УТВЕРЖДЕНА приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от «21» июля 2023 г. № 1491 ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБР АЗОВАНИЯ СИЛЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА 1. Область применения 1.1. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициентов преобразования силы электрического тока (далее – ГПС) распространяется на измерительные преобразователи электрического тока с аналоговым и цифровым выходом и устанавливает назначение государственного первичного эталона единиц коэффициентов преоб разования силы электрического тока (безразмерная единица – А/А, размерная единица – В/А) и угла фазового сдвига тока (радиан), комплекс основных средств измерений, входящих в его состав, основные метрологические характеристик и государственного первичного эталона и порядок передачи еди ниц коэффициентов преобразования силы электрического тока и угла фазового сдвига тока от государственного первичного эталона при помощи рабочи х эталонов средствам измерений с указанием погрешности и основных методов передачи единиц. 1.2. По приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 марта 2023 г. № 608 «Об утверждении Государственного первичного эталона единиц коэффициентов преобразования силы электрического тока» Государственный первичный эталон зарегистрирован под номером ГЭТ 152-2023 (далее – ГЭТ 152-2023). Согласно паспорту, в состав ГЭТ 152-2023 входят: эталонная установка синусоидального тока промышленной частоты; эталонная установка синусоидального тока в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц; эталонная установка большого постоянного тока до 1000 А; эталонная установка большого постоянного тока до 10000 А. 1.3. В соответствии с составом ГЭТ 152-2023 ГПС состоит из двух частей: Часть 1. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициента и угла фазового сдвига масштабного преобразования синусоидального тока (Приложение А); Часть 2. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициентов преобразования силы постоянного электрического тока (Приложение Б). 2. Нормативные ссылки В настоящей ГПС использованы ссылки на следующие документы1: Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 марта 2023 г. № 608 «Об утверждении Государственного первичного эталона единиц коэффициентов преобразования силы электрического тока»; 1 Примечание - При пользовании настоящими документами необходимо проверять их актуальность в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений. Приложение к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Госуда рственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока» (далее – Приложение № 3456); Приложение к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 марта 2022 г. № 668 «Государственная поверочная схема для средств измерений силы переменного электрического тока от 1·10 -8 до 100 А в диапазоне частот от 1·10 -1 до 1·10 6 Гц» (далее – Приложение № 668); Приложение к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3457 «Государ ственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы» (далее – Приложение № 3457); ГОСТ 7746-2015. Межгосударственный стандарт. Трансформаторы тока. Общие технические условия (далее – ГОСТ 7746-2015); ГОСТ 23624-2001. Межгосударственный стандарт. Трансформаторы тока измерительные лабораторные. Общие технические условия (далее – ГОСТ 23624-2001). 3. Термины и определения В настоящей ГПС применяют следующие термины с соответствующими определениями: Термин Определение Преобразователь тока измерительный – измерительное устройство для преобразования электрического тока в сигнал переменного или постоянного тока или напряжения, либо в цифровой сигнал; Трансформатор тока измерительный – измерительный преобразователь тока электромагнитного типа для масштабного преобразования переменного электрического тока2; Шунт – резистивный четырехзажимный измерительный преобразователь электрического тока, для которого нормированы номинальный ток и соответствующее ему падение напряжения на потенциальных зажимах3; 2 Примечание – масштабное преобразование дает на выходе измерительного преобразователя величину того же рода, что и на его входе. 3 Примечание – коэффициент преобразования шунта численно равен его электрическому сопротивлению (импедансу), что позволяет в обоснованных случаях Термин Определение Коэффициент преобразования – отношение величины, характеризующей выходной сигнал измерительного преобразователя, к величине на его входе4; Коэффициент масштабного преобразования синусоидального тока (МПСТ) – векторная величина, модуль которой – безразмерная величина, выражаемая указанием номинальных значений силы первичного и вторичного токов (собственно «коэффициент», в А/А), а номинальный угол фазового сдвига тока равен нулю; Токовая погрешность измерительного трансформатора тока (∆of) – относительная разность между коэффициентом МПСТ и номинальным значением этого коэффициента (за опорное значение принимают коэффициент МПСТ эталонного трансформатора); Угловая погрешность измерительного преобразователя тока (∆δ) – фазовый сдвиг вторичного тока (напряжения) относительно первичного тока (за опорное значение принимают фазу вторичного тока (напряжения) эталонного преобразователя); Промышленная частота – номинальное значение частоты напряжения электропитания в электрической сети, равное 50 (60) Гц; Прибор сравнения – компаратор, предназначенный для сличения измерительных трансформаторов тока. 4. Перечень обозначений и сокращений В настоящей ГПС применяют следующие сокращения и обозначения: Сокращение Обозначение МПСТ – масштабное преобразование синусоидального тока НСП – неисключенная систематическая погрешность СКО – среднее квадратическое отклонение применять его в качестве меры электрического сопротивления (метрологическая дуальн ость преобразователей). Коэффициент преобразования шунта может быть нормирован в омах (Ом). 4 Примечание – допускается использовать обратное отношение (связано с удобством или традицией) 5. Часть 1. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициента и угла фазового сдвига масштабного преобразования синусоидального тока 5.1. Государственный первичный эталон. Эталонная установка синусоидального тока промышленной частоты и эталонная установка синусоидального тока в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц 5.1.1. Государственный первичный эталон, в части эталонных установок синусоидального тока, предназначен: а) для воспроизведения и хранения единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц измерительных преобразователей; б) для передачи единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ непосредственно или при помощи рабочих эталонов средствам измерений с целью обеспечения единства измерений в стране. 5.1.2. Эталонная установка синусоидального тока промышленной частоты состоит из комплекса следующих технических средств: а) набор магнитных компараторов тока; б) измерительная установка (приборы сравнения); в) вспомогательное оборудование (источники синусоидального тока); г) эталоны сравнения. 5.1.2.1. Диапазон номинальных значений коэффициента МПСТ, в котором воспроизводится единица, составляет (от 0,1 до 50000). Номинальное значение угла фазового сдвига МПСТ, при котором воспроизводится единица, составляет 0 рад. Диапазон номинальных значений первичного тока эталонной установки составляет от 0,5 до 5·104 А. Номинальные значения вторичного тока составляют 1 и 5 А. Номинальное значение частоты 50 Гц. 5.1.2.2. Государственный первичный эталон, в части эталонной установки синусоидального тока промышленной частоты, обеспечивает воспроизведение: 5.1.2.2.1. Единицы коэффициента МПСТ со следующими метрологическими характеристиками: среднее квадратическое отклонение результата измерений, S0f, при 10 независимых измерениях (0,5 –1)·10-6; НСП (Р = 0,95), Θ0f (5–15)·10-6; стандартная неопределенность: оцененная по типу А, uA(0f) (0,5 –1)·10-6; оцененная по типу В, uВ(0f) (1,8–6,9)·10-6; нестабильность за год, ν0f (1–2)·10-6. 5.1.2.2.2. Единицы угла фазового сдвига МПСТ со следующими метрологическими характеристиками: среднее квадратическое отклонение результата измерений, Sδ, при 10 независимых измерениях (0,5 –1)·10-6 рад; (0,5 - 5∙104) А 1; 5 А НСП (Р = 0,95), Θδ (5–15)·10-6 рад; стандартная неопределенность: оцененная по типу А типа А, uA(δ) (0,5 –1)·10-6 рад; оцененная по типу В, uВ(δ) (1,8 –6,9)·10-6 рад; нестабильность за год, νδ (1–2)·10-6 рад. 5.1.3. Эталонная установка синусоидального тока в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц состоит из комплекса следующих технических средств: компаратор тока; измерительная установка (приборы сравнения); вспомогательное оборудование (источники синусоидального тока, усилитель мощности, генератор); эталон сравнения. 5.1.3.1. Диапазон номинальных значений коэффициента МПСТ, в котором воспроизводится единица, составляет (от 0,2 до 200). Номинальное значение угла фазового сдвига МПСТ, при котором воспроизводится единица, составляет 0 рад. Диапазон номинальных значений первичного тока эталонной установки составляет от 1 до 1000 А. Номинальные значения вторичного тока составляют 5 А. Диапазон номинальных значений частоты от 40 до 2500 Гц. 5.1.3.2. Государственный первичный эталон, в части эталонной установки синусоидального тока в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц, обеспечивает воспроизведение: 5.1.3.2.1. Единицы коэффициента МПСТ со следующими метрологическими характеристиками: среднее квадратическое отклонение результата измерений, S0f, при 10 независимых измерениях (1–3)·10-5; НСП (Р = 0,95), Θ0f (1,2 –4)·10-5; стандартная неопределенность: оцененная по типу А, uA(0f) (1–3)·10-5; оцененная по типу В, uВ(0f) (0,7–2)·10-5; нестабильность за год, ν0f (1–2)·10-5. 5.1.3.2.2. Единицы угла фазового сдвига МПСТ со следующими метрологическими характеристиками: среднее квадратическое отклонение результата измерений, Sδ, при 10 независимых измерениях (1–3)·10-5 рад; НСП (Р = 0,95), Θδ (1,2 –4)·10-5 рад; стандартная неопределенность: оцененная по типу А типа А, uA(δ) (1–3)·10-5 рад; оцененная по типу В, uВ(δ) (0,7 –2)·10-5 рад; нестабильность за год, νδ (1–2)·10-5 рад. 5.1.4. Передача единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ от государственного первичного эталона вторичным, рабочим эталонам и средствам измерений осуществляется сличением при помощи компаратора, (1 - 1∙103) А 5 А в качестве которого применяется прибор сравнения, входящий в состав государственного первичного эталона. 5.2. Эталоны сравнения 5.2.1. В качестве эталона сравнения из состава эталонной установки синусоидального тока промышленной частоты применяют набор трансформаторов тока и каскадов из них с диапазоном номинальн ых значений первичного тока от 0,5 до 5·104 А и номинальными значениями вторичного тока 1 и 5 А. 5.2.1.1. Значения СКО результатов сличения S Σ0f (по коэффициенту МПСТ) и S Σδ (по углу фазового сдвига МПСТ) эталона сравнения с государственным первичным эталоном составляют (0,5–2)·10 -6 и (0,5–2)·10-6 рад. 5.2.1.2. Нестабильность эталона сравнения, ν 0f (по коэффициенту МПСТ) и ν δ (по углу фазового сдвига МПСТ) за год составляют (2–3)·10 -6 и (2–3)·10-6 рад. 5.2.2. В качестве эталона сравнения из состава эталонной установки синусоидального тока в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц применяют трансформатор тока с диапазоном номинальных значений первичного тока от 5 до 1·103 А и номинальным значением вторичного тока 5 А. 5.2.2.1. Значения СКО результатов сличения S Σ0f (по коэффициенту МПСТ) и S Σδ (по углу фазового сдвига МПСТ) эталона сравнения с государственным первичным эталоном составляют (2–6)·10-5 и (2–6)·10-5 рад. 5.2.2.2. Нестабильность эталона сравнения, ν 0f (по коэффициенту МПСТ) и ν δ (по углу фазового сдвига МПСТ) за год составляют (2–4)·10 -5 и (2–4)·10-5 рад. 5.2.3. Эталон сравнения применяют для передачи единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ от государственного первичного эталона при проведении международных сличений. 5.2.4. Значения СКО результатов сличения, SεΣ0f (по коэффициенту МПСТ) и S εΣδ (по углу фазового сдвига МПСТ), при передаче единиц, обусловленные влиянием погрешностей метода и средств измерений, составляют (0,5–2)·10 -6 и (0,5–2)·10-6 рад. 5.3. Вторичные эталоны 5.3.1. В качестве вторичного эталона используют масштабные преобразователи тока (каскады из них) с диапазоном номинальных значен ий первичного тока от 0,5 до 5·104 А и номинальными значениями вторичного тока 1 и 5 А. 5.3.2. Для масштабных преобразователей тока средние квадратические отклонения суммарной погрешности S Σ0f (по коэффициенту МПСТ) и S Σδ, (по углу фазового сдвига МПСТ) составляют соответственно (5–30)·10 -6 и (5–30)·10-6 рад. Нестабильность вторичного эталона 5, ν 0f (по коэффициенту МПСТ) и ν δ (по углу фазового сдвига МПСТ) за год составляют (2–3)·10-6 и (2–3)·10-6 рад. 5.3.3. Масштабные преобразователи тока применяют для передачи единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ рабочим эталонам первого разряда и средствам измерений (классы точности 0,01 и 0,02 по ГОСТ 23624) сличением при помощи компаратора. 5.4. Эталоны, заимствованные из других государственных поверочных схем 5.4.1. В качестве эталонов, заимствованных из других государственных поверочных схем, применяют амперметры, мультиметры второго разряда
в соответствии с Приложением № 668, меры электрического сопротивления переменного тока первого, второго и третьего разрядов и измерит ельные и электронные шунты переменного тока, аттестованные в качестве вторичног о эталона, в соответствии с Приложением № 3456. 5.4.2. Амперметры, мультиметры второго разряда применяют совместно с рабочими эталонами МПСТ второго разряда для передачи единиц трансформаторам тока (каскадам из них), а также измерительным преобразователям переменного тока методом косвенных измерений. 5.4.3. Меры электрического сопротивления переменного тока первого, второго и третьего разрядов применяют для передачи единиц рабочим эталонам первого разряда методом сличения при помощи компаратора. 5.4.4. Измерительные и электронные шунты переменного тока, аттестованные в качестве вторичного эталона, применяют для передачи еди ниц рабочим эталонам первого и второго разрядов и измерительным и электронным шунтам переменного тока с пределами допускаемых относительных погрешностей ∆0 от 0,03 % до 1 % сличением при помощи компаратора. 5.5. Рабочие эталоны 5.5.1. Рабочие эталоны первого разряда 5.5.1.1. В качестве рабочих эталонов первого разряда применяют масштабные преобразователи тока (каскады из них) с диапазоном номинальных значений первичного тока от 0,5 до 5·10 4 А и номинальными значениями вторичного тока 1, 2 и 5 А промышленной частоты, масштабные преобразователи тока (каскады из них) с диапазоном номинальных значен ий первичного тока от 1 до 1·10 3 А и номинальными значениями вторичного тока 1, 2 и 5 А в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц, а также измерительные и электронные шунты переменного тока с номинальными значениями сопротивления от 10 мОм до 1 кОм в диапазоне тока от 1·10 -3 до 3·10 2 А и диапазоне частот от 20 Гц до 100 кГц. 5.5.1.2. Пределы допускаемых относительной токовой Δ 0f и абсолютной угловой Δ δ погрешностей рабочих эталонов МПСТ первого разряда промышленной частоты составляют от 0,005 % до 0,08 % и от 0,05·10 -3 до 1,8·10-3 рад. 5 Примечание – Нестабильность определяется при коэффициентах трансформации 1/1 и 5/5 при минимальном номинальном значении ампер-витков, установленном в паспорте. Пределы допускаемых относительных погрешностей ∆ 0 измерительных и электронных шунтов переменного тока первого разряда составляют от 0,02 % до 0,1 %. Пределы допускаемых относительной токовой Δ 0f и абсолютной угловой Δδ погрешностей рабочих эталонов МПСТ первого разряда в диапазоне част от от 40 до 2500 Гц составляют от 0,01 %·до 0,08 % и от 0,05·10-3 до 1,8·10-3 рад. 5.5.1.3. Рабочие эталоны первого разряда применяют для передачи единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ рабочим эталонам второго разряда сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется приб ор сравнения. Рабочие эталоны первого разряда применяют для передачи единиц трансформаторам тока классов точности от 0,02 до 0,1 (ГОСТ 7746-2015, ГОСТ 23624-2001), измерительным преобразователям переменного тока с пределами допускаемых относительных токовых погрешностей Δ 0f от 0,1 % до 10 %, а также совместно с измерительными и электронными шунтами переменного тока первого разряда для передачи единиц измеритель ным и электронным шунтам переменного тока с пределами допускаемых относительных токовых погрешностей Δ 0f от 0,03 % до 1 % сличением при помощи компаратора. Рабочие эталоны первого разряда совместно с измерительными и электронными шунтами переменного тока первого разряда применяют для передачи единиц трансформаторам тока в диапазоне частот от 20 Гц до 10 кГц, измерительным преобразователям переменного тока в диапазоне частот от 20 Гц до 100 кГц и шунтам переменного тока частотой 50 (60) Гц (классы точности от 0,2 до 5) методом косвенных измерений. 5.5.1.4. Отношение суммы предела допускаемой погрешности рабочего эталона первого разряда и предела допускаемой погрешности прибора сравнения для каждого значения тока, при котором проводится передача единиц, к пределу допускаемой погрешности рабочих эталонов второго разряда или средств измерений должно быть не более 1/3. 5.5.2. Рабочие эталоны второго разряда 5.5.2.1. В качестве рабочих эталонов второго разряда применяют масштабные преобразователи тока (каскады из них) с диапазоном номинальных значений первичного тока от 0,5 до 5·10 4 А и номинальными значениями вторичного тока 1, 2 и 5 А промышленной частоты, масштабные преобразователи тока (каскады из них) с диапазоном номинальных значений первичного тока от 1 до 1·10 4 А и номинальными значениями вторичного тока 1, 2 и 5 А в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц, измерительные преобразователи тока с диапазоном номинальных значений первичного тока от 1 до 3·10 5 А в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц, а также измерительные и электронные шунты переменного тока с номинальными значениями сопротивления от 1 мОм до 1 кОм в диапазоне тока от 1·10 -3 до 3·10 2 А и диапазоне частот от 20 Гц до 100 кГц. 5.5.2.2. Пределы допускаемых относительной токовой Δ 0f и абсолютной угловой Δδ погрешностей рабочих эталонов МПСТ второго разряда составляют от 0,03 % до 0,8 % и от 4·10-4 до 1·10-2 рад. Пределы допускаемых относительных погрешностей ∆ 0 измерительных и электронных шунтов переменного тока второго разряда составляют от 0,1 % до 0,2 %. 5.5.2.3. Рабочие эталоны второго разряда применяют для передачи единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ трансформаторам тока классов точности от 0,01 до 10 (ГОСТ 7746 -2015, ГОСТ 23624 -2001) и измерительным преобразователям переменного тока с пределами допускаемых относительных токовых погрешностей Δ 0f от 0,1 % до 10 % сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется прибор сравнения и со вместно с амперметрами, мультиметрами второго разряда методом косвенных измерений для передачи единиц коэффициента и угла фазового с двига МПСТ трансформаторам тока классов точности от 3 до 10 по ГОСТ 7746-2015, а также измерительным преобразователям переменного тока (включая клещи электроизмерительные) с пределами допускаемых относительных токовых погрешностей Δ0f от 0,1 % до 10 %. Измерительные и электронные шунты переменного тока второго разряда применяют для передачи единиц измерительным и электронным шунтам переменного тока с пределами допускаемых относительных погрешностей ∆0 от 0,5 % до 1 % сличением при помощи компаратора. 5.5.2.4. Отношение суммы предела допускаемой погрешности рабочего эталона второго разряда и предела допускаемой погрешности прибора сравнения для каждого значения тока, при котором проводится переда ча единиц, к пределу допускаемой погрешности средств измерений должно быть не более 1/3. 5.6. Средства измерений 5.6.1. В качестве средств измерений синусоидального тока применяют: а) трансформаторы тока (каскады из них) с диапазоном номинальных значений первичного тока от 0,5 до 5·10 4 А и номинальными значениями вторичного тока 1, 2 и 5 А с номинальной частотой 50 (60) Г ц, а также трансформаторы тока с диапазоном номинальных значений первичного тока от 1 до 3·104 А для работы на частотах в диапазоне от 20 Гц до 10 кГц; б) шунты переменного тока промышленной частоты 50 (60) Гц в диапазоне номинальных значений тока от 1·10 -1 до 3·10 4 А с номинальными значениями сопротивления от 0,01 до 300 мОм; в) измерительные и электронные шунты переменного тока для частот от 20 Гц до 100 кГц в диапазоне тока от 1·10 -3 до 3·10 2 А с номинальными значениями сопротивления от 1 мОм до 1 кОм; г) измерительные преобразователи переменного тока (в том числе клещи электроизмерительные) в диапазоне тока от 1 до 3·10 5 А в диапазоне частот от 20 Гц до 100 кГц. 5.6.2. Классы точности средств измерений составляют от 0,01 до 10. 5.6.3. Пределы допускаемых относительных токовых Δ 0f погрешностей измерительных преобразователей переменного тока составляют от 0,1 % до 10 %. 5.6.4. Пределы допускаемых относительных погрешностей ∆0 измерительных и электронных шунтов переменного тока составляют от 0,03 % до 1 %.