Назначение
Вольтамперфазометры ВФМ-4 (далее по тексту - ВФМ-4) предназначены для:
- измерений действующего значения напряжения и силы переменного тока;
- измерений напряжения и силы постоянного тока (в зависимости от модификации);
- измерений частоты напряжения переменного тока;
- измерений активной, реактивной, полной мощностей и электрической энергии переменного и постоянного тока;
- измерений коэффициента мощности;
- измерений угла сдвига фаз между фазными напряжениями, между фазными и линейными напряжениями, между токами и напряжениями.
Описание
Принцип действия ВФМ-4 основан на преобразовании аналоговых сигналов, пропорциональных мгновенным значениям измеряемых напряжений и токов, в цифровой код с помощью аналого-цифровых преобразователей высокой разрядности с последующей обработкой измеренных величин встроенным микроконтроллером. Полученные результаты отображаются на сенсорном жидкокристаллическом дисплее и при необходимости могут быть сохранены во внутреннюю или внешнюю память (флэш-накопитель). Для выбора отображаемых параметров, а также для управления режимами работы вольтамперфазометров используются сенсорный жидкокристаллический дисплей или кнопки на лицевой панели.
ВФМ-4 может использоваться для построения векторных диаграмм напряжения и силы переменного тока, определения порядка чередования фаз, определения гармонического состава тока и напряжения до 60-й гармоники, сохранения результатов измерений с указанием текущего местоположения в заданных интервалах времени, измерений показателей качества электроэнергии (ПКЭ) без нормирования метрологических характеристик.
Конструктивно ВФМ-4 состоят из электронного блока (ЭБ) и датчиков тока (ДТ) работающих по принципу пояса Роговского, трансформатора с ферромагнитным сердечником или датчика Холла, отличающихся диапазонами измерений и показаний силы переменного или постоянного тока.
ЭБ ВФМ-4 размещен в малогабаритном ударопрочном корпусе (рисунок 1). На лицевой панели корпуса размещен индикатор, сенсорный жидкокристаллический дисплей и кнопки управления. С верхней стороны корпуса находятся пять разъемов (А, В, С, D, N) измерительных каналов для измерений напряжений, к которым подключаются измерительные щупы, и четыре разъема (А, В, С, D) для измерений силы постоянного или переменного токов, к которым подключаются датчики тока, внешний вид которых приведен на рисунке 2. С нижней стороны корпуса размещен разъем для подключения зарядного устройства для заряда встроенной аккумуляторной батареи или персонального компьютера (ПК) и разъем USB для подключения флэш-накопителя.
Электропитание ВФМ-4 автономное, от встроенных литий-ионных аккумуляторов.
ВФМ-4 эксплуатируются в специальном защитном чехле. Корпуса, лицевые панели, защитный чехол ЭБ ВФМ-4 и корпуса датчиков тока могут изготавливаться различного цвета.
Конструкция предусматривает возможность пломбирования корпуса прибора после его поверки для предотвращения несанкционированных вмешательств во внутренние схемы приборов специальной наклейкой на задней стороне корпуса ВФМ-4.
Заводские номера, идентифицирующие каждый вольтамперфазометр ВФМ-4, наносятся на маркировочную наклейку, расположенную на нижней стороне корпуса ВФМ-4, типографским способом в цифровом формате или другим способом не ухудшающим качество.
ВФМ-4 комплектуются различными типами токовых клещей, в зависимости от модификации.
Структура условного обозначения модификаций ВФМ-4:
ВФМ-4 - Ах - Вх - Сх - Эх - Ех - Бх - Ох
А - обозначение модификации по наличию ДТ типа ВФМ-ДТ-10А-П;
В - обозначение модификации по наличию ДТ типа ВФМ-ДТ-100А-П;
С - обозначение модификации по наличию ДТ типа ВФМ-ДТ-40А;
D - обозначение модификации по наличию ДТ типа ВФМ-ДТ-100А;
Е - обозначение модификации по наличию ДТ типа ВФМ-ДТ-500А;
F - обозначение модификации по наличию ДТ типа ВФМ-ПР-1000А;
G - обозначение модификации по наличию ДТ типа ВФМ-ДПТ-100А.
х - количество входящих в комплект ДТ:
при отсутствии - клещи в комплект не входят;
1 - в комплект поставки входят ДТ в количестве 1 шт;
2 - в комплект поставки входят ДТ в количестве 2 шт;
3 - в комплект поставки входят ДТ в количестве 3 шт;
4 - в комплект поставки входят ДТ в количестве 4 шт.
При отсутствии в обозначении модификации любой из букв от А до G, соответствующие им токовые клещи в комплект не входят.
Внешний вид ЭБ ВФМ-4 и места пломбирования приведены на рисунке 1. Внешний вид датчиков тока приведен на рисунке 2.
Пломбировочная наклейка
Место нанесения знака утверждения типа
Место нанесения заводского номера
Рисунок 1 - Внешний вид ЭБ ВФМ-4
Рисунок 2 - Внешний вид датчиков тока
А - ВФМ-ДТ-10А-П, В - ВФМ-ДТ-100А-П, С - ВФМ-ДТ-40А, D - ВФМ-ДТ-100А, Е - ВФМ-ДТ-500А, F - ВФМ-ПР-1000А, G - ВФМ-ДПТ-100А
Программное обеспечение
ВФМ-4 имеют встроенное программное обеспечение (ПО). ПО отвечает за обработку данных и является метрологически значимым.
Метрологические характеристики вольтамперфазометров нормированы с учетом влияния ПО. Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные встроенного ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | VFM-4 |
| Номер версии (идентификационный номер ПО), не ниже | v.1.0.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Внесение изменений в ПО возможно только на предприятии-изготовителе. Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений высокий по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики ВФМ-4 приведены в таблицах 2-3.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| В режиме измерений напряжения и силы переменного | тока |
| Диапазон измерений частоты напряжения переменного тока, Гц | от 45 до 65 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений частоты напряжения переменного тока (при U > 10 В), Гц | ±0,01 |
| Диапазон измерений фазного напряжения (U) переменного тока, В | от 0 до 700 |
| Пределы допускаемой основной относительной и приведенной к верхнему значению диапазона измерений погрешности измерений фазного напряжения переменного тока, % - относительной (6) для поддиапазона 30 < U < 700 В | ±0,10 |
| - приведенной (Y) для поддиапазона 0 < U < 30 В | ±0,01 |
| Диапазон измерения силы (I) переменного тока, А: - для ВФМ-ДТ-10А-П | от 0 до 10 |
| - для ВФМ-ДТ-100А-П | от 0 до 100 |
| - для ВФМ-ДТ-40А | от 0 до 40 |
| - для ВФМ-ДТ-100А | от 0 до 100 |
| - для ВФМ-ДТ-500А | от 0 до 500 |
| - для ВФМ-ПР-1000А | от 0 до 1000 |
| Пределы допускаемой основной относительной и приведенной к верхнему значению диапазона измерений погрешности измерений силы переменного тока, % - для ВФМ-ДТ-10А-П: - относительной (6) для поддиапазона 1 < I < 10 А | ±0,20 |
| - приведенной (Y) для поддиапазона 0 < I < 1 А | ±0,02 |
| - для ВФМ-ДТ-100А-П: - относительной (6) для поддиапазона 10 < I <100 А | ±0,20 |
| - приведенной (Y) для поддиапазона 0 < I <10 А | ±0,02 |
| - для ВФМ-ДТ-40А: - относительной (6) для поддиапазона 1 < I <40 А | ±1,0 |
| - приведенной (Y) для поддиапазона 0 < I <1 А | ±0,1 |
| - для ВФМ-ДТ-100А: - относительной (6) для поддиапазона 10 < I <100 А - приведенной (Y) для поддиапазона 0 < I <10 А | ±1,0 ±0,1 |
| - для ВФМ-ДТ-500А: | |
| - относительной (6) для поддиапазона 50 < I <500 А | ±1,0 |
| - приведенной (Y) для поддиапазона 0 < I <50 А - для ВФМ-ПР-1000А: | ±0,1 |
| - относительной (6) для поддиапазона 100 < I <1000 А | ±3,0 |
| - приведенной (Y) для поддиапазона 0 < I <100 А | ±0,3 |
| Диапазон измерений активной (Р), реактивной (Q) и полной (S) мощности переменного тока, Вт/вар/В А: - для ВФМ-ДТ-10А-П - для ВФМ-ДТ-100А-П - для ВФМ-ДТ-40А - для ВФМ-ДТ-100А - для ВФМ-ДТ-500А - для ВФМ-ПР-1000А | от 1,5 до 7000 от 15 до 70000 от 1,5 до 28000 от 15 до 70000 от 75 до 350000 от 750 до 700000 |
| Пределы допускаемой основной приведенной к верхнему значению | |
| предела измерений погрешности измерения активной (Р) электрической мощности переменного тока, % - для ВФМ-ДТ-10А-П (при U > 30 В, I > 0,1 А): | |
| - при 0,9 < |cos фи:| < 1,0 | ±0,5 |
| - при 0,5 < |cos фит| < 0,9 - для ВФМ-ДТ-100А-П (при U > 30 В, I > 1 А): | ±1,0 |
| - при 0,9 < |cos фи:| < 1,0 | ±0,5 |
| - при 0,5 < |cos фит| < 0,9 - для ВФМ-ДТ-40А (при U > 30 В, I > 0,1 А): | ±1,0 |
| - при 0,9 < |cos фи1| < 1,0 | ±1,0 |
| - при 0,5 < |cos фит| < 0,9 - для ВФМ-ДТ-100А (при U > 30 В, I > 1 А): | ±2,0 |
| - при 0,9 < |cos фи:| < 1,0 | ±1,0 |
| - при 0,5 < |cos фит| < 0,9 - для ВФМ-ДТ-500А (при U > 30 В, I > 5 А): | ±2,0 |
| - при 0,9 < |cos фи:| < 1,0 | ±1,0 |
| - при 0,5 < |cos фит| < 0,9 - для ВФМ-ПР-1000А (при U > 30 В, I > 50 А): | ±5,0 |
| - при 0,9 < |cos фи1 < 1,0 | ±3,0 |
| - при 0,5 < |cos фи1 < 0,9 | ±5,0 |
| Пределы допускаемой основной приведенной к верхнему значению | |
| предела измерения погрешности измерений реактивной (Q) электрической мощности переменного тока, % - для ВФМ-ДТ-10А-П (при U > 30 В, I > 0,1 А): | |
| - при 0,9 < |sin фи1| < 1,0 | ±0,5 |
| - при 0,5 < |sin фит| < 0,9 | ±1,0 |
| - для ВФМ-ДТ-100А-П (при U > 30 В, I > 1 А): - при 0,9 < |sin фи1| < 1,0 - при 0,5 < |sin фи1| < 0,9 | ±0,5 ±1,0 |
| - для ВФМ-ДТ-40А (при U > 30 В, I > 0,1 А): - при 0,9 < |sin фи1| < 1,0 | ±1,0 |
| - при 0,5 < |sin фи1| < 0,9 | ±2,0 |
| - для ВФМ-ДТ-100А (при U > 30 В, I > 1 А): - при 0,9 < |sin фи1| < 1,0 | ±1,0 |
| - при 0,5 < |sin фи1| < 0,9 | ±2,0 |
| - для ВФМ-ДТ-500А (при U > 30 В, I > 5 А): - при 0,9 < |sin фи1| < 1,0 | ±1,0 |
| - при 0,5 < |sin фит| < 0,9 | ±5,0 |
| - для ВФМ-ПР-1000А (при U > 30 В, I > 50 А): - при 0,9 < |sin фит < 1,0 | ±3,0 |
| - при 0,5 < |sin фит < 0,9 | ±5,0 |
| Пределы допускаемой основной приведенной к верхнему значению предела измерений погрешности измерения полной (S) электрической мощности переменного тока, % - для ВФМ-ДТ-10А-П (при U > 30 В, I > 0,1 А) | ±0,5 |
| - для ВФМ-ДТ-100А-П (при U > 30 В, I > 1 А) | ±0,5 |
| - для ВФМ-ДТ-40А (при U > 30 В, I > 0,1 А) | ±1,0 |
| - для ВФМ-ДТ-100А (при U > 30 В, I > 1 А) | ±1,0 |
| - для ВФМ-ДТ-500А (при U > 30 В, I > 5 А) | ±1,0 |
| - для ВФМ-ПР-1000А (при U > 30 В, I > 50 А) | ±3,0 |
| Диапазон измерений коэффициента мощности (КМ) | от 0 до +1 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений коэффициента мощности: - для ВФМ-ДТ-10А-П (при U > 30 В, I > 0,1 А) | ±0,02 |
| - для ВФМ-ДТ-100А-П (при U > 30 В, I > 1 А) | ±0,02 |
| - для ВФМ-ДТ-40А (при U > 30 В, I > 0,1 А) | ±0,05 |
| - для ВФМ-ДТ-100А (при U > 30 В, I > 1 А) | ±0,05 |
| - для ВФМ-ДТ-500А (при U > 30 В, I > 5 А) | ±0,10 |
| - для ВФМ-ПР-1000А (при U > 30 В, I > 50 А) | ±0,10 |
| Диапазон измерений угла фазового сдвига между напряжениями, напряжением и током, градус | от -180 до +180 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений угла фазового сдвига между напряжениями (при U > 30 В), градус | ±0,2 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений угла фазового сдвига между напряжением и током, градус - для ВФМ-ДТ-10А-П (при U > 30 В, I > 0,1 A) | ±0,5 |
| - для ВФМ-ДТ-100А-П (при U > 30 В, I > 1 A) | ±0,5 |
| - для ВФМ-ДТ-40А (при U > 30 В, I > 0,4 А) | ±1,0 |
| - для ВФМ-ДТ-100А (при U > 30 В, I > 1 A) | ±1,0 |
| - для ВФМ-ДТ-500А (при U > 30 В, I > 20 А) | ±1,0 |
| - для ВФМ-ПР-1000А (при U > 30 В, I > 50 А) | ±1,0 |
Окончание таблицы 2
| В режиме измерений напряжения и силы постоянного тока |
| Диапазон измерения напряжения постоянного тока, В | от 0 до 700 |
| Пределы допускаемой основной относительной и приведенной к верхнему значению диапазона измерений погрешности измерения напряжения постоянного тока, % - относительной (6) для поддиапазона 30 < U < 700 В - приведенной (Y) для поддиапазона 0 < U < 30 В | ±0,10 ±0,01 |
| Диапазон измерения силы постоянного тока (для ВФМ-ДПТ-100А), А | от 0 до 100 |
| Пределы допускаемой основной относительной и приведенной к верхнему значению диапазона измерений погрешности измерения силы постоянного тока, % - относительной (6) для поддиапазона 10 < I < 100 А - приведенной (Y) для поддиапазона 0 < I < 10 А | ±2,0 ±0,2 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений, вызванной изменением температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне температур от минус 20 °C до плюс 55 °C на каждые ±20 °C | равны пределам допускаемой основной погрешности |
Таблица 3 - Технические характеристики
| Наименование параметра | Значение |
| Дополнительный диапазон частот в режиме среднеквадратичных значений для измерения напряжения переменного тока, Гц | от 65 до 450 |
| Диапазон показаний напряжения постоянного тока, В | от - 900 до +900 |
| Диапазон показаний фазного напряжения переменного тока (U) и фазного напряжения переменного тока первой гармоники (Ui), В | от 0 до 750 |
| Диапазон показаний линейного напряжения переменного тока, напряжения прямой (Ui), обратной (U2) и нулевой (Uo) последовательности, В | от 0 до 1300 |
| Диапазон показаний коэффициентов несимметрии по обратной (К2и) и нулевой (Кои) последовательности, % | от 0 до 50 |
| Диапазон показаний коэффициента (K(Un)) n-ой гармонической составляющей напряжения для п от 2 до 60 и суммарного коэффициента гармонических составляющих (THD), % | от 0 до 50 |
| Диапазон показаний силы постоянного тока (для ВФМ-ДПТ-100А), А | от 0 до 600 |
| Диапазоны показаний силы переменного тока и силы тока первой гармоники (Ii), А - для ВФМ-ДТ-10А-П | от 0 до 10 |
| - для ВФМ-ДТ-100А-П - для ВФМ-ДТ-40А - для ВФМ-ДТ-100А - для ВФМ-ДТ-500А - для ВФМ-ПР-1000А | от 0 до 100 от 0 до 40 от 0 до 100 от 0 до 500 от 0 до 3000 |
| Диапазон показаний коэффициента (К(1п)) n-ой гармонической составляющей тока для п от 2 до 60 и суммарного коэффициента гармонических составляющих (THD), % | от 0 до 50 |
| Диапазон показаний мощности постоянного тока (для ВФМ-ДПТ-100А), кВт | от -540 до +540 |
| Диапазон показаний активной (Ер) и реактивной (Eq) энергии переменного тока, МВт^ч/Мвар^ч | от 0,00 до 999,99 |
Окончание таблицы 3
| Наименование параметра | Значение |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °C - относительная влажность окружающего воздуха, % - атмосферное давление, кПа | от +15 до +25 от 30 до 80 от 84,0 до 106,7 |
| Рабочие условия измерений: - температура окружающего воздуха, °C - относительная влажность окружающего воздуха при +25°С, %, не более - атмосферное давление, кПа | от -20 до +55 80 от 84,0 до 106,7 |
| Диапазон температур транспортирования и хранения, °C | от -30 до +55 |
| Время готовности к работе после включения питания, мин, не более | 5 |
| Параметры электропитания: - номинальное напряжение постоянного тока аккумуляторных элементов, В - потребляемая мощность от установленных аккумуляторных элементов, Вт, не более - напряжение питания комплектного сетевого блока питания переменного тока при частоте сети 50/60 Гц, В - мощность, потребляемая комплектным сетевым блоком питания от сети однофазного переменного тока при напряжении 230 В и частоте сети 50 Гц, Вт, не более | 3,7 7 от 100 до 240 10 |
| Входное сопротивление каналов измерения напряжения, МОм, не менее | 1 |
| Габаритные размеры ЭБ вольтамперфазометра (длинахширинахвысота), мм, не более* | 225x165x60 |
| Масса ЭБ вольтамперфазометра, кг, не более** | 1,2 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 30 000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
| * Без учета габаритных размеров комплектов датчиков тока * * Без учета массы комплектов датчиков тока, набора измерительных проводов, аксессуаров и сумок |
Знак утверждения типа
наносится на лицевой панели вольтамперфазометров, а также на титульных листах руководства по эксплуатации ПТМР.411269.042.000.00 РЭ и паспорта ПТМР.411269.042.000.00 ПС методом офсетной печати (или другим способом, не ухудшающим качества).
Комплектность
Комплектность вольтамперфазометров ВФМ-4 приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность вольтамперфазометров ВФМ-4
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Вольтамперфазометр ВФМ-4 | ПТМР.411269.042.000.00 | 1 шт. |
| Защитный чехол | ПТМР.411269.042.100.07 | 1 шт. |
| Датчик тока ВФМ-ДТ-10А-П | ПТМР.411269.042.220.00 | до 4 шт. включительно* |
| Датчик тока ВФМ-ДТ-100А-П | ПТМР.411269.042.220.00-01 | до 4 шт. включительно* |
| Датчик тока ВФМ-ДТ-40А | ПТМР.411269.042.220.00-02 | до 4 шт. включительно* |
| Датчик тока ВФМ-ДТ-100А | ПТМР.411269.042.220.00-03 | до 4 шт. включительно* |
| Датчик тока ВФМ-ДТ-500А | ПТМР.411269.042.220.00-04 | до 4 шт. включительно* |
| Датчик тока ВФМ-ПР-1000А | ПТМР.411269.042.210.00 | до 4 шт. включительно* |
| Датчик тока ВФМ-ДПТ-100А | ПТМР.411269.042.230.00 | до 4 шт. включительно* |
| Измерительные провода | - | 5 шт. |
| Сетевой блок питания | - | 1 шт. |
| Провод с разъёмом USB | - | 1 шт. |
| Сумка | ПТМР.411269.042.300.00 | 1 шт. |
| Сумка дополнительная для датчиков тока | ПТМР.411269.042.400.00 | до 7 шт. включительно* |
| Руководство по эксплуатации | ПТМР.411269.042.000.00РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | ПТМР.411269.042.000.00ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | - | 1 экз.* |
| * наличие и количество определяется техническим заданием заказчика на поставку. |
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации ПТМР.411269.042.000.00РЭ в разделе 4.10 «Устройство и принципы работы прибора» и разделе 5 «Подготовка к работе».
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»;
ГОСТ 14014-91 «Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока и сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний»;
ТУ 26.51.43-026-71693739-2023 «Вольтамперфазометры ВФМ-4. Технические условия».
