Ministério da Indústria e do Comércio
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial INMETRO
Portaria no 149 de 24 de outubro de 1985
O Presidente do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial INMETRO, no uso de suas atribuições que lhe confere o item 4.1, letra g, da Regulamentação
Metrológica aprovada pela Resolução no 1 do CONMETRO, em 27 de abril de 1982, resolve:
Art. 1o
- Aprovar as Instruções que com esta baixa, relativas às condições a que devem
satisfazer, nas aprovações de modelos, os medidores de energia ativa de indução,
polifásicos, classe 2.
Art. 2o
- Esta Portaria entrará em vigor na data de sua publicação, revogadas as disposições
em contrário.
Juarez Távora Veado
Presidente do INMETRO
1
INSTRUÇÃO A QUE SE REFERE A PORTARIA INMETRO NO 149 DE 24 DE OUTUBRO DE
1985.
1.
OBJETIVO E CAMPO DE APLICAÇÃO
1.1
As presentes Instruções fixam as condições mínimas exigidas para a aprovação de
modelo de medidores de energia ativa polifásicos, classe 2, baseados no princípio de
indução. Para efeito das presentes Instruções a expressão “Medidor de Energia Ativa
Polifásicos, classe 2”, será designada simplesmente por Medidor.
1.2
Os medidores de energia ativa polifásicos, classe 2, baseados no princípio de indução,
objeto das presentes Instruções são os seguintes:
a) de dois elementos motores, três fios, ligação estrela ou triângulo;
b) de dois elementos motores, quatro fios, ligação triângulo;
c) de três elementos motores, quatro fios, ligação estrela.
1.3
As presentes Instruções não se aplicam a medidores especiais tais como:
totalizadores, de demanda, de múltiplas tarifas, de encaixe, de fabricação específica
para painéis, medidores monofásicos e outros.
2.
DEFINIÇÕES
2.1
Medidor.
2.1.1
Medidor de energia ativa polifásico - medidor de energia ativa de dois ou três elementos
motores.
2.1.2
Medidor de energia ativa polifásico classe 2 - medidor de energia ativa polifásico, cujos
erros não excedem 2% para todos os valores de corrente entre 10% da corrente nominal
e a corrente máxima, com tensão e freqüência nominais e fator de potência unitário.
2.2
Medidor padrão
2.2.1
Medidor padrão - medidor projetado especialmente para serviço de calibração e aferição.
2.2.2
Medidor padrão de referência - medidor padrão destinado a aferir os demais padrões do
laboratório.
2.2.3
Medidor padrão de intercomparação - medidor padrão destinado a comparar os
medidores padrão de referência, de diferentes laboratórios.
2.2.4
Medidor padrão de serviço - medidor padrão destinado à aferição de medidores.
2.3
Partes do medidor
2.3.1
Base - parte do medidor destinada à sua instalação e sobre a qual são afixadas a
estrutura, a tampa do medidor, o bloco de terminais e a tampa do bloco terminais.
2.3.2
Estrutura - armação destinada a fixar algumas partes do medidor à base.
2.3.3
Terminais - dispositivos destinados a ligar o medidor no circuito a ser medido.
2.3.4
Terminal de prova - dispositivo destinado a separar o circuito de potencial do circuito de
corrente do mesmo elemento motor, para fins de ensaios.
2.3.5
Compartimento do bloco de terminais - parte onde fica localizado o bloco de terminais.
2.3.6
Bloco de terminais - suporte em material isolante agrupando os terminais do medidor.
2.3.7
Tampa do bloco de terminais - peça destinada a cobrir e proteger o bloco de terminais e
o compartimento do bloco de terminais, quando existir.
2.3.8
Registrador - conjunto formado pelo mostrador, sistema de engrenagens e ponteiros ou
cilindros ciclométricos.
2.3.9
Mostrador - placa sobre a qual são marcados os círculos numerados ou que contém
2
abertura para leitura dos algarismos do ciclômetro.
2.3.10
Primeiro ponteiro - ponteiro que indica a menor quantidade de energia expressa em
números inteiros de quilowatts-hora.
2.3.11
Ciclômetro - tipo de registrador dotado de cilindros com algarismos.
2.3.12
Primeiro cilindro ciclométrico - cilindro do ciclômetro que indica a menor quantidade de
energia expressa em números inteiros de quilowatts-hora.
2.3.13
Elemento motor - conjunto formado pela bobina de potencial e por uma ou mais bobinas
de corrente com seu respectivo núcleo destinado a produzir um conjugado motor sobre o
elemento móvel.
2.3.14
Núcleos - conjunto de lâminas de material magnético que forma os circuitos magnéticos
das bobinas de potencial e de corrente.
2.3.15
Bobina de corrente - bobina cujo campo magnético resultante é função da corrente que
circula no circuito cuja energia se pretende medir.
2.3.16
Bobina de potencial - bobina cujo campo magnético resultante é função da tensão do
circuito cuja energia se pretende medir.
2.3.17
Dispositivos de calibração - dispositivos por meio dos quais se calibra o medidor para
que indique dentro dos erros admissíveis, a energia a ser medida.
2.3.18
Dispositivos de compensação - dispositivos destinados à compensação automática dos
erros introduzidos por variações de temperatura, sobrecarga, ou outras causas.
2.3.19
Elemento móvel - conjunto formado pelo disco, eixo e partes solidárias que gira com
velocidade proporcional à potência elétrica do circuito cuja energia se pretende medir.
2.3.20
Mancais - conjunto de peças destinadas a manter o elemento móvel em posição
adequada a permitir sua rotação.
2.3.21
Elementos frenador - parte do medidor, compreendendo um ou mais imãs, destinada a
produzir um conjugado frenador sobre o elemento móvel.
2.3.22
Placa de identificação - placa colocada no medidor, pelo fabricante, para identificá-lo.
2.3.23
Tampa do medidor - peça sobreposta à base para cobrir e proteger a estrutura e todas as
peças nela montadas.
2.3.24
Catraca - dispositivo mecânico que impede o movimento do elemento móvel em sentido
contrário ao normal.
2.4
Constantes, erros e relações
2.4.1
Constante de disco (Kd) - número de watts-hora correspondentes a uma rotação
completa do elemento móvel.
2.4.2
Constante do registrador (K) - número pelo qual se deve multiplicar a leitura do
mostrador para se obter a quantidade de energia elétrica a ser medida.
2.4.3
Constante primária (Kp) - constante do disco multiplicada pela relação de transformação
dos transformadores para instrumentos associados ao medidor.
2.4.4
Erro absoluto - diferença entre a quantidade de energia elétrica determinada através da
indicação do medidor e a determinada através da indicação do medidor padrão ou pelo
método da Potência x Tempo. Se a diferença é negativa, o medidor está atrasado; se é
positiva o medidor está adiantado.
2.4.5
Erro relativo - quociente obtido da divisão do erro absoluto pela quantidade de energia
elétrica determinada através da indicação do medidor padrão ou pelo método de
Potência x Tempo.
2.4.6
Erro percentual - erro relativo do medidor multiplicado por 100.
2.4.7
Erro percentual admissível - maior erro percentual do medidor admitido nestas
3
Instruções.
2.4.8
Exatidão percentual - quociente obtido da divisão da energia determinada através da
indicação do medidor pela energia determinada através do medidor padrão (ou pelo
método da Potência x Tempo) multiplicada por 100.
2.4.9
Relação do registrador (Rr) - número de rotações da roda que engrena com o elementos
móvel, correspondente a uma rotação completa do primeiro ponteiro ou cilindro
ciclométrico.
2.4.10
Relação do acoplamento (Ra) - número de rotações do elemento móvel correspondente a
uma rotação completa da primeira roda do registrador.
2.4.11
Relação total das engrenagens (Re) - número de rotações do elemento móvel,
correspondente a uma rotação completa do primeiro ponteiro ou cilindro ciclométrico.
2.5
Termos usados nos ensaios
2.5.1
Aferição - determinação dos erros do medidor.
2.5.2
Calibração - manejo dos dispositivos de calibração do medidor, de modo a fazê-lo
indicar, dentro dos erros admissíveis, a energia a ser medida.
2.5.3
Tensão de calibração - tensão com a qual é calibrado o medidor.
2.5.4
Tensão nominal - tensão para a qual o medidor é projetado e que serve de referência
para a realização dos ensaios constantes das presentes Instruções.
2.5.5
Freqüência nominal - freqüência para a qual o medidor é projetado e que serve de
referência para a realização dos ensaios constantes das presentes Instruções.
2.5.6
Corrente nominal - intensidade de corrente para a qual o medidor é projetado e que serve
de referência para a realização dos ensaios constantes das presentes Instruções.
2.5.7
Corrente máxima (Imax) - maior intensidade de corrente estabelecida pelo fabricante que
pode ser conduzida em regime permanente sem que o medidor deixe de satisfazer às
condições mínimas das presentes Instruções.
2.5.8
Carga pequena - Carga que corresponde a uma corrente no medidor igual a 1/10 da
corrente nominal, com tensão e freqüência nominais e com fator de potência unitário.
2.5.9
Carga nominal - carga que corresponde a uma corrente no medidor igual à corrente
nominal, com tensão e freqüência nominais e com fator de potência unitário.
2.5.10
Carga indutiva - carga que corresponde a uma corrente no medidor igual à corrente
nominal, com tensão e freqüência nominais e com fator de potência igual a 0,5 indutivo.
2.5.11
Fator de distorção de uma onda - relação entre o valor eficaz do resíduo (obtido
subtraindo-se da onda completa o seu termo senoidal) e o valor eficaz da onda
completa, expressa em percentagem.
2.5.12
Velocidade nominal - velocidade angular do elemento móvel quando o medidor está
calibrado com erro zero e alimentado com tensão, freqüência e corrente nominais e o
fator de potência é unitário.
3.
CLASSIFICAÇÃO EM MODELOS E GRUPOS
3.1
Consideram-se de um mesmo modelo, os medidores feitos por um mesmo fabricante,
com a mesma designação, mesmo projeto básico e que apresentam as seguintes
características comuns:
a) disposição, forma e montagem dos circuitos magnéticos;
b) disposição, forma e montagem dos circuitos elétricos;
c) velocidade nominal;
d) conjugado motor à carga nominal, por elemento;
e) compensações;
4
f) dispositivos de calibração;
g) sistemas de mancais;
h) relação entre a corrente máxima e a corrente nominal;
i) características elétricas e mecânicas dos discos;
j) dimensões externas;
l) número de elementos motores;
m) número de discos;
n) número de ímãs;
o) número de fios;
p) peso do elemento móvel;
3.2
Medidores feitos por fabricantes distintos, ainda que tenham o mesmo projeto básico e
apresentem características comuns, devem ter designação de modelo diferente.
3.3
Medidores de um mesmo modelo são divididos em grupos segundo as características
abaixo:
a) tensão nominal;
b) freqüência nominal;
c) corrente nominal.
4.
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
4.1
Base - A base do medidor deve ser de construção rígida, fabricada em liga de alumínio
silício fundida sob pressão e não deve ter parafusos, rebites ou dispositivos de fixação
das partes internas do medidor que possam ser retiradas sem violação do selo da tampa
do medidor. A base deve ter dispositivos para sustentar o medidor e um ou mais furos
na sua parte inferior ou no bloco de terminais para sua fixação, localizados de modo a
impedir a remoção do medidor sem violação dos selos da tampa do bloco de terminais.
4.2
Bobinas de corrente - As bobinas de corrente devem ser montadas de modo a não
produzirem vibrações audíveis e não sofrerem deslocamentos que possam afetar a
calibração do medidor.
4.3
Bobinas de potencial - As bobinas de potencial devem ser montadas de modo a ficarem
fixadas ao núcleo e não produzirem vibrações audíveis.
4.4
Compartimento do bloco de terminais - O compartimento do bloco de terminais, quando
existir, deve formar com a base uma peça única.
4.5
Bloco de terminais - O bloco de terminais deve ser feito de material isolante capaz de
não apresentar deformações visíveis após o medidor ter sido submetido ao ensaio de
aquecimento com a corrente máxima.
4.6
Terminais de prova - Os medidores da amostra destinados a aprovação do modelo
devem possuir terminais de prova, exceto no caso de haver terminais separados para
cada bobina de potencial.
4.7
Discos - Os discos devem ter rigidez suficiente para evitar empeno. A borda, de pelo
menos um disco, deve ter marca indelével de cor preta para referência na contagem das
rotações, marca e/ou ranhuras para aferição estroboscópica e 100 divisões ou riscos,
numeradas de dez em dez, para aferição por comparação com o medidor padrão.
4.8
Dispositivos de calibração - os medidores devem ter dispositivos de calibração para
carga pequena, carga nominal e carga indutiva.
Os medidores devem possuir, além desses dispositivos, o do equilíbrio dos conjugados.
Estes dispositivos devem ser de fácil operação e não devem sofrer alterações, seja com
5
o decorrer do tempo, ou causadas por golpes ou vibrações a que os medidores estão
sujeitos.
Ficam dispensados dos dispositivos de calibração para a carga indutiva, os medidores
que possuírem compensação para este fim.
4.9
Dispositivos de selagem - Todo medidor deve ter dispositivos independentes para
selagem da tampa do medidor e da tampa do bloco de terminais.
4.10
Estrutura - A estrutura deve ter rigidez suficiente para evitar deformações que possam
afetar a exatidão da medição; a estrutura pode formar com a base uma peça única.
4.11
Ímãs - Os ímãs devem ter acabamento que evite ferrugem, corrosão, formação de
escamas e devem ser fabricados com material que mantenha indução magnética
praticamente inalterável com o tempo.
4.12
Mancais - Os mancais não devem produzir vibrações audíveis do elemento móvel e
devem ser de fácil substituição.
4.13
Mostrador - O mostrador deve ser do tipo de ponteiros ou de ciclômetro. Os centros dos
círculos numerados devem estar dispostos numa reta horizontal ou em um arco com
corda horizontal. Em ambos os tipos deve indicar pelo menos 9999 kWh para a
constante do registrador “K” igual a um. Quando “K” for diferente de um, seu valor deve
ser indicado no mostrador assim:
K=................
ou Multiplicar por . . . . . . . . . . . . . . .
4.14
Registrador - O registrador não deve efetuar um ciclo completo quando o medidor é
submetido a funcionamento contínuo durante 400 h com a corrente máxima, tensão
nominal, freqüência nominal e fator de potência unitário.
O registrador deve ter disposição tal que permita sua fácil substituição e deve ter relação
Rr gravada frontalmente em lugar visível.
4.15
Sentido de rotação do elemento móvel - O sentido de rotação do elemento móvel deve
ser da esquerda para a direita do medidor visto de frente e deve ser indicado por uma
seta.
4.16
Sentido de rotação dos ponteiros e relação de engrenagens - O primeiro ponteiro deve
girar no sentido horário; os demais ponteiros que se seguem ao primeiro devem girar
alternadamente em sentidos contrários. A relação de engrenagens dos ponteiros deve
ser de 10:1.
4.17
Tampa do medidor - A tampa do medidor deve ser inteiriça, moldada em uma única peça
indeformável e totalmente transparente; deve ser adaptada à base de modo a impedir a
entrada de insetos e de poeira, bem como impedir a fraude por introdução de corpos
estranhos sem deixar vestígios; não deve ter furos na face frontal; deve ser montada
sobre uma gaxeta de material não higroscópico e resistente à deterioração nas
condições normais de serviço.
4.18
Tampa do bloco de terminais - A tampa do bloco de terminais deve ter gravadas as
indicações LINHA e CARGA e deve conter na face interior e esquema de ligações
internas do medidor que deve estar de acordo com os esquemas das figuras 1 a 7.
4.19
Terminais - os terminais devem permitir ligações seguras e permanentes dos condutores
da LINHA e da CARGA, e devem ter capacidade para suportar a corrente máxima do
medidor. A disposição dos terminais deve ser do tipo de ligação LINHA-CARGA, e deve
estar de acordo com as figuras 1 a 7.
4.20
Placa de identificação - Todo medidor deve ser provido de placa de identificação
colocada de modo a ser visível com a tampa do medidor no lugar, contendo no mínimo,
as seguintes informações marcadas de modo indelével:
a) nome ou marca do fabricante (. . . . . . . . . . . . . . . .)
6
b) número de série (. . . . . .) - ano de fabricação (. . . . . . .)
c) modelo (. . . . . . . . . . . . . .)
d) freqüência nominal, tensão nominal e corrente nominal (. . . .Hz. ... . .V. . . . .A)
e) número de fases (. . . . . . . . . . . . . . . . . FASES)
f) número de elementos motores (. . . . . . . . - ELEMENTOS) ou (. . . . . . . . .EL)
g) número de fios (. . . . . . . . . . . . . FIOS)
h) constante do disco (Kd . . . . . . . . . . . . . . .Wh/r)
i) corrente máxima (Imax . . . . . . . . . . . . . .)
j) classe (. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .)
l) relação de transformação (
)
m) Portaria de aprovação de modelo (Ap. Mod. INMETRO no. . . . . . . . . . . ./19. . . )
O nome ou marca do fabricante poderá estar indicado no mostrador em vez de na placa
de identificação.
Na placa de identificação deve constar apenas um valor nominal para freqüência, um
para tensão e um para corrente.
A reserva de espaço para a relação de transformação destina-se, apenas, aos casos em
que é necessária esta indicação.
4.21
Tensão nominal - as tensões nominais devem ser:
120V ou 240V ou 360V ou 480V.
4.22
Corrente nominal - as correntes nominais devem ser:
15A para medidores destinados à instalação sem transformadores de corrente;
2,5A para medidores destinados à instalação com transformadores de corrente;
4.23
Corrente máxima - as correntes máximas devem ser:
120A para medidores destinados à instalação sem transformadores de corrente;
10A para medidores destinados à instalação com transformadores de corrente;
4.24
Freqüência nominal - a freqüência nominal deve ser:
60 Hz.
4.25
Velocidade nominal - a velocidade nominal do elemento móvel deve ser:
8 1/3 rpm ou 16 2/3 rpm.
4.26
Dimensões máximas - as dimensões máximas dos medidores devem estar de acordo
com a figura 11.
4.27
Todas as partes ou peças que constituem o medidor devem ser constituídas por
materiais que permitam desempenho praticamente inalterável do medidor durante sua
vida útil que, no mínimo, deve ser 15 anos, e que dificultem a possibilidade de fraude,
deformações mecânicas, corrosão excessiva e desgaste prematuro.
5.
AMOSTRAGEM
5.1
A amostra deve ser constituída de quatro medidores do mesmo modelo e grupo, dos
quais três devem ser submetidos a todos os ensaios constantes das presentes
Instruções e o outro deve ser desmontado para verificação das características
construtivas.
5.2
Os medidores devem ser acompanhados das instruções em português relacionadas a
seguir:
7
5.2.1
Procedimento para calibração em circuito monofásico, bem como para o equilíbrio dos
conjugados.
5.2.2
Informação das características dos subitens c - d - i - m - n -p do item 3.1 das presentes
instruções.
5.2.3
Valores limites das tensões de calibração.
5.2.4
Desenho esquemático contendo o disposto nos subitens a - b - e - f - g - j do item 3.1
destas Instruções, bem como do compartimento do bloco de terminais, se existir, do
bloco de terminais, dos terminais e da tampa do bloco de terminais.
5.2.5
Informações dos materiais que constituem as partes e peças do medidor, tais como:
tampa do medidor, base, estrutura, mancais, imã e bloco de terminais.
5.3
No recebimento da amostra os medidores devem ser inspecionados. Os medidores
encontrados com defeitos ocasionados pelo transporte deverão ser substituídos. A
amostra com falta de uniformidade nas placas de identificação ou com placa em
desacordo com o item 4.20 deverá ser substituída.
5.4
Após a conclusão dos exames e ensaios a amostra não será devolvida. Os medidores
que constituem a amostra serão arquivados no INMETRO.
6.
CONDIÇÕES GERAIS PARA A REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS
6.1
Antes de serem iniciados os ensaios, os medidores devem ser aferidos e, se
necessário, calibrados conforme o estabelecido no item 5.2, de maneira a ajustar os
erros percentuais de acordo com o item “a” das observações da tabela 4. Os medidores
devem ser também ajustados quanto ao equilíbrio dos conjugados de acordo com as
instruções do fabricante (item 5.2).
6.2
Após o ensaio da verificação das margens de calibração, os medidores devem ser 5.2m,
não sendo mais permitido atuar em sua calibração após essa operação.
6.3
A aferição dos medidores em todas as condições de todos os ensaios, em que é
exigida a determinação de seus erros, deve ser feita pelo método da Potência x Tempo
ou pelo método do Medidor Padrão.
6.4
Durante os ensaios, os medidores devem estar na posição vertical com uma tolerância
de ± 0,5°.
6.5
Os ensaios devem ser feitos utilizando-se tensões e correntes com forma de onda
senoidal, cujo fator de distorção não exceda 5%.
6.6
Durante os ensaios as variações da freqüência não devem exceder a ± 0,5% e as
variações da tensão e da corrente não devem exceder ±2%.
6.7
Os ensaios devem ser realizados na ordem indicada no item 7.1.
6.8
Diariamente, antes de iniciar os ensaios, os medidores devem ficar durante uma hora
sob tensão e freqüência nominais.
6.9
As correntes de ensaio devem ser aplicadas em valores progressivos e na passagem de
uma para a outra condição de cada ensaio, deve-se aguardar um intervalo de tempo
suficiente (cerca de 10 min) para que os medidores alcancem um regime estável, antes
de iniciar a contagem do número de rotações para a determinação dos seus erros.
6.10
Em cada condição de qualquer ensaio, deve ser anotada a temperatura ambiente.
6.11
A temperatura ambiente média, determinada durante a calibração dos medidores, deve
ser considerada como a temperatura de referência e deve estar compreendida entre
20°C e 30°C. Durante os ensaios (com exceção da verificação do aquecimento com a
corrente máxima), a temperatura ambiente também deve estar compreendida entre 20°C
e 30°C, e não deve variar acima de ± 2°C.
6.12
Deve ser aplicado o coeficiente de temperatura Ct calculado de acordo com o item
7.2.12, sempre que o erro percentual ultrapassar o erro admissível devido à influência da
8
elevação de temperatura.
6.13
Na apreciação dos erros admite-se um afastamento de 0,3%.
6.14
Nos medidores com registradores do tipo ciclométrico, os ensaios devem ser efetuados
quando somente o cilindro mais rápido estiver girando.
6.15
Os medidores polifásicos devem ser ensaiados com todos os circuitos de potencial
ligados em paralelo e com todos os circuitos de corrente ligados em série, exceto
quando o ensaio especificar em contrário.
6.16
O sistema de referência (medidor padrão ou equipamento do método da Potência x
Tempo) usado em qualquer ensaio deve estar aferido o mais próximo possível da
condição em que ele for utilizado.
6.17
Após a realização dos ensaios os medidores ensaiados não deverão apresentar
eventuais deformações, sinais de oxidação, volatização e condensação excessiva.
7.
ENSAIOS
7.1
Os ensaios são os seguintes:
a) dielétrico (ensaio de tensão aplicada);
b) verificação das margens de calibração;
c) independência dos elementos motores;
d) comparação dos circuitos de corrente para medidores de dois elementos, quatro fios,
ligação triângulo;
e) marcha em vazio;
f) determinação da corrente de partida;
g) influência da variação da corrente;
h) influência da variação do fator de potência para medidores de dois elementos, três
fios, ligação triângulo;
i) influência da variação da tensão;
j) influência da variação da freqüência;
l) influência da variação da posição do medidor;
m) influência do campo magnético externo;
n) influência da elevação da temperatura;
o) influência da sobrecarga de curta duração;
p) influência do atrito do registrador;
q) verificação do aquecimento com a corrente máxima;
r) perdas (ativa e aparente) de cada circuito de potencial;
s) perdas (ativa e aparente) de cada circuito de corrente;
t) verificação da permanência à carga pequena;
u) dielétrico (ensaio de tensão aplicada reduzida).
Se no decorrer dos ensaios forem verificadas indicações de instabilidade, o medidor
deverá ser submetido, imediatamente, ao ensaio de verificação da permanência à carga
pequena, de acordo com o item 7.2.19.
7.2
Descrição dos ensaios
7.2.1
Dielétrico (ensaio de tensão aplicada) - o ensaio deve ser feito:
a) entre os terminais de linha (ou de carga), com os terminais de prova desligados;
9
b) entre os terminais de linha (ou de carga) e a base do medidor com os terminais de
prova ligados.
Nos medidores com terminais separados para cada bobina de potencial, este ensaio
também deverá ser feito entre os circuitos de corrente e potencial, e entre cada um
deles e a base
Aplica-se uma tensão eficaz de 100V à freqüência nominal, aumentando-se essa tensão
à razão de 100V, em cada 5s, até atingir-se 2500V.
A tensão é mantida nesse valor durante 60s, e é reduzida depois a zero, na mesma
razão.
Durante o ensaio não deverá ocorrer descarga disruptiva nem ruído característico de
efeito corona.
7.2.2
Verificação das margens de calibração - as margens de calibração para a carga
nominal, carga indutiva e carga pequena, devem ser determinadas, partindo-se do
medidor calibrado e atuando-se nos respectivos dispositivos de calibração.
As margens de calibração do equilíbrio dos conjugados, devem ser determinadas com
todos os circuitos de potencial ligados em paralelo e com cada circuito de corrente
ligado individualmente com carga nominal. Partindo-se do medidor calibrado,
determinam-se as margens de equilíbrio dos conjugados atuando-se no dispositivo
adequado do elemento considerado.
Nos medidores de dois elementos, quatro fios, ligação triângulo, as duas bobinas de
corrente que constituem um dos elementos motores, devem ser ligadas em série.
As margens de calibração não poderão ser inferiores a:
± 2% na carga nominal;± 1% na carga indutiva;
± 3% na carga pequena;± 2% no equilíbrio dos conjugados.
7.2.3
Independência dos elementos motores - O ensaio deve ser feito sob tensão e freqüência
nominais, fator de potência unitário, variando-se as ligações e a corrente de acordo com
as condições das tabelas 1 e 2.
A execução deste ensaio é feita usando-se duas fases e neutro de um sistema trifásico,
ligação estrela, para os medidores de dois elementos, e três fases e neutro de um
sistema trifásico, ligação estrela, para os medidores de três elementos. Os circuitos de
potencial e de corrente do elemento “A” devem ser ligados entre a fase 1 e o neutro
(ligação normal).
Nos medidores de dois elementos motores quatro fios, ligação triângulo, considera-se
elemento A, o elemento motor constituído por uma bobina de potencial e as duas
bobinas de corrente ligadas em série; considera-se elemento B o outro elemento motor
(tabela 1).
Os medidores não poderão apresentar erros superiores aos erros percentuais
admissíveis especificados nas tabelas 1 e 2.
7.2.4
Comparação dos circuitos de corrente para medidores de dois elementos motores,
quatro fios, ligação triângulo.
O ensaio deve ser realizado com tensão nominal, freqüência nominal e fator de potência
unitário.
A corrente e as ligações dos dois circuitos de corrente do elemento motor sob ensaio
devem ser variadas de acordo com a tabela 3.
Os medidores não poderão apresentar erros superiores aos erros percentuais
admissíveis indicados na tabela 3.
7.2.5
Marcha em vazio - O ensaio deve ser feito com todos os circuitos de potencial ligados
em paralelo, com 110% da tensão nominal e freqüência nominal e com os circuitos de
10
corrente não alimentados. O elemento móvel não poderá completar uma rotação durante
15 minutos.
7.2.6
Determinação da corrente de partida - O ensaio deve ser realizado aplicando-se tensão e
freqüência nominais, intensidade de corrente variável e fator de potência unitário.
A intensidade da corrente aplicada deve ser elevada na razão de 5 mA por segundo até
que o elemento móvel dê uma rotação completa.
O medidor não poderá ter corrente de partida superior a:
0,8% da corrente nominal para medidores sem catraca.
1,5% da corrente nominal para medidores com catraca.
7.2.7
Influência da variação da corrente - O ensaio deve ser realizado sob tensão e freqüência
nominais, variando-se a corrente e o fator de potência de acordo com as condições da
tabela 4.
Os medidores não poderão apresentar erros superiores aos erros percentuais
admissíveis especificados na tabela 4.
7.2.8
Influência da variação do fator de potência para medidores de dois elementos três fios.
O ensaio deve ser realizado com tensão nominal e freqüência nominal.
Devem ser aplicados a cada circuito de corrente, separadamente, intensidades de
corrente e fator de potência de acordo com a tabela 5.
Os medidores não poderão apresentar erros superiores aos erros percentuais
admissíveis especificados na tabela 5.
7.2.9
Influência da variação da tensão - O ensaio deve ser feito com freqüência nominal e fator
de potência unitário, variando-se a tensão e a corrente de acordo com as condições da
tabela 6.
Os medidores não poderão apresentar erros superiores aos erros percentuais
admissíveis especificados na tabela 6.
7.2.10
Influência da variação da freqüência - O ensaio deve ser feito com tensão nominal e fator
de potência unitário, variando-se a corrente e a freqüência de acordo com as condições
da tabela 7.
Os medidores não poderão apresentar erros superiores aos erros percentuais
admissíveis especificados na tabela 7.
7.2.11
Influência da variação da posição do medidor - O ensaio deve ser realizado com tensão e
freqüência nominais, fator de potência unitário, variando-se a corrente e a posição do
medidor de acordo com as condições da tabela 8.
Os medidores não poderão apresentar erros superiores aos erros percentuais
admissíveis especificados na tabela 8.
7.2.12
Influência do campo magnético externo - O ensaio deve ser realizado com tensão e
freqüência nominais, fator de potência unitário e intensidade de corrente igual a 10% da
corrente nominal, variando-se a posição de um campo magnético externo em relação ao
medidor, conforme condições 2, 3 e 4 especificadas na tabela 9.
O campo magnético externo deve ser produzido por uma corrente de 100A, de
freqüência igual à freqüência nominal e aproximadamente em fase com a tensão aplicada
ao medidor, circulando em um condutor disposto de modo a formar uma espira com a
forma de um quadrado de 2 m de lado. Os fios de retorno deste condutor devem sair do
lado CD, o mais afastado possível do medidor. Os lados AD e BC são opostos e o lado
AB fica próximo ao medidor.
As figuras 8, 9 e 10 correspondem às posições que a espira deve assumir em relação ao
medidor para a execução das condições 2, 3 e 4, respectivamente.
11
Na condição 2, coloca-se a espira em plano horizontal, atrás do medidor, ficando o lado
AB paralelo ao plano de fixação do medidor e na altura do centro do elemento móvel. A
distância entre o centro do elemento móvel e o centro do lado AB, deve ser 35 cm (figura
8).
Na condição 3, coloca-se a espira em plano vertical, atrás do medidor, ficando o lado AB
paralelo ao eixo do elemento móvel. A distância entre o centro do elemento móvel e o
centro do lado AB deve ser 35 cm e o plano da espira deve ser perpendicular ao plano
de fixação do medidor (figura 9).
Na condição 4, coloca-se a espira em plano vertical, ao lado do medidor, ficando o lado
AB à esquerda ou à direita do medidor e paralelo ao eixo do elemento móvel. O plano da
espira deve ser paralelo ao plano de fixação do medidor e deve passar pelo eixo do
elemento móvel; o centro do lado AB deve ficar na altura do centro do elemento móvel e
a 35 cm do seu eixo (figura 10).
Os medidores não poderão apresentar erros superiores aos erros percentuais
admissíveis especificados na tabela 9.
7.2.13
Influência da elevação da temperatura - O ensaio deve ser realizado com tensão e
freqüência nominais, variando-se a corrente, o fator de potência e a temperatura de
acordo com as condições da tabela 10 e com o medidor mantido e alimentado no
interior de uma estufa cuja temperatura deve ser controlada.
Antes de se submeter o medidor às condições estabelecidas na tabela 10, o medidor
deve ficar com o circuito de potencial alimentado com a tensão e freqüência nominais
durante 1 hora.
Para executar as três primeiras condições a temperatura da estufa deve ser mantida
entre 20°C e 30°C.
A tomada das leituras para determinação dos erros deve ser precedida da aplicação
durante 15 minutos da corrente e do fator de potência, correspondente a cada condição
especificada na tabela 10.
Para executar as demais condições (4, 5 e 6) a temperatura da estufa deve ser elevada
e mantida 20°C acima da temperatura das condições anteriores (1, 2 e 3).
Duas horas após a temperatura da estufa ter sido elevada em 20°C, inicia-se a tomada
das leituras, para determinar os erros correspondentes às condições 4, 5 e 6.
Admite-se uma correção na determinação dos erros para variações na elevação da
temperatura da estufa não superiores a 2°C empregando-se os coeficientes de
temperatura calculados pela expressão:
Ct =
e f − ei
t f − ti
Sendo:
Ct = coeficiente de temperatura.
ei = erro percentual do medidor nas condições de referência (1, 2 e 3).
ef = erro percentual do medidor nas condições correspondentes às respectivas
condições de referência, após a elevação da temperatura (4, 5 e 6).
ti = temperatura da estufa nas condições de referência (1, 2 e 3).
tf = temperatura da estufa nas condições correspondentes às respectivas condições de
referência, após a elevação da temperatura (4, 5 e 6).
Os medidores não poderão apresentar erros superiores aos erros percentuais
admissíveis especificados na tabela 10.
12
7.2.14
Influência da sobrecarga de curta duração - O ensaio deve ser realizado com tensão e
freqüência nominais. A corrente de ensaio deve ser aplicada durante 0,5 segundo a ser
igual a 2000A para medidores com corrente nominal de 15A e igual a 100A para
medidores com corrente nominal de 2,5A. O fator de potência deve ser
aproximadamente unitário.
Os medidores devem ser aferidos antes e 2 horas depois da sobrecarga para as cargas
nominal, pequena e indutiva.
A duração do ensaio deve ser convenientemente verificada com um condutor de ciclos
ou instrumento equivalente.
O medidor não poderá apresentar afastamentos dos erros percentuais superiores a
1,5%, entre as aferições correspondentes efetuadas antes e após a sobrecarga.
7.2.15
Influência do atrito do registrador - O ensaio deve ser realizado com tensão e freqüência
nominais, com 10% da corrente nominal e fator de potência unitário.
Determina-se o erro percentual do medidor primeiramente com o registrador e
posteriormente sem o registrador.
O afastamento dos erros percentuais do medidor determinados com o registrador e sem
o registrador, não poderá ser superior a 0,5%, nos registradores de ponteiros, e 0,5% x
N para os registradores ciclométricos até um máximo de 2,0%, sendo N o número de
cilindros girando simultaneamente.
7.2.16
Verificação do aquecimento com a corrente máxima - O ensaio deve ser realizado
colocando-se o medidor no interior de uma estufa onde a temperatura deve ser mantida
entre 35°C e 38°C.
O medidor deve ser colocado em posição de serviço com as tampas (do medidor e do
bloco de terminais) colocadas, com todos os terminais dos circuitos de corrente ligados
com o condutor de maior seção que o terminal permitir, sendo estes condutores de
cobre, isolados e com comprimento de 3 m para a entrada e saída e de 6 m para as
ligações intermediárias.
O medidor deve ser alimentado continuamente com a tensão nominal, freqüência
nominal, corrente máxima e fator de potência unitário.
As temperaturas das bobinas de corrente devem ser medidas com pares termoelétricos
aplicados entre as espiras em suas porções médias, e as temperaturas dos terminais
de corrente devem ser também medidas com pares termoelétricos.
Devem ser anotadas periodicamente as indicações das temperaturas até ser verificada a
estabilização térmica.
As diferenças entre as temperaturas obtidas após a estabilização térmica e as
correspondentes temperaturas da estufa, não poderão ser superiores a 60°C nas
bobinas de corrente e 45°C nos terminais, e não poderão haver deformações mecânicas
visíveis no isolamento, após a realização do ensaio.
7.2.17
Perdas (ativa e aparente) do circuito de potencial - As perdas (ativa e aparente) devem
ser determinadas com tensão e freqüência nominais.
As perdas, excluída à proporcionada pela eventual lâmpada indicadora, não poderão
exceder a 2W e 8VA.
7.2.18
Perdas (ativa e aparente) de cada circuito de corrente - As perdas (ativa e aparente)
devem ser determinadas com corrente e freqüência nominais.
As perdas não poderão exceder a 2W e 2,5VA.
7.2.19
Verificação da permanência à carga pequena - O ensaio deverá ser realizado com tensão
e freqüência nominais, com 10% da corrente nominal e fator de potência unitário, em
funcionamento contínuo de pelo menos 8 h.
13
Deverão ser tomadas cinco leituras consecutivas com intervalos regulares durante o
período de funcionamento.
O afastamento do erro percentual do medidor entre duas quaisquer leituras não poderá
ultrapassar 1,0%.
7.2.20
Dielétrico (ensaio de tensão aplicada reduzida) - O ensaio deverá ser realizado conforme
indicado no item 7.2.1, com exceção da tensão máxima aplicada, que é de 1500V.
Durante a realização do ensaio não poderá ocorrer descarga disruptiva nem ruído
característico do efeito corona.
7.3
Uma vez feito os ensaios, os medidores não poderão apresentar eventuais deformações,
sinais de oxidação, volatização e condensação excessiva.
8.
SOLICITAÇÃO PARA APROVAÇÃO
8.1
O fabricante ou seu representante legal encaminha ao INMETRO requerimento
solicitando aprovação do modelo, obedecidas as exigências constantes do item 5 das
presentes Instruções e contendo as seguintes informações:
- no do CGC no Ministério da Fazenda;
- no da Inscrição Estadual e no caso de instrumentos importados, as mesmas
informações relativas a seu representante no Brasil.
9.
APROVAÇÃO
9.1
O modelo é considerado aprovado quando todos os medidores da amostra atenderem às
presentes Instruções.
10.
DISPOSIÇÕES GERAIS
10.1
Os exames e ensaios serão realizados no INMETRO.
10.2
Informações alusivas aos resultados de exame e ensaios só poderão ser fornecidos ao
representante legal do fabricante do medidor.
Tabela 1 - Independência dos elementos motores dos medidores de dois elementos
Ligações do elemento “B”
Condições
Erro percentual admissível
Circuito
Circuito de
Percentagem da corrente nominal nos elementos “A” e
“B”
de tensão
corrente
20
1 (*)
Fase 1
normal
Desligado
-
e1
-
e1’
2
Fase 1
invertida
Desligado
-
e1 ± 1,0
-
e1’ ± 1,0
3
Fase 2
normal
Desligado
-
e1 ± 1,0
-
e1’ ± 1,0
4
Fase 2
invertida
Desligado
-
e1 ± 1,0
-
e1’ ± 1,0
5 (*)
Fase 1
normal
Fase 1
normal
e5
-
e5’
-
6
Fase 1
invertida
Fase 1
invertida
e5 ± 1,0
-
e5’ ± 1,0
-
7
Fase 2
Fase 2
e5 ± 1,0
-
e5’ ± 1,0
-
40
100
200
14
8
normal
normal
Fase 2
invertida
Fase 2
invertida
e5 ± 1,0
-
e5’ ± 1,0
-
(*) Condições de referência.
Tabela 2 - Independência dos elementos motores dos medidores de três elementos
Ligações do elemento “B”
Condições
Ligações do elemento “C”
Erro percentual admissível
Circuito
Circuito de
Circuito
Circuito de
Percentagem da corrente nominal nos
elementos “A”, “B” e “C”
de tensão
corrente
de tensão
corrente
20
1 (*)
Fase 1
normal
Desligado
Fase 1
normal
Desligado
-
e1
-
e1’
2
Fase 2
normal
Desligado
Fase 3
normal
Desligado
-
e1 ± 1,0
-
e1’ ± 1,0
3
Fase 3
normal
Desligado
Fase 2
normal
Desligado
-
e1 ± 1,0
-
e1’ ± 1,0
4 (*)
Fase 1
normal
Fase 1
normal
Fase 1
normal
Fase 1
normal
e4
-
e4’
5
Fase 2
normal
Fase 2
normal
Fase 3
normal
Fase 3
normal
e4 ± 1,0
-
e4’ ± 1,0
-
6
Fase 3
normal
Fase 3
normal
Fase 2
normal
Fase 2
normal
e4 ± 1,0
-
e4’ ± 1,0
-
60
100
(*) Condições de referência
Tabela 3 - Comparação dos circuitos de corrente em medidores polifásicos de dois elementos,
quatro fios, ligação triângulo
Condições
1 (*)
Ligações dos circuitos
de corrente
Percentagens da
corrente nominal
Erro percentual
admissível do medidor
ambos ligados
20
e1
2
só o circuito A ligado
40
e1 ± 1,0
3
só o circuito B ligado
40
e1 ± 1,0
ambos ligados
200
e4
5
só o circuito A ligado
400
e4 ± 1,0
6
só o circuito B ligado
400
e4 ± 1,0
4 (*)
(*) Condições de referência.
Tabela 4 - Influência da variação da corrente
15
300
-
Condições
Percentagem da
Corrente nominal
Erro percentual admissível
Fator de potência
unitário
Fator de potência 0,5
indutivo
1
5
± 2,5
-
2
10
-
± 2,5
e3
-
-
± 2,0
± 2,0
-
-
± 2,0
± 2,0
-
-
e8
e9
-
-
± 2,0
± 2,0
-
-
± 2,0
± 2,0
-
-
± 2,0
± 2,0
-
-
± 2,0
± 2,0
-
-
± 2,0
± 2,0
-
3 (**)
4
20
5
6
50
7
8 (**)
100
9 (**)
10
150
11
12
200
13
14
300
15
16
400
17
18
acima de 400
19 e seguintes
(**) condições de calibração
Observações:
a) os erros percentuais admissíveis para e3, e8 e e9 são de ± 0,5%;
b) os medidores destinados a instalação com transformadores para instrumentos devem
satisfazer às condições de 1 a 17 inclusive;
c) as condições 18, 19 e seguintes só devem ser exigidas para os medidores cuja
corrente máxima seja 120 A. Nestas condições, a corrente deve ser elevada de 100% em
100% da corrente nominal, de acordo com item 6.9, até atingir-se a corrente máxima;
d) se nos ensaios do medidor, certos pontos ultrapassarem os limites indicados na tabela
4, é permissível deslocar o eixo das abcissas, paralelamente a ele mesmo de modo que e3,
e8 e e9 não ultrapassem os erros percentuais admissíveis especificados na observação a.
Tabela 5 - Influência da variação do fator de potência para os medidores de dois elementos, três
fios, ligação triângulo
Condições
Percentagem da
corrente nominal
Fator de potência
1 (*)
20
1,0
Erro percentual
admissível
e1
16
2
20
0,866 capacitivo
3 (*)
100
1,0
4
100
0,866 capacitivo
5 (*)
200 (***)
1,0
6
200 (***)
0,866 capacitivo
7 (*)
400 (***)
1,0
8
400 (***)
0,866 capacitivo
e1 ± 2,0
e3
e3 ± 1,0
e5
e5 ± 1,0
e7
e7 ± 1,5
(*) Condições de referência.
(***) Para medidores com Imax maior que 400% da corrente nominal as condições 5 e 6 devem ser
feitas com 50% de Imax e as condições 7 e 8 com 100% de Imax.
Tabela 6 - Influência da variação da tensão
Condições
Percentagem da
corrente nominal
Percentagem da
tensão nominal
Erro percentual
admissível
1 (*)
10
100
e1
2
10
90
e1 ± 1,5
3
10
110
e1 ± 1,5
4 (*)
100
100
e4
5
100
90
e4 ± 1,0
6
100
110
e4 ± 1,0
(*) Condições de referência.
Tabela 7 - Influência da variação da freqüência
Condições
Percentagem da
corrente nominal
Percentagem da
freqüência nominal
Erro percentual
admissível
1 (*)
10
100
e1
2
10
95
e1 ± 1,5
3
10
105
e1 ± 1,5
4 (*)
100
100
e4
5
100
95
e4 ± 1,0
6
100
105
e4 ± 1,0
(*) Condições de referência.
Tabela 8 - Influência da variação da posição do medidor
Condições
Percentagem da
corrente nominal
Posição do eixo do
elemento móvel
1 (*)
10
Vertical
2
10
inclinado 3° à direita
3
10
Erro percentual
admissível
e1
e1 ± 1,5
inclinado 3° à esquerda e1 ± 1,5
17
4
10
inclinado 3° para frente e1 ± 1,5
5
10
inclinado 3° para trás
6 (*)
100
Vertical
7
100
inclinado 3° à direita
8
100
inclinado 3° à esquerda e6 ± 1,0
9
100
inclinado 3° para frente e6 ± 1,0
10
100
e1 ± 1,5
e6
e6 ± 1,0
inclinado 3° para trás
e6 ± 1,0
(*) Condições de referência.
Tabela 9 - Influência do campo magnético externo
Condições
Intensidade de corrente
na espira (ampères)
Erro percentual
admissível
1 (*)
0
2
100
e1 ± 1,0
3
100
e1 ± 1,0
4
100
e1 ± 1,0
e1
(*) Condições de referência.
Nota: As condições 2, 3 e 4 referem-se às posições da espira externa (figuras 9, 10 e 11).
Tabela 10 - Influência da elevação da temperatura
Condições
Temperatura °C
Percentagem da
corrente nominal
Fator de potência
Erro percentual
admissível
1 (*)
Ambiente (t 1 )
10
1
e1
2 (*)
Ambiente (t 2 )
100
1
e2
3 (*)
Ambiente (t 3 )
100
0,5 indutivo
e3
4
t1 + 20
10
1
e1 ± 2,0
5
t2 + 20
100
1
e2 ± 2,0
6
t3 + 20
100
0,5 indutivo
e3 ± 2,0
(*) Condições de referência.
18
19
20
21
22