Vyhodnocování impulsních m ěř m ení kvalita vysokonap ěťových měř m ení

Transkript

1 Vyhodnocování impulních měření a kvalita vyokonapěťových měření 1

2 Měření impulních napětí

3 Metody pro tanovení 50 konvenční (po hladinách) 3

4 Pravděpodobnotní papír 4

5 Výpočet 50 a pomocí metody nejmenších čtverců y y b ( ) n i,, y y 1 n n n i 1 i b 1 n n 1 i 1 n y i y ( i ) n i 1 i, pro y 0 50 y b pro y 1 σ 1 y + b b σ % σ b 50 y 5

6 Metoda nahoru - dolů 6

7 i (kv) Sled prvních 0 impulů ± Sled dalších 5 impulů Celkový počet překoků a nepřekoků dohromady 0 Celkový počet překoků či nepřekoků 1 4 i k Σ n i Σ n i 1 N i n i i Σ(n i i) 68 A n i i Σ(n i i ) 54 B 7

8 Potup vyhodnocení: Přenější hodnotu 50 včetně měrodatné odchylky zíkáme z delšího ouboru pokuů (40 až 50). Vyhodnocení e provede pouze jevem, který je méně četný. Kritérium právnoti metody: C N B A, C > 0,3 N i k Σ n i Σn i 1 N i n i i Σ(n i.i) 68 A n i.i Σ(n i.i ) 54 B A m N 1 1,6 C + ( 0,0909 ) 8

9 Tetznerova metoda m érií impulů rotoucích do překoku po T 9

10 Z bodů [ it ; R it ] e tanoví 50T, T P T1 () T1 σ P T () T 04σ 0,4σ P T3 () T3 0,1σ S kleajícím T kleá 50T a T přepočet P T () na P () 10

11 Přepočet parametrů funkce chování izolace Parametry u tandardní metody: třed rozdělení měrodatná odchylka Parametry u Tetznerovy metody: třed rozdělení T měrodatná odchylka.... T 11

12 Přepočet 50T a T na 50 a T X 50 50T + X 50 T X 1

13 Akreditace laboratoří a zkušeben - Význam akreditace laboratoří a zkušeben - Akreditaci v ČR organizačně zajišťuje ČIA, o.p,. - Podkladem je ČSN EN ISO/IEC Potup pro zíkání akreditace: - zajitit odborný peronál (vedoucí, metrolog, manažer kvality) - mít k dipozici zkušební a měřicí techniku -měřidla mít metrologicky navázaná u AKL nebo ČMI -zajitit i validované zkušební potupy pro akreditaci i -připravit a zavét ytém řízené dokumentace - zpracovat Příručku kvality laboratoře - podat přihlášku na ČIA

14 Protředky pro zajištění jakoti měření Metrologická návaznot: - Návaznot všech měřidel potupně až na nejvyšší etalony - Kalibraci měřidel zajišťují AKL a laboratoře ČMI - Možnot interních kalibrací (plnění (p podmínek pro AKL) - Stanovení kalibračních lhůt - Mezikalibrační kontroly; opakovaná měření tejného vzorku Vyjadřování nejitot měření: Tradiční způob vyjádření kvality měření počívá ve tanovení jeho chyby jako rozdílu mezi výledkem měření a kutečnou hodnotou měřené veličiny, která je prakticky nezjititelná.

15 Od 80. let 0. toletí nový přítup k vyjádření kvality měření: Výledek měření je nejlepším odhadem měřené veličiny a tento odhad je zatížen určitou nejitotou měření. Kvantitativní i charakteritikou ik nejitoty je tandardní d nejitota. t Je to měrodatná odchylka veličiny, pro niž je nejitota udávána. Podle způobu vého vyhodnocování e dělí na: Standardní nejitotu typu A (u A ) je způobena náhodnými vlivy a tanovuje e z výledků opakovaných měření tatitickým přítupem; hodnota rotoucím počtem pozorování kleá. Standardní nejitotu typu B (u B ) má známé a odhadnutelné příčiny; zíkává e jiným způobem, přičemž ložky tohoto typu nejitoty pocházející z různých zdrojů e lučují do výledné tandardní nejitoty typu B.

16 Celková nejitota je dána tzv. kombinovanou tandardní nejitotou u u A + u B u u - udává interval kolem naměřené hodnoty (68 %) Při požadavku na větší pravděpodobnot p e zvětší interval (95 %) Pak rozšířená kombinovaná nejitota měření k k koeficient rozšíření; doporučená hodnota pro měření a kalibrace je Potup při určování tandardních nejitot: Standardní nejitota typu A - (u A ) rčuje e tatitickou analýzou érie naměřených hodnot Střední hodnota x 1 n n i 1 x i k u

17 Experimentální měrodatná odchylka Experimentální měrodatná odchylka průměru Standardní nejitota typu A pak je..... u A m e n i 1 ( x x ) i n 1 e m n Standardní nejitota typu B - (u B ) Přípěvky typu B mohou pocházet z náledujících zdrojů: - nejitoty při kalibraci použitého měřicího ytému - nelinearity ytému - krátkodobé tability (např. vliv amovyhřívání děličů) - dlouhodobé tability - záviloti na okolní teplotě

18 - elektromagnetické rušení -nejitoty programu pro určení č třední ř díkřivky k atmoférických féikýh impulů, zejména při použití programů pro digitální zapiovače Přípěvky typu B mohou mít různé typy rozložení: a) Přípěvky normálním (Gauovým) rozložením - z kalibračních litů - z údajů výrobce daná je nejitota, včetně údajů (k, P 95 %) a z nich e určí měrodatná odchylka Bg Např. nejitota z kalibračního litu KL pokytne Bg KL

19 Celková měrodatná odchylka pro n přípěvků normálním rozložením Bg Bg1 Bg Bgn b) Přípěvky rovnoměrným rozložením V případech, p kdy lze provét pouze odhad horní a dolní hranice měřené veličiny - rozlišovací chopnot přítroje - kolíání kontanty přítroje Toto rozložení je charakterizováno: - poloviční šířkou páma a 1/ (a h a d ) -třední ř díhd hodnotou a m 1/ (a h + a d ) - měrodatnou odchylkou Br B a 3

20 važujeme-li opět n vzájemně nezávilých přípěvků, pak celková měrodatná odchylka y 1 n a a a Br Směrodatná odchylka všech přípěvků typu B + + Br Bg B Kombinovaná tandardní nejitota vznikne loučením u A a u B u u u + + B m B A u u u + + Pak rozšířená kombinovaná nejitota měření u k Pak rozšířená kombinovaná nejitota měření u k

21 Příklad: Kalibrace MV impulního měřicího ytému. Sytém pro měření impulního napětí MV (MS) byl kalibrován pomocí 400 kv referenčního ytému (RMS) nejitotou 0,5 %. Amplituda RMS Amplituda MS Kontanta MS V1 (kv) V (V) V1 / V 70,4 136,0 1988, 70,8 136,9 1978,1 Střední hodnota 1978,5 Směrodatná odchylka e 7,69 0,389 % Experimentální měrodatná 0,389 odchylka průměru 0,1 % m 10

22 Přípěvky nejitoty typu B pro amplitudu: Zdroj nejitoty Nejitota kal. RMS Nejitota kal. zapi. Nelinearita děliče Vliv vzdálenoti Změny doby čela Rušivé napětí Hodnota (%) 1 0,5 0,6 a 1 0,5 a 0, a 3 0,5 a 4 0,3 Směrodatná odchylka (%) Bg1 0,5/ 0,5 Bg 0,6/ 0,3 a1 0,5/(3) 0,5 0,887 a 0,/(3) 0,5 0,1155 a3 0,5/(3) 0,5 0,887 a4 0,3/(3) 0,5 0,173 Rozptyl (%) Bg1 0,065 Bg 0,09 a1 0,0833 a 0,0133 a3 0,0833 a4 0,03 Vliv teploty a 5 0,7 a5 0,7/(3) 0,5 0,4041 a5 0,1633 Výledná měrodatná odchylka typu B Součet rozptylů ů 0,557 B 0,557 0,73 %

23 Kombinovaná tandardní nejitota u m + B 0,1 + 0,73 Rozšířená kombinovaná nejitota měření k u 0,74 1,5 % 0,74 % Přiřazená kontanta impulního měřicího ytému e pak vyjádří 1979 ± 9,7 pro P 95 % Rozšířená nejitota měření je ± 15% 1,5. Nejitotajeoučinemje oučinem tandardní nejitoty měření a koeficientu rozšíření k, což pro normální rozdělení odpovídá pravděpodobnoti pokrytí 95 %. Standardní nejitota měření byla určena v ouladu dokumentem EAL-R. Použitá literatura: - ČSN EN , Změna A11: 1/ EAL-R: Metodika vyjadřování nejitot měření při kalibracích, ČNI, 5/ ISO/TAG 4/WG3: Guide to the expreion of uncertainty in meaurement, 1993, Ženeva.

24 Mezilaboratorní porovnávací zkoušky (MPZ) - hlavní forma zvyšování odborné úrovně ě zkušeben a protředkem ke zvýšení jakoti měření. Cílem MPZ není vylovit oud, ale buď potvrdit měřicí chopnot zkušebny, nebo dát podklad k nápravným opatřením. 1. Metoda založená na referenční hodnotě Hodnotícím kritériem je odchylka od referenční hodnoty. Výpočet tohoto kritéria e provádí podle EAL - P7: E n x lab x ref lab + ref

25 Tato metoda vyhodnocení je zejména používána při tzv. klíčových porovnáních a dále tam, kde je k dipozici pilotní laboratoř důvěryhodnou referenční hodnotou a dotatečně t č ě nízkou ík nejitotou jitt měření.. Metoda za použití Grubbova tetu (ČSN ISO až 6) Hodí e v případech, kdy e měření porovnávané veličiny provádí opakovaně a je k dipozici měrodatná odchylka. Základem metody je přijatá referenční hodnota. změřených dat e aplikují tatitické potupy (provede e Cochranův a Grubbův tet) a podle Mandelových tatitik e určí vybočující a odlehlé hodnoty.

26 Po vyloučení odlehlých dat e tanoví doahovaná hranice opakovatelnoti a reprodukovatelnoti a opravená referenční hodnota. Ztě těchto parametrů ů e určí vychýlenot zkušeben, která e porovnává kritickou hodnotou tanovenou z dlouhodobých výledků měření. Při vyhodnocení v diagnotice e tato metoda může použít v případech, kdy e při měření zíká érie výledků a porovnání e opakuje čatěji. Např. v diagnotice olejů. V porovnání dalšími metodami je méně citlivá na tanovení odlehlých výledků.

27 3. Metoda za použití χ tetu Tento potup je určen pro případy, kdy je k dipozici jedna změřená hodnota a je udaná nejitota měření. Opět e jedná o tatitické zpracování změřených dat jako u předchozí metody. Vypočte e rovnávací referenční hodnota a dále její nejitota. Za použití χ tetu e určí odlehlé výledky, ty e pak odtraní a vypočte e nová referenční hodnota. Tato metoda je vhodná pro vyhodnocování měření celé řady diagnotických veličin, a to změřených akreditovanými zkušebnami, případně zkušebnami věrohodně určenými nejitotami měření.

28 Zkušební upořádání Indikační zařízení φ 60 φ > zemněný vodivý tojan V okolním protoru do min 1 m žádné vodivé ani uzemněné předměty!

29 Atmoférické podmínky: Teplota: 15 C až 35 C Tlak: 86 kpa až 106 kpa Relativní vlhkot: 45 % až 75 % Metodika měření: Na každé zkoušečce e měřilo prahové napětí podle kapitoly 5.9 PNE :003. Napětí e na zkušební elektrodě zvyšovalo do objevení ignálu přítomnot napětí. Měření e opakovalo 5x.

30 Vyhodnocení MPZ_ZN (podle průměru ů ě tří zkušeben) Zkoušečka napětí 5 kv 10,00 9,00 8,00 t (kv V) 7,00 6,00 nejitoty referenční hodnoty 500 5,00 4,00 referenční hodnota 3, Čílo zkušebny

31 Zkoušečka napětí 5 kv (po opravě u č. 1, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 1, 13, 14) 7,00 6,50 6,00 t (kv V) 550 5,50 5, ,50 4,00 3, Čílo zkušebny

32 D D 730 mm t 79kV 7,9

33 D D 50 mm t 106kV 10,6

34 D D D mm t 8,9 kv