IEC 60060-2 Sistemas de Medición y Calibración

IEC 60060-2: TECNICAS USADAS EN ALTA TENSIÓN SISTEMAS DE MEDIDA

DIXON EFRAIN EFRAIN CUADROS CUADROS ORTA

UNIVERSIDAD DEL VALLE ESCUELA DE INGENIERIA INGENIERIA ELECTRICA ELECTRICA ELECTRONICA ELECTRONICA AREA DE SISTEMAS SISTEMAS DE POTENCIA POTENCIA SANTIAGO DE CALI 2015

IEC 60060-2: TECNICAS USADAS EN ALTA TENSIÓN SISTEMAS DE MEDIDA

DIXON EFRAIN EFRAIN CUADROS CUADROS ORTA

Este trabajo es presentado al Ing. Ferley Castro Aranda Ph.D. profesor encargado del curso de ALTA TENSION I del periodo agosto/diciembre de 2014

UNIVERSIDAD DEL VALLE ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA ELECTRONICA AREA DE SISTEMAS SISTEMAS DE POTENCIA POTENCIA SANTIAGO DE CALI 2015

INTRODUCCIÓN

Un sistema de medición usado en alta tensión, es un sistema completo modificable para la medición de alto voltaje. Un sistema de medición contiene un dispositivo de conversión que tiene sus pines incluidos dentro del circuito de alta tensión y a tierra, un sistema de transmisión que va conectado a los terminales de salida del dispositivo de conversión y a los dispositivos de medición atenuando y adaptando los niveles y un elemento de medición. Los sistemas de medida usados en alta tensión, deben ser sometidos a ensayos de funcionamiento, calibraciones y verificaciones periódicas, todo esto para asegurar el correcto funcionamiento del mismo y obtener la incertidumbre del equipo teniendo en cuenta todos los componentes que influyen en la medición y sus respectivas incertidumbres. En este documento se exponen todos los métodos usados para la calibración de sistemas de medida y los factores que influyen en el cálculo de la incertidumbre debido a la calibración y a la medición dependiendo del método usado para el cálculo del factor de escala.

CONTENIDO

1. PROCEDIMIENTOS PARA LA CALIFICACIÓN Y UTILIZACIÓN DE SISTEMAS DE MEDICIÓN......................................................................................6 1.1. PRINCIPIOS GENERALES ........................................................................6 1.2. CALIBRACIONES.......................................................................................6 1.3. VERIFICACIONES .....................................................................................7 1.4. REQUISITOS DE UN REPORTE DE CALIBRACIÓN ................................7 1.5. CONDICIONES DE OPERACIÓN. .............................................................7 1.6. PRUEBAS Y REQUISITOS DE PRUEBA PARA UN SISTEMA DE MEDICIÓN APROBADO Y DE SUS COMPONENTES. ......................................8 2. CALIBRACIÓN – DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE ESCALA...................9 2.1. METODO 1.1 - COMPARACIÓN EN TODO EL RANGO DE MEDICIÓN  ASIGNADO ........................................................................................................10 2.2. METODO 1.2 - COMPARACIÓN PARA UN RANGO LIMITADO .............11 2.3. METODO 2 - DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE ESCALA DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN POR LOS FACTORES DE ESCALA DE SUS COMPONENTES (MÉTODO ALTERNATIVO). .................................................12 2.4. PRUEBA DE LINEALIDAD .......................................................................13 2.5. MÉTODOS ALTERNATIVOS USADOS A CONVENIENCIA....................14 3. COMPORTAMIENTO DINÁMICO ..................................................................16 3.1. REQUISITOS GENERALES.....................................................................16 3.2. DETERMINACIÓN DE LA RESPUESTA AMPLITUD/FRECUENCIA ......16 3.3. MÉTODO DE REFERENCIA PARA LOS SISTEMAS DE MEDICIÓN DE TENSIÓN DE IMPULSO. ...................................................................................16 4. CALCULO DE LA INCERTIDUMBRE PARA EL FACTOR DE ESCALA........17 4.1. CONSIDERACIONES GENERALES........................................................17 4.2. INCERTIDUMBRE DEBIDA A LA CALIBRACIÓN....................................17 4.3. INCERTIDUMBRE DEBIDO A LA MEDICIÓN USANDO UN EQUIPO DE MEDICIÓN CALIBRADO....................................................................................18 5. CONCLUSIONES ...........................................................................................20 6. BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................21

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Calibración por comparación a través de un rango completo. ...........11 Figura 2. Contribuciones a la incertidumbre de calibración (Ejemplo con 5 niveles de tensión). ................................................................................................11 Figura 3. Comparación en un rango limitado con una prueba adicional de linealidad ………………………………………………………………………………12 Figura 4. Prueba de linealidad del sistema de medición con un equipo lineal en un rango de tensiones extendido...........................................................................14

-5-

1.

1.1.

PROCEDIMIENTOS PARA LA CALIFICACIÓN Y UTILIZACIÓN DE SISTEMAS DE MEDICIÓN

PRINCIPIOS GENERALES

Todo equipo de medición debe ser sometido a una prueba inicial, pruebas de funcionamiento y verificaciones de funcionamiento durante su vida útil. Las pruebas de funcionamiento y verificaciones deben probar que el equipo está en capacidad de medir la tensión de prueba predefinida con la incertidumbre dada en la norma, y que las mediciones son trazables a normas nacionales o internacionales de medición. Otro requisito de los sistemas de medición según la norma es la estabilidad en su factor de escala durante largos periodos. El factor de escala asignado es determinado en la prueba de funcionamiento mediante la calibración. El usuario debe aplicar las pruebas de la norma para calificar su sistema de medición.  Alternativamente, cualquier usuario puede elegir que las pruebas de rendimiento realizadas por el Instituto Nacional de Metrología o por un laboratorio de calibración acreditado por la cantidad a calibrar. En todos los casos, el usuario debe incluir los datos de prueba en el reporte de rendimiento. Cualquier calibración deberá ser trazable a las normas nacionales y/o internacionales. El usuario se asegurará de que toda calibración hecha a sí mismo es realizada por personal competente utilizando los sistemas de medición de referencia y procedimientos adecuados. NOTA: calibraciones hechas por el instituto nacional de metrología o por un laboratorio certificado para las cantidades calibradas y reportadas dentro del alcance de su acreditación, son consideradas trazables a las normas nacionales y/o internacionales.

1.2.

CALIBRACIONES

Para mantener la calidad de un sistema de medición, su factor de escala asignado se determinará mediante pruebas periódicas de desempeño. El intervalo entre las pruebas de rendimiento se basa en la evaluación de la estabilidad anterior del sistema de medición. Se recomienda que la prueba de rendimiento se repita anualmente, pero el intervalo máximo no podrá ser superior a cinco años. Prueba de rendimiento se hará después de la reparación general del sistema de medición y siempre que se vaya a utilizar una disposición de circuito que está más allá de los límites indicados en el registro de rendimiento.

-6-

Cuando se requiere una prueba de rendimiento debido a que una verificación muestra que el factor de escala asignado ya no es válido, la causa de este cambio será investigado antes de realizar la prueba de rendimiento. 1.3.

VERIFICACIONES

Se efectuarán verificaciones a intervalos basados en la estabilidad registrada por  el sistema de medición, como se muestra en el reporte de calibración. El intervalo desde la última calibración o verificación no podrá ser superior a un año. Para un sistema de medición nuevo o reparado, se realizarán verificaciones en intervalos cortos para demostrar su estabilidad. Ningún método de referencia es identificado por las verificaciones debido a que la precisión requerida es menor  que la requerida para las pruebas de calibración. 1.4.

REQUISITOS DE UN REPORTE DE CALIBRACIÓN

Los reportes de calibración y verificaciones, incluyendo las condiciones en que se obtuvieron los resultados, se mantendrán en el reporte de calibración (almacenado en papel o electrónicamente si es permitido por los sistemas de calidad y las leyes locales), creado y mantenido por el usuario. El reporte de calibración identificará de forma única los componentes del sistema de medición y debe ser estructurado de forma que el rendimiento del sistema de medición pueda ser trazado en el tiempo. El reporte de calibración debe tener a lo menos la siguiente información. Descripción general del sistema de medición. Resultados de los ensayos de rutina y tipo del sistema de conversión, transmisión y medición. Resultados de calibraciones y verificaciones pasadas para el mismo sistema de medición. • •

•

1.5.

CONDICIONES DE OPERACIÓN.

Un sistema de medición aprobado tendrá una incertidumbre dentro de las especificaciones de esta norma a través de los rangos de operación y condiciones ambientales que figuran en el registro de rendimiento. Se especificará el tiempo de funcionamiento asignado para sistemas de medición de tensión continua y alterna.

-7-

Para tensiones de impulso debe especificarse el rango máximo de aplicación admisible. El rango de condiciones ambientales, en las que los componentes del sistema de medición cumplen los requisitos de esta norma, se indicará. 1.6. PRUEBAS Y REQUISITOS DE PRUEBA PARA UN SISTEMA DE MEDICIÓN APROBADO Y DE SUS COMPONENTES. El factor de escala asignado del sistema de medida deberá ser determinado por  calibración de acuerdo con las pruebas de rendimiento especificados. El factor de escala asignado es un único valor para el intervalo de medición asignado. Si es necesario, varios rangos de medición asignados con diferentes factores de escala pueden definirse. Para un sistema de medición de impulsos, las pruebas de rendimiento muestran también que su comportamiento dinámico es adecuado para las medidas especificadas y que el nivel de interferencia es inferior a los límites especificados. Debido al gran tamaño de los equipos y las condiciones ambientales reales, la calibración debe realizarse preferiblemente en el sitio por comparación con un sistema de medición de referencia. Sistemas de medición más pequeños o sus componentes pueden ser  transportados a otro laboratorio para la calibración en una disposición que simula las condiciones de funcionamiento, a condición de que la prueba de interferencia, cuando se especifica, se realiza en la instalación de prueba del usuario. Si un dispositivo de conversión es sensible a los efectos de proximidad, se determinará el rango de distancias donde el factor de escala asignado es válido y está inscrito en el registro de rendimiento. Uno o más rangos de autorizaciones y de los factores de escala respectivos pueden ser asignados. El factor de escala de un sistema de medida se determinará en el rango de medición asignado, preferiblemente por comparación con un sistema de medición de referencia. Sin embargo, como los sistemas de referencia de medición no siempre están disponibles a voltajes más altos, la comparación puede hacerse con tensiones tan bajas como 20 % del rango de medición asignado, siempre que la linealidad se haya determinado a partir de este punto hasta el límite del rango de medición asignado. Uno de los métodos que se indican más adelante se utilizará para esta extensión. Todos los equipos utilizados en el establecimiento de los factores de escala de los sistemas de medición deberá tener calibraciones trazables a patrones nacionales y / o internacionales.

-8-

2.

CALIBRACIÓN – DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE ESCALA.

El factor de escala está determinado por un sistema de medición completo en comparación con un sistema de medición de referencia. El voltaje de entrada utilizado para la calibración debe ser del mismo tipo, frecuencia o forma de onda como de los voltajes a medir. Si no se cumple esta condición, se estimarán las contribuciones a la incertidumbre relacionados. Para la comparación, se conecta un sistema de medición de referencia, trazable a un instituto nacional de metrología, en paralelo con el sistema de medición a calibrar. Se debe tener cuidado para evitar lazos de tierra entre el dispositivo convertidor y el instrumento de medición. Lecturas simultáneas se tomarán en ambos sistemas. Se deben tomar mediciones simultáneas en ambos sistemas. El valor de la magnitud de entrada para cada medición obtenida por el sistema de medición de referencia se divide por la lectura correspondiente del instrumento en el sistema bajo prueba para obtener un valor Fi de su factor de escala. El procedimiento se repite n veces para obtener el valor medio Fg del factor de escala del sistema bajo prueba en un nivel de tensión Ug. El valor nominal es indicado por la ecuación:

=

1

,

(1)

La desviación estándar relativa Sg es:

=

1

1 −1

( , −

)

(2)

La incertidumbre tipo A Ug es:

=

√ 

NOTA: Usualmente se hace innecesario hacer más de n=10 lecturas independientes.

-9-

(3)

Un sistema de medición con varios rangos de medición asignados (por ejemplo, un divisor de tensión con varios brazos de baja tensión) o diferentes sistemas de transmisión deben ser calibrados para cada rango o sistema de transmisión. Los sistemas de medición con atenuadores secundarios pueden ser calibrados en una sola configuración, siempre que la carga en la salida del dispositivo de conversión puede demostrarse que es constante para todas las configuraciones por otras pruebas. Para estos casos se calibrará por separado la gama completa de atenuadores secundarios. El factor de escala se determinará para el rango de medición asignado por uno de los siguientes métodos de comparación en todo el rango de medición, comparación para un rango limitado de medición y a través de los factores de escala de sus componentes. 2.1. METODO 1.1 - COMPARACIÓN EN TODO EL RANGO DE MEDICIÓN  ASIGNADO Esta prueba incluye tanto la determinación del factor de escala asignado y la determinación de linealidad. La determinación factor de escala se hará por  comparación directa con un sistema de medición de referencia en el mínimo y los niveles máximos del rango de medición asignado y en por lo menos tres niveles intermedios aproximadamente equidistantes. El factor de escala asignado F se toma como el valor medio de todos los factores de escala Fg grabado en los niveles de tensión h:

=

1 ℎ

ℎ≥ 5

(4)

La incertidumbre estándar de la determinación del factor de escala asignado F se obtiene como la mayor de las incertidumbres estándar individuales de tipo A:

= max →

(5)

El efecto de una no linealidad en F se estima como una incertidumbre estándar  Tipo B expresada por:

1 (6) max −1 √ 3 → En la Figura 1 y Figura 2 se muestra un diagrama explicando el principio del procedimiento. =

-10-

Figura 1.

Figura 2.

2.2.

Calibración por comparación a través de un rango completo.

Contribuciones a la incertidumbre de calibración (Ejemplo con 5 niveles de tensión).

METODO 1.2 - COMPARACIÓN PARA UN RANGO LIMITADO

En los casos en que el rango de medición asignado excede la capacidad del sistema de medición de referencia, el factor de escala se determina por  comparación con un voltaje máximo del sistema de medición de referencia. La comparación siempre se lleva a cabo a un voltaje que no sea menor que 20 % del límite superior del rango de medición asignado (Figura 4). La comparación se complementa con una prueba de linealidad. La contribución a la incertidumbre relacionada con la linealidad se considerará en el cálculo de la incertidumbre de medida cuando se utiliza el sistema de medición. La comparación con el sistema de medición de referencia se lleva a cabo a no menos de a=2 niveles de tensión, donde el nivel más alto de tensión es igual a la tensión máxima del sistema de medición de referencia. La prueba de linealidad necesaria se lleva a cabo a no menos de b=2 niveles de tensión, con un nivel igual -11-

al nivel máximo de comparación. Los niveles de tensión serán elegidos de forma que comprenden al menos el nivel máximo y mínimo de la escala de medición asignada, y que se cumpla:

+

(7)

≥6

El factor de escala asignado F se toma como el valor medio de los factores de escala tomados con el sistema de medición de referencia:

=

1

(8)

La incertidumbre estándar Tipo A del factor de escala Fm se obtiene como la más grande de las incertidumbres típicas individuales Ug. Y una contribución no lineal de los valores de calibración.

=

√ 

max →

−1

(9)

En la Figura 3 se muestra un diagrama explicando el procedimiento.

Figura 3.

Comparación en un rango limitado con una prueba adicional de linealidad.

2.3. METODO 2 - DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE ESCALA DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN POR LOS FACTORES DE ESCALA DE SUS COMPONENTES (MÉTODO ALTERNATIVO).

-12-

El factor de escala asignado del sistema de medición se determinará como el producto de los factores de escala de su dispositivo de conversión, su sistema de transmisión, cualquier atenuador secundario, y su instrumento de medición. Para el dispositivo de conversión y la red de transporte o su combinación, el factor  de escala se medirá por uno de los métodos que se indican a continuación. No es necesario probar por separado los sistemas de transmisión que consisten sólo de cables. El factor de escala de un instrumento de medición se determina de acuerdo a la norma o mediante la realización de una calibración y pruebas de acuerdo con los procedimientos anteriores. La determinación del factor de escala de un componente puede ser realizada por  uno de los métodos siguientes: comparación con un componente de referencia (por ejemplo, un divisor de tensión en comparación con un divisor de tensión de referencia) o la aplicación de un calibrador de precisión de bajo voltaje. Mediciones simultáneas de sus magnitudes de entrada y salida. Un método puente o medida de la relación de baja tensión precisa. Cálculo basado en impedancias medidas. •

• • •

Para cada componente del sistema de medición las contribuciones tipo A y tipo B a la incertidumbre deben ser estimadas y la incertidumbre combinada para cada componente debe ser calculada teniendo en cuenta las contribuciones a la incertidumbre de los equipos de medición usados para la calibración. La incertidumbre expandida de la medida de tensión se obtiene mediante la combinación de las incertidumbres combinadas de los componentes de acuerdo con las disposiciones de la Guía ISO/IEC 98-3. 2.4.

PRUEBA DE LINEALIDAD

La prueba sólo se diseñó para proporcionar una extensión de la validez del factor  de escala de la tensión máxima a la que una calibración por comparación en un rango limitado se ha llevado a cabo, hasta el límite superior del rango de medición asignado (Figura 3). La salida del sistema de medición deberá ser comparada con un dispositivo o sistema que ha demostrado su linealidad o se puede presumir de ser lineal en todo el rango de tensión completo. El fracaso para demostrar la linealidad utilizando un método de este tipo no significa necesariamente que el sistema de medición es no lineal. En este caso será elegido otro método adecuado para la prueba de linealidad. La relación entre la lectura entre el sistema de medición y el dispositivo de comparación o sistema, se establecerá como se describe en 5.2.1.1

-13-

para B voltajes diferentes que van desde el límite superior del rango de medición asignado hasta una tensión a la que el factor de escala ha sido determinado (Figura 3). La evaluación de la linealidad se basa en la desviación máxima de los rangos de Rg de la media Rm de los coeficientes de b de la tensión medida a la tensión correspondiente del dispositivo de comparación. La desviación máxima se toma como una estimación de tipo B de la incertidumbre estándar relacionado a la no linealidad del factor de escala en el rango de tensión extendida (Figura 4):

=

Figura 4. 2.5.

√ 

max →

−1

(10)

Prueba de linealidad del sistema de medición con un equipo lineal en un rango de tensiones extendido.

MÉTODOS ALTERNATIVOS USADOS A CONVENIENCIA.

Comparación con un sistema de medición calibrado. La salida del sistema de medición se compara con la salida de un sistema de medición calibrado de acuerdo con el procedimiento para la prueba de linealidad descrito anteriormente. La linealidad del sistema de medición calibrado deberá preferiblemente estar establecido con el método de comparación descrito anteriormente. •

-14-

Comparación con la tensión de entrada de un generador de alta tensión lineal. La salida del sistema de medición se compara con la tensión de entrada del generador de alta tensión teniendo en cuenta los niveles de tensión de acuerdo a la prueba de linealidad. •

Comparación con la salida de un instrumento de medición de campo eléctrico (sonda de campo). El sistema de medición se puede comprobar en contra de un sistema de medición de respuesta al campo eléctrico de modo que se encuentre en una forma tal que se mida un campo proporcional a la tensión que mide el sistema de medición. El sistema de medición de campo eléctrico, proporcionará una respuesta adecuada para el tipo de voltaje que se mide. •

Comparación con un espacio de aire estándar de acuerdo con IEC 60052. El sistema de medición de corriente alterna o de tensión de impulso tipo rayo/maniobra puede ser contrastada con electrodos tipo esfera. Para un sistema de medición de tensión continua se aplicará un electrodo punta/punta. En ambos casos, la comparación se efectuará de conformidad con las disposiciones de la norma IEC 60052. •

La prueba de linealidad completa se hará dentro de un tiempo suficientemente corto para que las condiciones atmosféricas no cambien y, por tanto, las correcciones atmosféricas no tienen que ser utilizadas. De lo contrario, las correcciones de acuerdo con la norma IEC 60060-1 se aplicarán sobre la base de las condiciones atmosféricas registradas. Método para dispositivos de conversión de secciones múltiples (divisores de tensión). Para un dispositivo de conversión que consiste en varios brazos de alta tensión idénticos se realizarán las siguientes pruebas:  Un ensayo tipo en un dispositivo completo de conversión equivalente (equipada con sus electrodos).  Se efectuará una medición de la capacitancia y/o resistencia de cada unidad de alta tensión en cinco voltajes igualmente espaciados (similar a la especificada en el procedimiento para la determinación del factor de escala por comparación en todo el rango de medición). Se calcula el factor de escala para cada tensión de los valores de capacitancia y/o resistencia y la del brazo de baja tensión.  Una prueba de que el dispositivo de conversión de ensamblado no se ve afectado significativamente por corona y otras influencias en el límite superior del rango de medición asignado. •

-15-

3.

3.1.

COMPORTAMIENTO DINÁMICO

REQUISITOS GENERALES

La respuesta de un componente en particular o un sistema de medición debe ser  representada en sus condiciones representativas de su uso. Particularmente para estructuras energizadas y aterrizadas. Los métodos preferidos de medida son la respuesta de amplitud/frecuencia para tensiones continuas o alternas, y la determinación de los factores de escala y los parámetros de tiempo en el límite superior e inferior de la época nominal para tensiones de impulso. Una estimación de tipo B de la incertidumbre estándar  relativa relacionada con el comportamiento dinámico está dada por:

=

√ 

max →

−1

(11)

donde k es el número de determinaciones de factor de escala dentro de un rango de frecuencia, o dentro de una gama de parámetros de tiempo que definen la época de impulso nominal, Fi son los factores individuales escala y F es el factor  de escala media dentro de la época nominal. 3.2.

DETERMINACIÓN DE LA RESPUESTA AMPLITUD/FRECUENCIA

El sistema o componente se somete a una entrada sinusoidal de amplitud conocida, por lo general a un nivel bajo, y la salida se mide. Esta medida se repite para una adecuada gama de frecuencias. Las desviaciones del factor de escala se evalúan de acuerdo con la anterior ecuación. 3.3. MÉTODO DE REFERENCIA PARA LOS SISTEMAS DE MEDICIÓN DE TENSIÓN DE IMPULSO. Los registros de la tensión de impulso tomados para la calibración del factor de escala (descrito anteriormente en los métodos utilizados para la determinación del factor de escala) se utilizan para los límites de la época nominal, y la contribución a la incertidumbre de la tensión y mediciones de parámetros de tiempo serán evaluadas de acuerdo con la fórmula anterior.

-16-

4.

4.1.

CALCULO DE LA INCERTIDUMBRE PARA EL FACTOR DE ESCALA

CONSIDERACIONES GENERALES.

 Aquí se da un procedimiento simplificado para determinar la incertidumbre expandida del factor de escala asignado F de un sistema de medida. Se basa en varios supuestos, que en muchos casos pueden ser ciertos, pero deben ser  verificados en cada caso individual. Las principales hipótesis son las siguientes: No existe correlación entre las cantidades de medición. Las incertidumbres de norma evaluadas por el método de Tipo B tienen una distribución rectangular. Las mayores tres contribuciones a la incertidumbre tienen aproximadamente la misma magnitud. • •

•

Estos supuestos conducen a un procedimiento de evaluación de la incertidumbre expandida del factor de escala F, tanto para la situación de calibración y para el uso de un sistema de medición calibrado en las mediciones. La incertidumbre expandida de la calibración Ucal se estima a partir de la incertidumbre de la calibración del sistema de referencia y de la influencia de otras cantidades, tales como la estabilidad del sistema de medición de referencia y parámetros ambientales durante la calibración. La incertidumbre expandida de una medición Um de la cantidad de prueba se evaluó a partir de la incertidumbre de la calibración del factor de escala del sistema de medición calibrado y de la influencia de otras cantidades discutidos más adelante, tales como la estabilidad del sistema de medición y parámetros ambientales durante la medición, ya que no se consideran en el certificado de calibración. 4.2.

INCERTIDUMBRE DEBIDA A LA CALIBRACIÓN.

La incertidumbre expandida debido a la calibración del factor de escala Ucal se calcula a partir de la incertidumbre del sistema de medición de referencia y las incertidumbres de tipo A y tipo B:

= ∙

2

+

-17-

2

+ ∑ =0

2

(12)

Donde: k=2 es el factor de cobertura para un nivel de confianza del 95% aproximadamente y una distribución normal. Uref es la incertidumbre combinada del factor de escala del sistema de referencia. U A es la incertidumbre tipo A. UBi es la suma de todas las contribuciones tipo B a la incertidumbre. Estas contribuciones están relacionadas con el sistema de medición de referencia, y se deben a la no linealidad, la inestabilidad a corto y largo plazo, etc., y son determinadas por mediciones adicionales o estimadas a partir de otras fuentes de datos. Influencias relacionadas con los sistemas de medición calibrados, tales como su estabilidad a corto plazo, y la resolución de la medición, se tendrán también en cuenta si son significativos durante la calibración. •

•

• •

El número N de contribuciones a la incertidumbre de tipo B puede ser diferente para los distintos tipos de tensiones de prueba (continua, alterna o impulso). Si la calibración se realiza en todo el rango de medición asignado completo, no se requiere prueba de linealidad. Si el factor de escala asignado del sistema de medición se calcula a partir de los de sus componentes, las incertidumbres típicas de la calibración de los componentes deberá ser combinados con aquellos que describen las condiciones adicionales del sistema de medición y su entorno. 4.3. INCERTIDUMBRE DEBIDO A LA MEDICIÓN USANDO UN EQUIPO DE MEDICIÓN CALIBRADO. La estimación de la incertidumbre expandida debido a la medición del valor de la tensión de ensayo es la responsabilidad del usuario. Sin embargo, esta estimación se puede dar por un rango determinado de condiciones de medición junto con el certificado de calibración. La incertidumbre relativa expandida de medición del valor de la tensión de se calcula a partir de la incertidumbre típica combinada del factor de escala asignado según lo determinado en la calibración del sistema de medición calibrado y contribuciones adicionales de incertidumbre Tipo B:

= ∙

2

+ ∑ =0

-18-

2

(13)

El certificado de calibración puede incluir información tanto sobre la incertidumbre de la calibración, Ucal, y la incertidumbre expandida debido a la medición del valor  de la tensión de prueba UM.

-19-

5.

CONCLUSIONES

Un sistema de medición contiene un dispositivo de conversión que tiene sus pines incluidos dentro del circuito de alta tensión y a tierra, un sistema de transmisión que va conectado a los terminales de salida del dispositivo de conversión y a los dispositivos de medición atenuando y adaptando los niveles, un elemento de medición. El factor de escala es el factor por el cual se multiplica la medida tomada en el equipo de medición para obtener el nivel real aplicado previo al sistema de medición. Todo equipo de medición debe ser sometido a una prueba inicial, pruebas de funcionamiento y verificaciones de funcionamiento durante su vida útil. Todo esto para verificar la estabilidad de la incertidumbre del equipo en largos periodos de tiempo. El intervalo entre las pruebas de rendimiento se basa en la evaluación de la estabilidad anterior del sistema de medición. Se recomienda que la prueba de rendimiento se repita anualmente, pero el intervalo máximo no podrá ser superior  a cinco años. Se efectuarán verificaciones a intervalos basados en la estabilidad registrada por el sistema de medición, como se muestra en el reporte de calibración. El intervalo desde la última calibración o verificación no podrá ser  superior a un año. Se pueden realizar la determinación del factor de escala de un sistema de medición por dos métodos, por comparación con un equipo calibrado (ya sea en la totalidad del rango de medición o en un rango limitado), o por la multiplicación de los factores de escala de sus componentes. La incertidumbre del factor de escala obtenido, tiene contribuciones tipo A o tipo B dependiendo de la linealidad o no de las componentes, la inestabilidad a corto y largo plazo, la resolución de la medición y los efectos de las condiciones atmosféricas. Todas las anteriores deben ser tenidas en cuenta para el cálculo de la incertidumbre dependiendo de si son significativos durante la calibración o no.

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6.

BIBLIOGRAFÍA

[1] International Electrotechnical Commission (IEC), IEC 60060-2 High-voltage test techniques – Part 2: Measuring systems, 2010.

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