Назначение
Преобразователи тока измерительные оптические ВОПТ-П (далее по тексту -преобразователи, ВОПТ-П) предназначены для преобразования и измерения силы постоянных и квазипостоянных токов в электрических цепях и передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, учета, защиты, автоматики, сигнализации и управления.
Описание
Принцип действия оптических преобразователей тока ВОПТ-П основан на эффекте Фарадея в специальном оптоволокне. Согласно теореме о циркуляции вектора магнитного поля значение силы электрического тока, протекающего в проводнике, равно интегралу напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру вокруг проводника с данным током:
I = 0 di
Из эффекта Фарадея следует, что угол фазового сдвига между световыми волнами с циркулярными ортогональными поляризациями, распространяющимися в оптоволоконном витке, охватывающем проводник, в присутствии магнитного поля электрического тока с точностью до постоянного значения, равен циркуляции напряженности магнитного поля:
Д<р = 4V$Bdl
где V - константа Верде материала оптоволокна.
Отсюда значение силы электрического тока, протекающего в проводнике, охваченного волоконным витком, с точностью до постоянной величины равно сдвигу фаз между двумя световыми волнами с циркулярными поляризациями в замкнутой оптоволоконной петле.
Возникший в чувствительном волокне из-за магнитного поля измеряемого электрического тока, сдвиг фаз между световыми волнами, переносится по соединительной линии в измерительный оптоэлектронный блок.
Измерительный блок извлекает фазовый набег, преобразует его в величину силы электрического тока, и выдает измеренное значение на выходы преобразователей ВОПТ-П: частотные, импульсный, токовый, RS-232 и RS-485 (MODBUS).
Программное обеспечение
Состав и характеристики программного обеспечения ВОПТ-П (далее по тексту - ПО) приведены в таблице 1.
Преобразователи ВОПТ-П имеет встроенное программное обеспечение, состоящее из двух программ:
1. Vodt_DSP.ldr - программа DSP процессора
2. Vodt_Panel.hex - программа управляющей панели
Программа (Vodt_DSP.ldr) предназначена для вычислений мгновенных отсчетов значения силы электрического тока и передачи вычисленных значений в модуль управления. Программа вводит коррекцию данных с учетом влияния температуры окружающей среды на чувствительный волоконный элемент, коррекцию на температуру внутри электронного блока.
Программа Vodt_Panel.hex загружает из флэш-памяти управляющей панели по SPI интерфейсу программу Vodt_DSP.ldr в DSP, опрашивает DSP, излучатель, термометр, выводит данные на дисплей и на интерфейсные выходы ВОПТ-П, обеспечивает работу программного меню, формирует регистр ошибок.
Таблица 1- Состав и характеристики программного обеспечения
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентифика тора ПО |
| Программа DSP | Vodt_DSP.ldr | V2.05 | 0a84566e623b3119dd31d34 2b99e5c6c | md5 |
| Программа панели управления | Vodt_Panel.hex | V1.02 | c9d93899a848394288952b4 1f0da4409 | md5 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «А» в соответствии с МИ 3286-2010.
Рисунок 1 - Внешний вид и место пломбирования
Технические характеристики
Диапазоны измеряемых величин, технические характеристики, а также пределы допускаемых основных погрешностей приведены в таблице 2.
Метрологические характеристики нормированы с учетом влияния программного обеспечения.
лист № 3
всего листов 6
Таблица 2 - Диапазоны измерений, технические характеристики и пределы
допускаемых основных погрешностей
| Наименование характеристики | Значение |
| Установка и настройка чувствительного элемента на токоведущую шину (намотка), число витков | 1 | 4 | 10 |
| Первичный номинальный ток 1н, кА | 200 | 50 | 20 |
| Диапазон измеряемой силы постоянного тока, кА | (20 - 240) | (5 - 60) | (2 - 24) |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности коэффициента масштабного преобразования силы постоянного тока в диапазоне измеряемых токов для всех интерфейсов, % | ± 0,2 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности коэффициента масштабного преобразования, вызванного изменением температуры окружающего воздуха в пределах рабочего диапазона температур, на каждые 10°С, не более, % | ± 0,1 |
| Предельный диапазон индицируемой силы постоянного тока, кА | (0,2 - 400) | (0,05 - 100) | (0,02 - 40) |
| Частотные выходные каналы № 1, № 2, № 3 |
| Коэффициент масштабного преобразования*, кА/кГц | 24 | 6 | 2,4 |
| Диапазон воспроизводимых значений частот, Гц | (8 - 10000) |
| Нагрузка, не менее, Ом | 120 |
| Импульсный выходной канал № 4 |
| Коэффициент масштабного преобразования*, (кА^мин)/импульс | 6 | 1,5 | 0,6 |
| Амплитуда импульсов, В | 12 ± 1 |
| Длительность импульса, мс | 125 ± 5 |
| Нагрузка, кОм | (1 - 10) |
| Минимальный период счета импульсов (при 1н), не менее, мин | 30 |
| Токовый выходной канал № 5 |
| Коэффициент масштабного преобразования, кА/мА | 6 | 1,5 | 0,6 |
| Диапазон воспроизводимой силы постоянного тока**, мА | (0 - 40) |
| Электропитание блока преобразования | (220 ± 44) В; (50 ± 5) Гц |
| Мощность, потребляемая блоком преобразования, не более, Вт | 70 |
| Габаритные размеры блока преобразования (ДхШхВ), не более, мм | 483x350x150 |
| Масса блока преобразования, не более, кг | 11 |
| Средний срок службы, не менее, лет | 15 |
| * - возможна перестройка коэффициента масштабного преобразования; * * - с возможностью аппаратной перестройки в режим (0 - 20) мА или (4 - 20) мА. |
Нормальные условия применения:
- температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;
- относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;
- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 795 мм рт. ст.).
Рабочие условия применения:
- диапазон рабочих температур окружающего воздуха для чувствительного элемента от
минус 40 до плюс 40 °С;
- диапазон рабочих температур окружающего воздуха для блока преобразования от плюс 10
до плюс 30 °С;
- относительная влажность окружающего воздуха 80 % при температуре 25 °С без конденсации влаги.
Знак утверждения типа
наносится на табличку преобразователя методом термопечати или трафаретной печати и на титульные листы паспорта и руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплектность приведена в таблице 3.
Таблица 3 - Комплектность
| Наименование изделия | Кол-во |
| Преобразователь тока измерительный оптический ВОПТ-П зав. номера № 001 - № 050 | 50 шт. |
| Паспорт | 50 экз. |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз.* |
| Методика поверки | 1 экз.* |
| Инструкция по монтажу и пуску | 1 экз.* |
| *- на каждую поставляемую заказчикам партию преобразователей |
|
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 49252-12 «Преобразователи тока измерительные оптические ВОТП-П. Методика поверки», утверждённым ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в декабре 2011 года.
Основные средства поверки приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Основные средства поверки
| Наименование и тип средства поверки | Требуемые характеристики |
| Вольтметр универсальный В7-78/1 | Диапазон измерения силы постоянного тока (0 - 100) мА, предел допускаемой основной абсолютной погрешности измерения ± (0,0540-2 • 1изм + 5 е.м.р). |
| Нановольт-микроомметр 34420 А | Диапазон измерения напряжения постоянного тока (0 -100) В, допускаемая основная относительная погрешность измерения ± (0,005 % • Uum + 0,002 % • Предел). |
| Частотомер электронно- | Диапазон измерения частот (0,1 - 1000) МГц, пределы |
| Наименование и тип средства поверки | Требуемые характеристики |
| счетный Ч3-35А | допускаемой основной абсолютной погрешности измерения ± 5-10’7 Гц. |
| Осциллограф цифровой TDS 210 | диапазон коэффициента развертки составляет от 5 нс/дел до 5 с/дел, пределы допускаемой основной относительной погрешности коэффициента развертки ± 0,01 %. |
| Секундомер механический СОСпр-2б-2-000 | класс точности 2, емкость шкалы 60 с и 60 мин, цена деления 0,2 с и 1 мин, погрешность измерения от ± 1,8 до ± 5,4 с. |
| Катушка электрического сопротивления Р310 | Номинальное сопротивление 0,01 Ом, класс точности 0,01. |
| Примечание: иизм (1изм) — измеренное значение напряжения (силы) постоянного тока; ипредел — предел измерения напряжения постоянного тока; е.м.р. - единица младшего разряда. |
Сведения о методах измерений
Сведения приведены в руководстве по эксплуатации РЭ 4222-003-69571383-2011.
Нормативные документы
1. ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия»;
2. МЭК 60044-8:2002 часть 8 «Трансформаторы измерительные. Электронные трансформаторы тока»;
3. Техническая документация фирмы ЗАО «ПРОФОТЕК».
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
