 26th IMEKO TC4 Symposium and 24th International Workshop on ADC and DAC Modelling and Testing (IWADC), Pordenone, Italy, 2023. doi: https://doi.org/10.21014/tc4-2023.05
Velychko O., Vendychanskyi R. Research of Long-Term Drift of the National High-Voltage DC Standard. Digest of 25th IMEKO TC4 Symposium and 23nd International Workshop on ADC and DAC Modelling and Testing (IWADC). Brescia, Italy, 2022. doi: https://doi.org/10.21014/tc4-2022.19
Levchenko S. Detsentralizatsiia systemy elektropostachannia ta yii vplyv na ekonomichnu bezpeku enerhetychnykh kompanii [Decentralization of the electricity supply system and its impact on the economic security of energy companies]. Sustainable Development of Economy, 2023, no. 1(46), pp. 84–91 (in Ukrainian). doi: https://doi.org/10.32782/2308-1988/2023-46-11
Isaiev V., Anokhin Iu. Methodological Aspects of Using Comparators for Metrological Traceability of Instrument Transformers. Applied Aspects of Modern Metrology. IntechOpen, 2021. doi: https://doi.org/10.5772/intechopen.100508
Everett W.A. Calibration: Philosophy in Practice, 2nd Edition. Fluke Corporation, 1994. Available at: https://ru.scribd.com/document/623567252/Fluke-Calibration-Philosophy-in-Practice
Maruyama M. et al. Calibration System for Zener Voltage Standards Using a 10 V Programmable Josephson Voltage Standard at NMIJ. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2015, vol. 64, issue 6, pp. 1606–1612. doi: https://doi.org/10.1109/TIM.2015.2411998
Velychko O. et al. Final report on GULFMET supplementary comparison of high voltage transformer measuring systems (GULFMET. EM-S6). Metrologia, 2022, vol. 59, no. 1A, 01011. doi: https://doi.org/10.1088/0026-1394/59/1A/01011
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
