Назначение
Блоки измерения высоковольтные БИВ-4 предназначены для измерения напряжения контактной сети, падения напряжения на штатном шунте в силовой цепи моторной секции электропоезда, измерения и запоминания суммарного значения израсходованной и возвращённой электрической энергии, а также передачи информации в цифровом виде по цепи питания блоков измерения высоковольтных БИВ-4.
Блоки измерения высоковольтные БИВ-4 являются составной частью регистратора параметров движения и автоведения пригородных электропоездов РПДА и могут использоваться в качестве счетчиков электрической энергии постоянного тока.
Описание
Блоки измерения высоковольтные БИВ-4 являются функционально и конструктивно законченными устройствами, не подлежат ремонту и обслуживанию потребителем.
Блоки измерения высоковольтные БИВ-4 устанавливаются в высоковольтном шкафу моторной секции электропоезда.
В каналах измерения значений аналоговых сигналов используется многоканальный параллельный 10-разрядный АЦП, встроенный в микроконтроллер. В канале измерения силы тока (по падению напряжения на шунтах) используется усилитель напряжения. Блоки измерения высоковольтные БИВ-4 выпускаются в двух модификациях, отличающихся погрешностью измерения падения напряжения на шунте в диапазоне от 0,2 до 8,0 мВ. Канал измерения силы тока в модификации БИВ-4М, в отличие от модификации БИВ-4, имеет дополнительный усилитель с коэффициентом передачи в 10 раз большим, чем у основного усилителя. В канале измерения высокого напряжения усилитель отсутствует, поскольку сигнал поступает с выхода высоковольтного делителя напряжения.
Микроконтроллер постоянно вычисляет мгновенные значения потребляемой или возвращаемой мощности, которые используются для вычисления и сохранения значения электрической энергии в энергонезависимом счетчике.
Питание блоков измерения высоковольтных БИВ-4 производится от блока управления РПДА. Все измеренные и вычисленные данные непрерывно передаются в блок управления РПДА по цепи питания.
Между измерительными цепями и цепями питания блоков измерения высоковольтных БИВ-4 обеспечивается высоковольтная гальваническая развязка при помощи трансформатора.
Программное обеспечение
Характеристики программного обеспечения (ПО) приведены в таблице 1.
Блоки измерения высоковольтные БИВ-4 имеют встроенное программное обеспечение (ПО).
Встроенное ПО (микропрограмма) реализовано аппаратно и является метрологически значимым. Вклад ПО в суммарную погрешность прибора незначителен, так как определяется погрешностью дискретизации (погрешностью АЦП), являющейся ничтожно малой по сравнению с погрешностью прибора.
Таблица 1 - Характеристики программного обеспечения (ПО)
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Встроенное | Микропрограмма | 3.3 | 5fe0f2d34fc07e389b4ca72608f9cd39 | md5 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «С».
Общий вид блока измерения высоковольтного БИВ-4
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики блоков измерения высоковольтных БИВ-4 приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Характеристики блоков измерения высоковольтных БИВ-4
| Наименование характеристики | Ед. изм. | Значение | При мечание |
| Диапазон измерений: - высокого напряжения - падения напряжения на шунте (положительной и отрицательной полярности) | кВ мВ | От 2 до 4,5 От 0,2 до 80 | |
| Постоянная счётчика электрической энергии (значение единицы младшего разряда) | кВт-с /ед. мл. разряда (кВт^ч) | 900 (0,25) | |
| Объём счётчика электрической энергии | кВтч | 109 | |
Продолжение таблицы 2
| Наименование характеристики | Ед. изм. | Значение | При мечание |
| Пределы допускаемой основной приведённой погрешности измерений: - высокого напряжения - падения напряжения на шунте - падения напряжения на шунте в диапазоне от 0,2 до 8,0 мВ для БИВ-4М | % | ±0,5 ±0,5 ±0,05 | |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений электрической энергии (реверсивный режим работы) | % | В соответствии с классом точности 1,0 по ГОСТ 10287-83 | |
| Пределы допускаемой дополнительной приведённой погрешности, вызванной отклонением температуры окружающего воздуха от нормальных условий применения в диапазоне рабочих температур на каждые 10 °C: - измерений высокого напряжения - измерений падения напряжения на шунте - измерений падения напряжения на шунте в диапазоне от 0,2 до 8,0 мВ для БИВ-4М | % | ±0,25 ±0,25 ±0,025 | |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности измерений электрической энергии, вызванной отклонением температуры окружающего воздуха от нормальных условий применения в диапазоне рабочих температур на каждые 10 °C | % | ±0,5 | |
| Пределы допускаемой дополнительной приведённой погрешности, вызванной воздействием внешнего постоянного магнитного поля с индукцией 5 мТл: - измерений высокого напряжения - измерения падения напряжения на шунте - измерений падения напряжения на шунте в диапазоне от 0,2 до 8,0 мВ для БИВ-4М | % | ±0,25 ±0,25 ±0,025 | |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности измерения электрической энергии, вызванной воздействием внешнего постоянного магнитного поля с индукцией 5 мТл | % | ±0,5 | |
| Время непрерывной работы, не менее | ч | 24 | |
| Время хранения информации в отсутствие внешнего питания, не менее | лет | 5 | |
Продолжение таблицы 2
| Наименование характеристики | Ед. изм. | Значение | При мечание |
| Напряжение питания постоянного тока | В | 18,0 ± 1,8 | От блока управления РПДА |
| Потребляемая мощность, не более | мВт | 500 | |
| Габаритные размеры, не более | мм | 150х65х115 | |
| Масса, не более | кг | 0,6 | |
| Электрическая прочность изоляции (испытательное напряжение), не менее: | | | |
| - напряжение переменного тока частотой 50 Гц | В | 14000 | |
| - стандартный коммутационный и грозовой импульс | В | 20000 | |
| Наработка на отказ, не менее | ч | 50000 | |
| Срок службы, не менее | лет | 12 | |
Таблица 3 - Эксплуатационные характеристики блоков измерительных
высоковольтных БИВ-4
| Наименование характеристики | Значение |
| Нормальные условия применения: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха, % - атмосферное давление, кПа | 20±5 От 30 до 80 От 84 до 106,7 |
| Рабочие условия применения: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха при 25 °С, % - атмосферное давление, кПа | От минус 40 до плюс 50 До 90 От 84 до 106,7 |
| Степень защиты по ГОСТ 14254-80 (код IP) | IP30 |
| Условия транспортирования | ГОСТ 15150-69, группа «ОЖ4» |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на заводской табличке, размещаемой на торцевой поверхности блоков измерения высоковольтных БИВ-4, и на первой странице паспорта типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- блок измерения высоковольтный БИВ-4;
- комплект соединительных кабелей;
- монтажный комплект;
- паспорт;
- руководство по эксплуатации;
- методика поверки;
- упаковочная тара.
Поверка
Осуществляется по документу 4221-42885515-003 МП «Блок измерения высоковольтный
БИВ-4. Методика поверки», согласованному с ГЦИ СИ ВНИИМС в июне 2003 г.
Перечень основных средств измерений, используемых при поверке, приведён в таблице 5.
| Таблица 5 - Основные средства пове | рки |
| Наименование, обозначение | Тип | Требуемые характеристики |
| 1 Барометр-анероид специальный ТУ 25-04-1513-79 | БАММ-1 | Диапазон от 80 до 106 кПа; абсолютная погрешность ±200 Па |
| 2 Термогигрометр ТУ4311-011-77511225-2005 | Ива-6 | Диапазон измерений относительной влажности от 10 до 98 %; абсолютная погрешность ±2 %. Диапазон измерений температуры от 0 до 50 °С; абсолютная погрешность ±1 ° С |
| 3 Прибор для поверки измерителей параметров движения электропоездов ТУ 422590-001-42885515 (ДЛИЖ. 411141.0002 ТУ) | HVC-100 | Диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока от 2 до 4,5 кВ; приведённая погрешность ±0,1 %. Диапазоны воспроизведения напряжения постоянного тока от 0,2 до 80 мВ положительной и отрицательной полярности; приведённая погрешность ±0,1 %. Обеспечение БИВ-4 электропитанием и интерфейсной связью с ПЭВМ |
| 4 Камера измерительная высоковольтная ДЛИЖ.411618.0041 Примечание - При поверке могут могательные средст обеспечивающие и; мой точностью. | HVC-200 использоват ва измерени мерение соо | Рабочее напряжение 5 кВ ься другие рабочие эталоны и вспо-й (испытательное оборудование), тветствующих параметров с требуе- |
Сведения о методах измерений
Сведения приведены в руководстве по эксплуатации 4221-42885515-003 РЭ «Блок измерения высоковольтный БИВ-4. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1. ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»
2. ГОСТ 14014-91 «Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний»
3. ГОСТ 10287-83 «Счетчики электрические постоянного тока. Общие технические условия»
4. ГОСТ 8.391-80 «ГСИ. Счетчики электрической энергии постоянного тока. Методы и средства поверки»
5. ОСТ 32.146-2000 «Аппаратура железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Общие технические условия»
6. 4221-003-42885515-03 ТУ «Блок измерения высоковольтный БИВ-41/41М. Технические условия»
Рекомендации к применению
- при выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям
