Pengukuran
Arus dan Tegangan Tinggi
Dalam pengujian industri dan laboratorium penelitian, adalah penting untuk mengukur tegangan dan arus secara akurat, menjamin keamanan yang sempurna untuk personil dan peralatan. Oleh karena itu orang yang menangani peralatan serta perangkat metering harus dilindungi terhadap tegangan lebih dan juga terhadap tegangan induksi karena menyimpang kopling. Oleh karena itu, lokasi dan tata letak perangkat itu penting. Kedua, ekstrapolasi linear dari perangkat luar yang rentang, mereka tidak berlaku untuk meter tegangan tinggi dan instrumen pengukuran, dan mereka harus dikalibrasi agar sempurna. Interferensi elektromagnetik adalah masalah serius dalam tegangan impuls dan pengukuran arus, dan itu harus dihindari atau diminimalkan. Oleh karena itu, meskipun prinsip-prinsip pengukuran mungkin sama, perangkat dan instrumen untuk pengukuran tegangan tinggi dan arus berbeda jauh dari tegangan rendah dan perangkat arus yang rendah. Perangkat yang berbeda digunakan untuk pengukuran tegangan tinggi dapat diklasifikasikan seperti pada Tabel 7.1 lahan 7.2.
7.1. Pengukuran DC Tegangan Tinggi
Pengukuran DC tegangan tinggi seperti pada pengukuran tegangan rendah, umumnya dilakukan dengan perpanjangan meter dengan sebuah resistansi seri yang besar. Arus bersih dalam meter biasanya dibatasi pada satu ke sepuluh microamperes untuk defleksi skala penuh. Untuk tegangan yang sangat tinggi (1000 kV atau lebih) masalah timbul karena disipasi daya yang besar, kebocoran arus dan keterbatasan stres tegangan per satuan panjang, perubahan resistansi karena variasi suhu, dll. Oleh karena itu, pembagi resistansi potensial dengan voltmeter elektrostatik kadang-kadang lebih baik ketika diperlukan presisi tinggi. Tapi pembagi potensial juga menderita kerugian atas. Kedua meter resistansi seri dan pembagi potensial menyebabkan mengalirnya arus dari sumber. Voltmeter pembangkit adalah perangkat impedansi tinggi dan tidak memuat sumber. Mereka menyediakan isolasi lengkap dari sumber tegangan (tegangan tinggi) karena mereka tidak langsung terhubung ke terminal tegangan tinggi dan karenanya lebih aman. Percikan celah udara seperti lapisan celah udara adalah perangkat pengganti gas dan memberikan pengukuran yang akurat dari tegangan puncak. Ini cukup sederhana dan tidak memerlukan konstruksi khusus. Tapi pengukuran dipengaruhi oleh kondisi atmosfer seperti suhu, kelembaban, dll dan oleh sekitar obyek dibumikan , sebagai medan listrik di celah dipengaruhi oleh keberadaan objek yang telah dibumikan. Tapi pengukuran celah lapisan dari tegangan adalah independen dari gelombang dan frekuensi.
Tabel 7.1 Teknik Mengukur Tegangan Tinggi
Tipe tegangan Metode atau teknik
(a) Tegangan DC (i) Microammeter resistansi seri (ii) Pembagi Potensisal Tegangan (iii) Pembangkitan Voltmeter (iv) Lapisan dan celah percikan
yang lain. (b) Tegangan AC
(Frekuensi Tenaga)
(i) Ammeter impedansi seri (ii) Pembagi potensial (jenis
resistansi atau kapasitansi) (iii) Transformator potensial
(electromagnet atau CVT) (iv) Voltmeter electrostatic (v) Celah lapisan
(c) Tegangan AC frekuensi tinggi, tegangan impuls, dan tegangan yang berubah dengan cepat lainnya
(i) Potensi pembagi dengan osilograf sinar katoda (resistif atau pembagi kapasitif) (ii) voltmeter puncak (iii) Celah lapisan
Tabel 7.2 Teknik Mengukur Arus Tinggi
Tipe Arus Peralatan atau Teknik
a. arus DC (Direct Currents) (i) Resistansi shunt dengan miliammeter
(ii) Generator efek Hall (Hall effect generators) (iii) Link Magnetik
b. Arus AC (Alternating Currents) (frekuensi tenaga)
(i) Shunt Resistif (ii) Transformator arus
elektromagnetik c. AC frekuensi tinggi, impul dan arus
yang berubah dengan cepat.
(i) Shunt resistif
(ii) Potensiometer magnet atau kumparan Rogowski (iii) Link Magnetic
(iv) Generator efek Hall (Hall effect generators)
7.1.1 Resistance Series Ohmic Tinggi dengan Microammeter
DC tegangan Tinggi biasanya diukur dengan menghubungkan resistansi yang sangat tinggi (beberapa ratusan mega ohm) secara seri dengan ammeter mikro seperti ditunjukkan pada Gambar .7.1. Hanya arus mengalir melalui besar dikalibrasi resistansi R diukur oleh kumparan microammeter bergerak. Tegangan sumber yang diberikan oleh
Penurunan tegangan dalam meter dapat diabaikan, sebagai impedansi meter ini hanya beberapa ohm dibandingkan untuk beberapa ratus mega-ohm dari seri resistansi R. Sebuah perangkat pelindung seperti celah kertas, tabung cahaya neon, atau zener dioda dengan rangkaian seri yang cocok dihubungkan melintasi meter sebagai perlindungan terhadap tegangan tinggi dalam kasus resistansi seri R gagal atau berkedip lebih. Nilai ohmik dari resistansi seri R dipilih sedemikian rupa sehingga arus dari satu ke sepuluh microamperes diperbolehkan untuk defleksi skala penuh. Resistansi dibangun dari sejumlah besar resistor luka kawat secara seri. Penurunan tegangan pada setiap elemen resistor dipilih untuk menghindari flashovers dan discharges. Sebuah nilai yang kurang dari 5 kV/cm di udara atau kurang dari 20 kV/cm dalam minyak yang diperbolehkan. Rantai resistor disediakan dengan penghentian bebas korona. Bahan untuk elemen resistif biasanya karbon paduan dengan koefisien suhu kurang dari 10-4 /oC. Karbon dan resistor film logam lainnya juga digunakan. Sebuah rantai resistansi dibangun dengan ± 1% resistor karbon terletak di minyak transformator kedap udara diisi PVC tabung, untuk 100 kV operasi memiliki stabilitas suhu yang sangat baik keterbatasan dalam desain tahan seri.
(i) Disipasi daya dan sumber pemuatan, (ii) Efek suhu dan stabilitas waktu yang lama, (iii)Tegangan ketergantungan elemen resistif, dan (iv) Kepekaan terhadap tekanan mekanis.
Meter resistansi seri yang dibangun untuk 500 kV DC dengan akurasi yang lebih baik dari 0,2%.
7.1.2 Pembagi Potensial Resistansi untuk Tegangan DC
Sebuah tegangan pembagi potensial resistansi dengan impedansi voltmeter elektrostatik atau tinggi ditunjukkan pada Gambar. 7.2. Pengaruh suhu dan tegangan pada elemen dihilangkan dalam pengaturan tegangan pembagi. Besarnya tegangan tinggi diberikan berdasarkan [(R1 + R2)/R2]v2, dimana v2 adalah DC
tegangan rendah tegangan lengan R2. Dengan perubahan mendadak dalam
tegangan, seperti operasi switching, flashover dari benda uji, atau sumber arus pendek, lewat denyar atau kerusakan mungkin terjadi pada elemen-elemen pembagi karena kapasitansi seluruh elemen dan karena kapasitansi tanah. Untuk menghindari tegangan transien, tegangan mengendalikan kapasitor dihubungkan
Gambar 7.1. Micrometer resistansi seri
di seluruh elemen. Sebuah penghentian bebas korona juga diperlukan untuk menghindari pembuangan yang tidak perlu di ujung tegangan tinggi. Sebuah resistor seri dengan koneksi kapasitor paralel untuk Linearisasi distribusi potensial transien ditunjukkan pada Gambar. 7.3. Potensi pembagi yang dibuat dengan akurasi 0,05% hingga 100 kV , dengan akurasi 0,1% hingga 300 kV, dan dengan akurasi yang lebih baik dari 0,5% untuk 500 kV.
7.1.3 Voltmeter Pembangkit
Alat ukur tegangan tinggi mempekerjakan menghasilkan prinsip ketika sumber loading dilarang (seperti dengan Van de Graaff generator, dll) atau bila koneksi langsung ke sumber tegangan tinggi harus dihindari. Sebuah voltmeter menghasilkan adalah kapasitor tegangan generator elektrostatik variabel yang menghasilkan arus sebanding dengan tegangan eksternal. Perangkat ini didorong oleh sinkron atau konstan kecepatan motor eksternal dan tidak menyerap kekuatan atau energi dari sumber pengukuran tegangan.
Prinsip Operasi
Muatan yang tersimpan dalam kapasitor kapasitansi C diberikan oleh q = CV. Jika kapasitansi kapasitor bervariasi dengan waktu ketika terhubung ke sumber tegangan V, arus melalui kapasitor,
(7.1)
Untuk tegangan DC dV/dt = O. Oleh karena itu, Gambar 7.2. Pembagi potensial resistansi
dengan voltmeter elektrostatik P-peralatan pelindung ESV-voltmeter elektrostatik
Gambar 7.3. Tahahanan seri dengan kapasitor parallel untuk linerasi potensial untuk tegangan transient.
(7.2)
Jika kapasitansi C bervariasi antara batas Co dan (Co + Cm) sinusoidal sebagai
C = Co + Cm sin
arus i adalah
i = im cos
dimana i = V Cm
(im adalah nilai puncak arus). Nilai rms arus diberikan oleh :
(7.3)
Untuk frekuensi sudut konstan , arus sebanding dengan tegangan V. Lebih sering , arus yang dihasilkan diperbaiki dan diukur dengan meteran coil bergerak . Pembangkit voltmeter dapat digunakan untuk pengukuran tegangan AC juga memberikan frekuensi sudut adalah sama atau sama dengan setengah dari frekuensi pasokan. Sebuah voltmeter menghasilkan dengan silinder berputar terdiri dari dua elektroda excitating lapangan dan berputar dua tiang angker digerakkan oleh motor sinkron pada kecepatan n konstan. Arus AC mengalir antara dua bagian dari armatur yang diperbaiki oleh komutator aritmatika berarti dapat dihitung dari :
Untuk tegangan simetris Cmin = O. Bila tegangan tidak simetris, salah satu
elektroda didasarkan dan Cmin memiliki nilai yang terbatas. Faktor
proporsionalitas
ditentukan oleh kalibrasi.
Perangkat ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan AC memberikan kecepatan drive -motor adalah setengah frekuensi tegangan yang akan diukur. Jadi empat-kutub motor sinkron dengan 1500 rpm cocok untuk 50 Hz. Untuk mengukur nilai puncak-dokumen, sudut fase motor juga harus disesuaikan sehingga bahwa C maks dan nilai puncak terjadi pada saat yang sama . Pembangkit voltmeter mempekerjakan berputar sektor atau baling-baling untuk variasi kapasitansi. Gambar 7.4 memberikan diagram skematik voltmeter menghasilkan . Sumber tegangan tinggi yang terhubung ke disk elektroda S3 yang
disimpan di jarak tertentu pada sumbu yang lain elektroda tegangan rendah So, S1,
dan S2. Rotor So didorong pada kecepatan konstan oleh sinkron motor dengan
kecepatan yang sesuai (1500,1800,3000, atau 3600 rpm) . Baling-baling rotor menyebabkan perubahan periodik So kapasitansi antara piringan terisolasi S2 dan
sedemikian rupa sehingga mereka menghasilkan variasi sinusoidal dalam kapasitansi. Yang dihasilkan arus AC yang melalui hambatan R diperbaiki dan dibaca oleh alat kumparan bergerak Sebuah penguat diperlukan, jika kapasitansi shunt lead besar atau lebih yang digunakan untuk koneksi ke rectifier dan meter . Instrumen ini dikalibrasi menggunakan pembagi potensial atau bola kesenjangan . The skala meter linear dan jangkauan dapat diperpanjang
Gambar 7.4. diagram skematik dari voltmeter pembangkit (putaran tipe vane)
a. Putaran tipe silinder b. putaran tipe vane
Gambar 7.5. kurva kalibrasi dari voltmeter pembangkit yang ditunjukan oleh gambar 7.5 a dan b.
dengan ekstrapolasi. Kurva kalibrasi Khas voltmeter penghasil diberikan pada Gambar. 7.5a dan b .
Keuntungan Pembangkit voltmeter (i) Tidak ada sumber pemuatan oleh meter,
(ii) Tidak ada koneksi langsung ke elektroda tegangan tinggi, (iii)Skala linear dan perluasan jangkauan mudah, dan
(iv) Instrumen yang sangat nyaman untuk perangkat elektrostatik seperti Van de Graaff generator dan akselerator partikel.
Keterbatasan Voltmeter Pembangkit (i) Mereka membutuhkan kalibrasi,
(ii) Konstruksi hati-hati diperlukan dan merupakan instrumen rumit yang membutuhkan drive tambahan , dan
7.1.4 Metode lainnya - Osilasi Bulat (oscillating spheroid)
Periode osilasi dari suatu oscillating spheroid dalam medan listrik seragam sebanding dengan medan listrik diterapkan. Prinsip ini dimanfaatkan dalam mengukur DC tinggi tegangan. Periode osilasi dari spheroid ditangguhkan antara dua elektroda dengan dan tanpa hadir medan listrik diukur. Jika frekuensi osilasi untuk amplitudo kecil f dan fo masing-masing, maka medan listrik
dan sehingga tegangan di aplikasikan
karena E = V/d (d menjadi pemisahan kesenjangan antara elektroda) . Proporsionalitas konstan dapat ditentukan dari dimensi bulat atau eksperimental.
Medan listrik yang seragam yang dihasilkan dengan menggunakan dua elektroda dengan profil Bruce untuk jarak sekitar 50 cm. Salah satu elektroda ditanahkan dan yang lain terhubung ke dc tegangan tinggi source. Spheroid ditangguhkan di tengah elektroda dalam sumbu dari medan listrik. Periode osilasi diukur dengan menggunakan teleskop dan stop watch. Instrumen jenis ini dibangun untuk tegangan hingga 200 kV , dan akurasi diperkirakan ± 0,1 % . Dalam desain Bruce, elektroda dari 145 cm dengan diameter 45 cm jarak digunakan Sebuah akurasi keseluruhan ± 0,03 % diklaim sampai dengan tegangan maksimum 250 kV. Karena ini adalah metode yang sangat memakan rumit dan waktu, tidak banyak digunakan . Kisaran berguna voltmeter bulat dibatasi oleh pembuangan local.
7.1.5 Pengukuran Tegangan Ripple di Sistem DC
Ini telah dibahas dalam bab sebelumnya bahwa dc sirkuit penyearah mengandung riak, yang harus tetap rendah (<< 3%). Tegangan Ripple adalah tegangan AC non - sinusoidal , dan sebagai pengukuran oscillographic seperti tegangan ini diinginkan. Bagaimana pernah, jika pembagi potensial resistansi digunakan bersama dengan osiloskop , pengukuran nilai kecil SV riak akan tidak akurat.
Sebuah metode sederhana untuk mengukur tegangan riak adalah dengan menggunakan kapasitansi-resistance (CR) sirkuit dan mengukur komponen bervariasi dari tegangan AC dengan menghalangi komponen DC. Jika V1 adalah
sumber tegangan DC dengan riak (Gambar 7.6a) dan V2 adalah tegangan menurut
pengukuran resistansi R, dengan C bertindak sebagai kapasitor pemblokir, kemudian V2 (t) = V1 (t) – Vdc = tegangan ripple
Pengukuran Ripple dengan CRO
Susunan sirkuit rinci digunakan untuk tujuan ini ditunjukkan pada Gambar. 7.6b. Di sini, kapasitansi ‘C’ berperingkat untuk tegangan puncak. Adalah penting bahwa saklar ‘S’ ditutup ketika CRO terhubung ke sumber sehingga terminal input CRO tidak menerima sinyal tegangan tinggi sementara ‘C’ sedang diisi. Selanjutnya, C harus
Gambar 7.6. Rangkaian peralatan untk menghitung tegangan ripple
lebih besar dari kapasitansi kabel dan kapasitansi input dari CRO, diambil bersama-sama.
7.2 Pengukuran Tegangan Tinggi dan Impulse Pendahuluan
Pengukuran tegangan tinggi AC menggunakan metode konvensional seperti voltmeter impedansi seri, pembagi potensial, potensial transformator, atau voltmeter elektrostatik. Tapi desain mereka berbeda dengan pengukuran tegangan rendah, sebagai desain isolasi dan sumber pemuatan adalah kriteria penting. Ketika hanya pengukuran nilai puncak yang diperlukan, voltmeter puncak dan celah lapisan dapat digunakan. Seringkali, celah lapisan digunakan untuk tujuan kalibrasi. Impulse dan pengukuran frekuensi tinggi AC selalu menggunakan pembagi potensial dengan sinar katoda osilograf untuk merekam gelombang tegangan. Kesenjangan Sphere digunakan ketika nilai-nilai puncak dari tegangan hanya dibutuhkan dan juga untuk keperluan kalibrasi .
7.2.1 Voltmeter Impedansi Seri
Untuk frekuensi daya AC. pengukuran impedansi seri mungkin murni resistansi atau reaktansi. Karena resistansi melibatkan kerugian daya, sering kapasitor lebih disukai sebagai reaktansi seri. Selain itu, untuk daya tahan tinggi , variasi resistansi dengan temperatur adalah masalah, dan induktansi sisa perlawanan menimbulkan impedansi berbeda dari perlawanan Ohmic nya. Unit resistansi tinggi untuk tegangan tinggi memiliki kapasitansi nyasar dan karenanya perlawanan Unit akan memiliki sirkuit setara seperti ditunjukkan pada Gambar . 7.7 . Pada setiap CD frekuensi AC yang tegangan, impedansi dari resistansi R adalah
(7.5)
Gambar 7.7. Rangkaian peralatan parameter sederhana dari suatu resistansi R ohmic yang tinggi.
L - induktansi Residual C- Kapasitansi Residual Jika L dan C yag kecil dibandingkan dengan R,
(7.6) dan total sudut fase adalah
(7.7)
Ini dapat dijadikan nol dan independen dari frekuensi jika, L/C = R2
Untuk diperpanjang dan besar dimensi resistor, sirkuit ini tidak valid dan masing-masing unsur resistor harus didekati dengan sirkuit ini setara. Seluruh unit resistor maka harus diambil sebagai setara saluran transmisi, untuk menghitung resistansi efektif. Juga, tanah atau tersesat kapasitansi setiap elemen mempengaruhi arus yang mengalir di unit, dan indikasi hasil meter dalam kesalahan . Rangkaian setara dari resistor tegangan mengabaikan induktansi tinggi dan rangkaian kompensasi resistor seri menggunakan penjaga dan waktu resistor ditunjukkan pada Gambar. 7.8a dan b masing-masing. Stray efek kapasitansi tanah (lihat Gambar. 7.8b) dapat dihapus dengan melindungi resistor R dengan sebuah spiral yang mengelilingi kedua Rs, yang mengalirkan resistor sebenarnya tapi tidak memberikan kontribusi arus melalui instrumen. Dengan tuning resistor Ra, potensi akhir perisai resistor dapat disesuaikan dengan respek ke resistor
pengukuran yang sebenarnya sehingga mengakibatkan arus diantara kompensasi perisai dan resistor pengukuran memberikan sudut fase minimum.
Gambar. 7.8 Resistansi seri rxtended untuk pengukuran tegangan tinggi AC Kapasitansi Seri Voltmeter
Untuk menghindari kekurangan ditunjukkan sebelumnya, sebuah kapasitor seri digunakan sebagai pengganti resistor untuk pengukuran tegangan tinggi AC. Diagram skematik ditunjukkan pada Gambar. 7.9. Arus Ic melalui meter adalah:
Ic = j CV (7.9)
(a) Extended resistansi seri dengan
induktansi diabaikan
Cg-Stray kapasitansi ke tanah Cs- kapasitansi belitan
(b) resistansi Series dengan penjaga dan tuning resistansi
R - Series resistor Rs-Guard resistor Ra - Tuning resistor
Gambar 7.9. kapasitansi seri dengan sebuah miliammeter untuk mengukur tegangan tinggi AC
di mana, C = kapasitansi dari kapasitor seri, = frekuensi sudut, dan
V = diterapkan tegangan AC
Jika tegangan AC mengandung harmonik, kesalahan karena perubahan impedansi seri terjadi. Nilai rms tersebut. tegangan V dengan harmonik diberikan oleh
(7.10)
di mana V1, V2, … Vn mewakili nilai rms dari fundamental, kedua ... dan n
harmonik. Arus akibat harmonik ini I1 = CV1
I2 = CV2 … , dan (7.11)
In = CVn
Sehingga hasil arus rms adalah:
(7.12)
Dengan kelima harmonik 10% saja, saat ini adalah 11,2 % lebih tinggi, dan karenanya kesalahan adalah 11,2 % dalam pengukuran tegangan Metode ini tidak dianjurkan bila tegangan AC bukan gelombang sinusoidal murni tetapi mengandung harmonisa yang cukup besar. Seri voltmeter kapasitansi digunakan dengan cascade transformer untuk mengukur nilai rms hingga 1000 kV. Seri kapasitansi dibentuk sebagai kapasitor plat paralel antara terminal tegangan tinggi dari transformator dan piring tanah ditangguhkan di atasnya . Sebuah ammeter rectifier digunakan sebagai instrumen menunjukkan dan langsung dikalibrasi tegangan tinggi nilai rms. Meteran itu biasanya 0-100 A kumparan bergerak meter dan atas semua kesalahan adalah sekitar 2%.
7.2.2 Pembagi Potensial Kapasitansi dan Transformer Tegangan Kapasitansi
Kesalahan karena tegangan harmonik dapat dihilangkan dengan menggunakan pembagi tegangan kapasitif dengan voltmeter elektrostatik atau meter impedansi tinggi seperti VTVM suatu Jika meter dihubungkan melalui kabel yang panjang , kapasitansi harus diperhitungkan dalam kalibrasi. Biasanya, standar kompresi udara atau gas kondensor digunakan sebagai C1 (Gambar 7.10), dan C2 dapat berupa
kapasitor besar (mika, kertas, atau rendah loss kondensor). C1 adalah tiga kapasitor
terminal dan terhubung ke C2 melalui terlindung kabel, dan C2 benar-benar
terlindung dalam kotak untuk menghindari kapasitansi liar. Itu tegangan yang diberikan V1 diberikan oleh
(7.13) dimana Cm adalah kapasitansi dari meter dan kabel penghubung dan memimpin dan
V2 adalah pembacaan meter. kapasitansi
Gambar 7.10. Pembagi potensial kapasitansi C1 - Kompresi standar gas h.v. kondensator
C2 - Standar tegangan rendah kondensor
ESV - voltmeter elektrostatik P - gap pelindung C.C. - Menghubungkan kabel
Transformer Tegangan Kapasitansi - CVT
Pembagi kapasitansi dengan sebuah kecocokan atau mengisolasi potensi transformator disetel untuk kondisi resonansi sering digunakan dalam sistem tenaga untuk pengukuran tegangan. Ini adalah sering disebut sebagai CVT. Berbeda kapasitansi pembagi sederhana yang requires a high impedance meter like VTVM a atau voltmeter elektrostatik, CVT dapat dihubungkan ke perangkat impedansi rendah seperti koil tekanan alat pengukur watt atau relay coiiCVTcan memasok beban beberapa VA. Diagram skematik dari CVT dengan sirkuit ekuivalen adalah diberikan
pada Gambar. 7.11. C1 terbuat dari beberapa unit kondensor tegangan tinggi, dan
total kapasitansi akan sekitar beberapa ribu picofarads sebagai terhadap standar gas diisi kondensor sekitar 100 pF. Sebuah transformator pencocokan terhubung antara beban atau meteran M dan C2. Rasio transformator dipilih atas dasar ekonomi, dan hv yang Peringkat berliku mungkin 10 sampai 30 kV dengan Lv. berliku dinilai 100-500 V. nilai tuning choke L dipilih untuk membuat rangkaian setara CVT murni resistif atau untuk membawa kondisi resonansi. Kondisi ini dipenuhi bila
(7.14) dimana,
L= Induktansi dari choke, dan LT= peralatan induktansi dari transformer
Tegangan V2 (tegangan meter) akan berada dalam fase dengan tegangan input V1. Diagram fasor dari CVT dalam kondisi resonansi ditunjukkan pada Gambar.
7.11. Meteran itu diambil sebagai beban resistif, dan X'm diabaikan. Tegangan beban
disebut sisi pembagi akan V’2 = (I’m R’m) dan Vc2 = V’2 + Im (Re + Xe). Hal ini jelas
dari diagram fasor yang V1. (tegangan input) = (Vc1+ V c2) dan pada fase
a. Skema representasi b. rangkaian Equivalent Gambar. 7.11 trafo tegangan capasitif (CVT)
dengan V’2 tegangan meter. Re dan Xe termasuk keresistansi transformator potensial
dan kebocoran reaktansi. Dalam kondisi ini, rasio tegangan menjadi
(7.15) (mengabaikan tegangan drop Im • Xe yang sangat kecil dibandingkan dengan
tegangan VC1 ) di mana VRi adalah penurunan tegangan transformator dan gulungan
Keuntungan dari CVT adalah:
(i) Desain yang sederhana dan instalasi mudah,
(ii) Dapat digunakan baik sebagai alat ukur untuk tegangan meter dan menyampaikan tujuan dan juga sebagai kondensor kopling untuk komunikasi power line carrier dan menyampaikan.
(iii)Frekuensi distribusi tegangan independen bersama elemen sebagai terhadap transformer potensial magnetik konvensional yang membutuhkan desain insulasi tambahan terhadap lonjakan, dan
(iv) Menyediakan isolasi antara terminal tegangan tinggi dan tegangan rendah metering. Kelemahan dari CVT adalah:
(i) Rasio tegangan rentan terhadap variasi suhu, dan
(ii) Masalah merangsang ferro- resonansi pada sistem tenaga.
Pembagi Potensial Resistansi
Pembagi potensial resistansi menderita kerugian yang sama seperti voltmeter resistansi seri untuk aplikasi AC. Selain itu, kapasitansi nyasar dan induktansi (Gambar 7.7 dan 7.8) yang terkait dengan resistansi membuat mereka tidak akurat , dan kompensasi harus diberikan. Oleh karena itu, mereka umumnya tidak digunakan. 7.2.3. Transformers Potensial
(Magnetic Type)
Transformator potensial magnetic adalah perangkat tertua untuk kapak. pengukuran. Mereka sederhana dalam konstruksi dan dapat dirancang untuk tegangan apapun. Untuk tegangan yang sangat tinggi, Cascading dari transformator adalah mungkin. Rasio tegangan:
di mana V1 dan V2 adalah tegangan
primer dan sekunder, dan N1 dan N2
bergantian masing-masing dalam gulungan. Perangkat ini menderita rasio dan sudut fase kesalahan yang disebabkan oleh impedansi magnetizing dan kebocoran dari gulungan transformator. Kesalahan dikompensasi dengan menyesuaikan rasio belitan dengan tappings di sisi tegangan tinggi Gambar 7.12. Fasor diagram dari CVT
bawah resonansi atau disetel con dition, Zm diambil untuk menjadi sama dengan
di bawah kondisi beban. Potensi transformer (PT) tidak mengizinkan cepat naik tegangan frekuensi sementara atau tinggi seiring dengan frekuensi pasokan normal, tetapi tegangan harmonik biasanya diukur dengan akurasi yang memadai . Dengan pengujian tegangan tinggi transformator , tidak ada trafo potensi terpisah digunakan , namun PT berliku digabungkan dengan gulungan tegangan tinggi dari transformator pengujian.
Dengan benda uji seperti isolator, kabel , dll yang kapasitif di alam , kenaikan tegangan terjadi pada beban dengan transformator pengujian, dan potensi transformator berkelok-kelok memberikan nilai tegangan kurang dari tegangan yang sebenarnya diterapkan pada benda uji Jika impedansi persentase transformator pengujian diketahui, koreksi berikut dapat diterapkan pada tegangan diukur dengan PT berliku dari transformator.
(7.17) dimana,
V20 = tegangan rangkaian terbuka dari belitan PT
CN = beban kapasitansi yang digunakan untuk mengetes
C = kapasitansi objek yang di tes (C<<CN)
Vx = % drop reaktansi dari transformator
7.2.4 Voltmeter Electrostatic
Prinsip dalam bidang elektrostatik, gaya tarik-menarik antara elektroda pelat kondensor paralel diberikan oleh
(7.18)
V = diterapkan tegangan antara pelat, C = kapasitansi antara pelat,
A = luas penampang dari pelat, s = pemisahan antara pelat,
0 = permitivitas medium (udara atau ruang bebas), dan Ws = pekerjaan yang dilakukan dalam memindahkan piring
Ketika salah satu dari elektroda bebas untuk bergerak , gaya pada piring dapat diukur dengan mengendalikan dengan pegas atau menyeimbangkan dengan penyeimbang. Untuk pengukuran tegangan tinggi, perpindahan kecil dari salah satu elektroda dengan sepersekian milimeter sampai beberapa milimeter biasanya cukup untuk pengukuran tegangan. Seperti gaya adalah sebanding dengan kuadrat dari tegangan yang diterapkan, pengukuran dapat dibuat untuk ac atau DC tegangan.
Konstruksi
Voltmeter elektrostatik yang dibuat dengan konfigurasi plat paralel menggunakan cincin penjaga untuk menghindari korona dan lapangan fringing di pinggiran. Sebuah voltmeter mutlak dilakukan dengan menyeimbangkan piring dengan berat counter dan dikalibrasi dalam hal berat badan kecil. Biasanya voltmeter elektrostatik memiliki kapasitansi kecil (5 sampai 50 pF) dan resistansi isolasi tinggi (R > 1013 Q). Oleh karena itu mereka dianggap sebagai perangkat dengan impedansi masukan yang tinggi. Batas atas frekuensi untuk aplikasi AC ditentukan dari pertimbangan sebagai berikut:
(i) Frekuensi alami dari sistem bergerak,
(ii) Frekuensi resonansi memimpin dan induktansi liar dengan kapasitansi meter, dan (iii)perilaku RC dari penahan atau kontrol musim semi ( karena gesekan yang resistansi
dan elastance ).
Sebuah batas atas frekuensi sekitar satu MHz dicapai dalam desain hati-hati . Keakuratan untuk a.c. pengukuran tegangan lebih baik dari ± 0,25 %, dan untuk pengukuran tegangan DC mungkin ± 0,1 % atau kurang.
Diagram skematik voltmeter elektrostatik absolut atau elektrometer diberikan pada Gambar. 7.13. Ini terdiri dari paralel jenis pesawat disc elektroda dipisahkan oleh jarak kecil. Elektroda bergerak dikelilingi oleh cincin penjaga tetap untuk membuat seragam lapangan di wilayah tengah. Untuk mengukur tegangan yang diberikan dengan presisi, diameter disc ditingkatkan, dan jarak gap harus dibuat kurang. Keterbatasan pada jarak gap adalah stres kerja yang aman (V/s) diperbolehkan di udara yang biasanya 5 kV/cm atau kurang. Perbedaan utama antara beberapa bentuk voltmeter terletak pada cara di mana gaya pemulih diperoleh. Untuk versi konvensional meter, kontrol pegas sederhana, yang menggerakkan pointer untuk bergerak pada skala instrumen. Dalam instrumen yang lebih fleksibel , hanya gerakan kecil dari elektroda bergerak, dan gerakan ini diperkuat melalui cara-cara optik (lampu dan pengaturan skala seperti yang digunakan dengan bergerak galvanometers coil). Dua damper baling-baling udara digunakan untuk mengurangi kecenderungan getaran dalam sistem bergerak, dan
Gambar. 7.13. Voltmeter Electrostatik
pemanjangan pegas disimpan minimum untuk menghindari gangguan lapangan. Kisaran instrumen yang mudah diubah dengan mengubah pemisahan kesenjangan sehingga V/s atau tegangan listrik adalah sama untuk nilai maksimum dalam rentang apapun . Instrumen multi - jangkauan akan dibangun untuk 600 rms W dan di atas.
Rincian konstruksi dari sebuah voltmeter elektrostatik mutlak diberikan pada Gambar. 7.13a. Torsi kontrol disediakan oleh keseimbangan berat. Pegerakan disc M membentuk inti pusat dari cincin G penjaga yang dari diameter yang sama dengan pelat tetap F. cap D membungkus keseimbangan sensitif B , salah satu lengan yang membawa suspensi dari disk bergerak. Saldo balok membawa cermin yang mencerminkan seberkas cahaya. Pergerakan disk dengan demikian diperbesar . Seperti jarak antara dua elektroda besar , keseragaman medan listrik dikelola oleh cincin penjaga H yang mengelilingi ruang antara cakram F dan M. Cincin penjaga H dipertahankan pada potensi konstan dalam ruang dengan pembagi kapasitansi memastikan distribusi potensi khusus seragam.
Beberapa instrumen yang dibangun dalam struktur tertutup yang berisi udara terkompresi, karbon dioksida, atau nitrogen. Tekanan gas mungkin urutan IS atm. Bekerja tegangan setinggi 100 kV/cm dapat digunakan dalam meteran listrik di vakum. Dengan kompresi gas atau vakum sebagai medium, meter kompak dan jauh lebih kecil ukurannya.
(a) Voltmeter elektrostatik absolute M – mounting plate
G-Guard pelat F - plat Tetap
H-Guard hoops atau cincin
m – minor
(b) Pengaturan balok Cahaya B- Balance
C- Pembagi Kapasitansi D – Dome
7.2.5 Pembacaan Puncak voltmeter AC
Dalam beberapa kesempatan, nilai puncak dari sebuah gelombang AC yang lebih penting. Hal ini diperlukan untuk memperoleh kekuatan dielektrik maksimum isolasi padat, dll. Ketika gelombang tidak sinusoidal, nilai rms dari teganagn dikalikan dengan √ tidak benar. Oleh karena itu instrumen nilai puncak terpisah diinginkan dalam plikasi tegangan tinggi.
Series Capacitor Puncak Voltmeter
Ketika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan sinusoidal, pengisian arus io
dimana V adalah nilai rms dari tegangan dan adalah frekuensi sudut. Jika setengah gelombang rectifier digunakan, mean aritmetik dari arus rectifier sebanding dengan nilai puncak ac tegangan. Diagram skematik susunan rangkaian ditunjukkan pada Gambar. 7.14. Pembacaan meter DC sebanding dengan nilai puncak dari nilai Vm atau
dimana I adalah arus DC saat dibaca oleh meter dan C adalah kapasitansi dari kapasitor. Metode ini dikenal sebagai metode Chubb-Frotscue untuk pengukuran tegangan puncak. Dioda D1 digunakan untuk memperbaiki arus AC. yang saat ini
dalam satu setengah siklus sementara D2 by-pass di babak siklus lainnya. Pengaturan
ini hanya cocok untuk setengah positif atau negatif
Gambar. 7.14 Puncak voltmeter dengan kapasitor seri C - Capacitor v(t) - gelombang Tegangan
D1, D2 – Dioda lc (t) - Capacitor bentuk gelombang arus
P - perangkat pelindung T- Periode I - Menunjukkan meteran
(sekarang diperbaiki ditunjukkan)
siklus dan karenanya hanya berlaku ketika kedua setengah siklus yang simetris dan setara . Metode ini tidak cocok ketika gelombang tegangan tidak sinusoidal tetapi berisi lebih dari satu puncak atau maksimum seperti ditunjukkan pada Gambar. 7.14 .
The pengisian arus melalui kapasitor perubahan polaritas dalam satu setengah siklus itu sendiri . Daerah yang diarsir pada Gambar . 7.15 memberikan arus balik di salah satu dari setengah siklus dan saat ini dalam periode yang mengurangi dari arus bersih Oleh karena itu pembacaan meter akan kurang dan tidak sebanding dengan Vm
sebagai arus yang mengalir selama interval ( t1 - t2 ) dan sebagainya. Tidak akan
dimasukkan dalam nilai rata-rata. Kedua atau maxima palsu mudah terlihat keluar dengan mengamati bentuk gelombang dari arus pengisian pada osiloskop. Dalam kondisi normal dengan pengujian AC, bentuk gelombang tersebut tidak terjadi dan dengan demikian tidak menimbulkan kesalahan . Tapi arus pre -discharge dalam sirkuit tes menyebabkan tegangan durasi yang sangat singkat tetes yang dapat memperkenalkan kesalahan. Masalah ini juga bisa diatasi dengan menggunakan resistansi R dalam seri dengan kapasitor C sehingga CR << 1/ untuk 50 Hz aplikasi. Kesalahan karena resistansi adalah
(7.19) V = nilai aktual, dan
Vm = Nilai diukur
Gambar. 7.15. Tegangan gelombang dengan konten harmonic menunjukkan maxima palsu.
Dalam menentukan kesalahan, nilai aktual dari frekuensi co sudut harus ditentukan. Sumber-sumber yang berbeda yang berkontribusi terhadap kesalahan adalah
(i) Nilai efektif kapasitansi yang berbeda dari nilai yang terukur dari C (ii) Rectifier sempurna yang memungkinkan arus terbalik kecil.
(iii)Bentuk gelombang tegangan non-sinusoidal dengan lebih dari satu puncak atau maxima per setengah siklus.
Dengan demikian, metode ini dalam bentuk dasarnya tidak cocok untuk bentuk gelombang dengan lebih dari satu puncak dalam setiap setengah siklus. Sebuah puncak pembacaan meter digital untuk pengukuran tegangan ditunjukkan pada Gambar. 7.16. Alih-alih langsung mengukur arus pengisian diperbaiki, sinyal tegangan analog proporsional berasal yang kemudian diselenggarakan menjadi frekuensi menengah proporsional fm. Rasio frekuensi fm/f diukur dengan rangkaian
gerbang dikendalikan oleh frekuensi (f) daya AC dan counter yang terbuka untuk jumlah adjustable periode . Selama interval ini, jumlah impuls dihitung, n, adalah
(7.20)
dimana pis konstanta instrumen dan A merupakan faktor konversi dari ac ke DC converter. A = fm /(R im); im adalah arus diperbaiki melalui perlawanan R. Pembacaan
langsung dari tegangan kV dapat diperoleh dengan pilihan yang cocok parameter R dan jumlah periode p. Perkiraan kesalahan total dalam instrumen ini adalah kurang dari 0,35%. Instrumen konvensional jenis ini tersedia dengan kurang dari 2% error.
C - Series kapasitor 1 - Tegangan ke konverter frekuensi D1, D2 – Dioda 2 - Gerbang sirkuit
p - Input resistor 3 - Bacakan counter (indikator) Gambar. 7.16 Voltmeter puncak digital
Voltmeter puncak dengan Pembagi Potensial
Voltmeter Puncak menggunakan pembagi kapasitansi dirancang oleh Bowlder et al, Ditunjukkan pada Gambar. 7.17a. Tegangan C2 dibuat menggunakan dalam
pengisian kapasitor penyimpanan Cs. Rd adalah resistor discharge digunakan untuk memungkinkan variasi Vm setiap kali V2 berkurang. C2 dibebankan pada tegangan
sebanding dengan nilai puncak yang akan diukur. Yang menunjukkan meteran baik voltmeter elektrostatik atau impedansi tinggi V.T.V.M. Waktu discharge konstan CsRd Dirancang untuk menjadi sekitar 1 sampai 10 detik. Hal ini menimbulkan
mengimbangi kesalahan pengisian dan pemakaian akibat resistansi, sirkuit yang dimodifikasi seperti ditunjukkan pada Gambar. 7.17b. Pengukuran puncak rata-rata dilakukan dengan microameter. Modifikasi Rabus 'untuk mengkompensasi kesalahan pengisian diberikan pada Gambar. 7.17c.
Gambar. 7.17a Puncak voltmeter dengan kapasitor pembagi potensial dan voltmeter elektrostatik
Gambar. 7.17b Puncak voltmeter yang dimodifikasi oleh Haefely (Purn. 19)
Rabus (ref. 20)
M - Electrostatic voltmeter Cs2 – Cs1 + C meter
atau V.T.V.M. impedansi tinggi Rd2 – Rd1,
Gambar. 7.17c. Puncak voltmeter dengan menyamakan cabang seperti yang dirancang oleh Rabus
7.2.6 Celah Percikan (Spark Gaps) untuk Pengukuran Impulse dan Tegangan Tinggi AC, DC ( Nilai Puncak )
Sebuah kesenjangan bidang percikan seragam akan selalu memiliki tegangan sparkover dalam toleransi yang diketahui dalam kondisi atmosfer konstan. Oleh karena celah percikan dapat digunakan untuk pengukuran nilai puncak tegangan. jika jarak gap dikenal. Sebuah tegangan sparkover dari 30 kV (puncak ) pada 1 cm jarak di udara pada 2Oo C dan 760 tekanan torr terjadi karena kesenjangan bola atau gap bidang seragam. Tetapi pengalaman telah menunjukkan bahwa pengukuran ini dapat diandalkan hanya untuk konfigurasi kesenjangan tertentu. Biasanya, hanya kesenjangan lingkup yang digunakan untuk pengukuran tegangan. Dalam kasus-kasus tertentu kesenjangan lapangan seragam dan kesenjangan batang juga digunakan , tetapi akurasi mereka kurang. Kerusakan celah lapisan, terutama lingkup gap breakdown, tidak tergantung dari bentuk gelombang tegangan dan karenanya sangat cocok untuk semua jenis bentuk gelombang dari dc untuk tegangan impuls kali kenaikan singkat (waktu naik > 0,5 s) . Dengan demikian , kesenjangan bola dapat digunakan untuk frekuensi radio puncak tegangan pengukuran AC juga (sampai dengan 1 MHz).
Pengukuran Celah Lapisan (Sphere Gap)
Celah lapisan dapat diatur baik (i) secara vertikal dengan lingkup yang lebih rendah membumi, atau (ii) horizontal dengan kedua bola terhubung ke sumber tegangan atau satu lingkungan membumi. Dalam konfigurasi horisontal , umumnya diatur sedemikian rupa sehingga kedua bidang yang simetris pada tegangan tinggi di
atas tanah . Dua bola yang digunakan adalah identik dalam ukuran dan bentuk . Susunan skematis ditunjukkan pada Gambar . 7.18a dan 7.18b . Tegangan yang akan diukur diterapkan antara dua daerah dan jarak
1 - Dukungan Insulator 2 - Sphere shank
3 - Operasi gigi dan motor untuk mengubah jarak celah
4 - H.V. koneksi P - Titik percikan D - Diameter bola 5 - Jarak
A - Ketinggian P atas bumi
B - Radius clearance dari struktur eksternal X - Tegangan tinggi memimpin tidak harus melewati pesawat ini dalam jarak B dari P
(a) pengaturan Vertikal kesenjangan bola
Gambar. 7.18a Sphere gap untuk pengukuran tegangan
Gambar. 7.18b pengaturan Horisontal celah lapisan (Legenda seperti dalam Gambar 7.18a.)
atau jarak 5 di antara mereka memberikan ukuran tegangan sparkover. Sebuah resistansi seri biasanya dihubungkan antara sumber dan kesenjangan sphere untuk (i) membatasi arus gangguan, dan (ii) untuk menekan osilasi yang tidak diinginkan dalam sumber tegangan ketika gangguan terjadi (dalam kasus tegangan impuls). Nilai resistansi seri dapat bervariasi dari 100 sampai 1000 kilo ohm untuk ac atau DC tegangan dan tidak lebih dari 500 dalam kasus tegangan impuls. Dalam kasus nilai
puncak AC dan pengukuran tegangan DC, tegangan yang diberikan secara seragam meningkat hingga sparkover terjadi celah. Umumnya, rata-rata sekitar lima nilai kerusakan diambil ketika mereka setuju untuk dalam ± 3 %.
Dalam kasus tegangan impuls , untuk mendapatkan tegangan flashover 50 %, dua batas tegangan , berbeda dengan tidak lebih dari 2 % yang diatur sedemikian rupa sehingga pada penerapan nilai batas bawah 2 atau 4 flashovers berlangsung dan penerapan atas batas nilai 8 atau 6 flashovers berlangsung masing-masing . Mean dari dua batas ini diambil sebagai tegangan flashover 50 %. Dalam kasus apapun , pengukuran tegangan sparkover awal harus dilakukan sebelum pengukuran aktual yang dibuat. The flashover tegangan untuk berbagai jarak gap dan diameter standar bola yang digunakan diberikan dalam Tabel 7.3 dan 7.4 masing-masing. Nilai-nilai tegangan sparkover ditentukan dalam BS : 358, EEC Publication 52 tahun 1960 dan IS : 1876 1962. The izin yang diperlukan ditunjukkan pada Gambar. 7.18a dan 7.18b untuk pengukuran berada dalam ± 3 % . Nilai-nilai A dan B yang ditunjukkan dalam gambar di atas dapat dilihat pada Tabel 7.5.
Tabel nilai 7.3 Puncak sparkover tegangan kV untuk tegangan AC dan DC baik polaritas, dan untuk tegangan negatif penuh standar impuls (satu lapisan dibumikan) (a) dan tegangan impuls polaritas positif dan tegangan impuls dengan ekor panjang (b) pada suhu: 25oC dan tekanan: 760 tor
Tabel 7.4 Celah lapisan tegangan sparkover di kV (puncak) di udara untuk AC, DC dan tegangan impuls baik polaritas untuk celah lapisan simetrical pada suhu: 20 ° C dan tekanan760 torr
Untuk jarak kurang dari 0,5 D, akurasi ± 3% dan untuk jarak 0,5 D, akurasi ± 5%
Kontruksi Celah Lapisan
Sphere Gap dibuat dengan dua bola logam diameter identik D dengan tangkai mereka , gigi operasi , dan insulator pendukung (Gambar 7.18a atau b ) . Spheres umumnya terbuat dari tembaga , kuningan , atau aluminium , yang terakhir ini digunakan karena biaya rendah Diameter standar untuk bola adalah 2,5,6.25,10,12.5,15,25,50,75,100,150 , dan 200 cm . Jarak ini didesain dan dipilih sedemikian rupa sehingga flashover terjadi dekat dengan titik memicu P. Bola dirancang dan dibuat sehingga permukaannya yang halus dan kelengkungan adalah seragam dengan hati-hati . Jari-jari kelengkungan diukur dengan spherometer pada berbagai titik di area tertutup oleh lingkaran 0,3 D sekitar titik pemicu tidak boleh berbeda lebih dari ± 2 % dari nilai nominal . Permukaan bola harus bebas dari debu , minyak , atau pelapis lainnya . Permukaan harus dipertahankan bersih tapi tidak perlu dipoles . Jika pitting berlebihan terjadi karena sparkovers, mereka harus dihaluskan . Dimensi sumsum digunakan , cincin penilaian yang digunakan ( jika perlu ) dengan bola , jarak ground , dll harus mengikuti nilai-nilai yang ditunjukkan pada Gambar . 7.18a dan 7.18b dan Tabel 7.5 . Tegangan tinggi konduktor harus diatur sedemikian rupa sehingga tidak mempengaruhi konfigurasi lapangan . Resistansi seri yang terhubung harus berada di luar sumsum pada 2D jauh dari lingkup tegangan tinggi atau titik memicu P.
Iradiasi sphere gap diperlukan bila pengukuran tegangan kurang dari 50 kV dibuat dengan kesenjangan lingkup diameter 10 cm atau kurang. Iradiasi dapat diperoleh dari tabung kuarsa lampu uap merkuri dari 40 W rating. Lampu harus berada pada jarak B atau lebih seperti yang ditunjukkan pada Tabel 7.5.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Sparkover Tegangan Sphere Gaps Berbagai faktor yang mempengaruhi tegangan sparkover dari sphere gaps adalah:
1. Benda di dekatnya,
2. Kondisi atmosfer dan kelembaban, 3. Iradiasi, dan
4. Polaritas dan kenaikan waktu bentuk gelombang tegangan.
Penyelidikan rinci dari faktor di atas telah dibuat dan dianalisis oleh Craggs dan Meek, Kuffel dan Abdullah, Kuffel, Davis dan Boulder, dan beberapa peneliti lain. Hanya beberapa faktor penting yang disajikan di sini.
1. Pengaruh benda di dekatnya
Pengaruh benda di dekatnya diselidiki oleh Kuffel (14) dengan melampirkan lingkup pembumian di dalam sebuah silinder yang dibumikan. Sehingga tegangan sparkover berkurang. Penurunan tersebut diamati:
V = mlog (B/D) + C V = persentase penurunan
B = diameter dibumikan melampirkan silinder D = diameter bola
S = spasi, dan m dan C adalah konstanta. (7.21)
Penurunan ini kurang dari 2% untuk S/D <0,5 dan BID 2 0.8. Bahkan untuk S/D - 1,0 dan BID 2 1.0 pengurangan itu hanya 3%. Oleh karena itu, spesifikasi mengenai jarak diamati dengan teliti adalah dengan toleransi dan akurasi yang ditentukan. Variasi tegangan rusaknya dengan rasio A/D diberikan pada Gambar. 7.19a dan b denga diameter 50 cm. Penurunan tegangan berada dalam batas akurasi, jika S/D disimpan kurang dari 0,6. A rasio A/D di atas adalah jarak dari titik spaiidng ke bidang tanah horisontal (juga ditunjukkan pada Gambar. 7.19)
2. Pengaruh kondisi atmosfer
Tegangan sparkover pada celah diameter tergantung pada kerapatan udara yang bervariasi dengan perubahan suhu dan tekanan. Jika tegangan sparkover adalah V di bawah kondisi pengujian suhu T dan tekanan p torr dan jika tegangan sparkover adalah VQ dalam kondisi standar suhu T = 2Oo C dan tekanan p = 760 torr, maka
di mana k merupakan fungsi dari densitas udara faktor d, yang diberikan oleh [ ]
(7.22)
Hubungan antara d dan k diberikan dalam Tabel 7.6.
Tegangan sparkover meningkat dengan kelembaban. Kenaikan adalah sekitar 2 sampai 3% selama rentang kelembaban normal 8 g/m3 sampai 15 g/m3. Pengaruh kelembaban pada sparkover tegangan dari 25 cm sphere gap untuk 1 cm jarak disajikan pada Gambar. 7.20. Hal ini dapat dilihat bahwa peningkatan tegangan sparkover kurang dari 3% dan variasi antara ac dan DC tegangan breakdown diabaikan (<0,5%). Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa (i) meningkat efek kelembaban dengan ukran bola dan maksimum untuk kesenjangan lapangan seragam, dan (ii) tegangan sparicover meningkat dengan tekanan parsial uap air di udara, dan kondisi kelembaban yang diberikan , perubahan tegangan sparkover
meningkat. Perubahan sparkover tegangan dengan kelembaban adalah kurang lebih 3%, tidak ada koreksi biasanya diberikan untuk kelembaban.
3. Pengaruh Iradiasi
Iluminasi kesenjangan bola dengan ultra-violet atau sinar-x bantu ionisasi mudah kesenjangan. Pengaruh iradiasi diucapkan untuk jarak celah kecil. Penurunan sekitar 20% pada tegangan sparkover diamati untuk jarak 0,1 D 0,3 D untuk 1,3 cm sphere gap dengan dc tegangan. Penurunan tegangan sparkover kurang dari 5% untuk jarak gap lebih dari 1 cm, dan kesenjangan jarak dari 2 cm atau lebih adalah sekitar 1,5%. Oleh karena itu, iradiasi diperlukan untuk kesenjangan lingkup yang lebih kecil dari kesenjangan jarak kurang dari 1 cm untuk mendapatkan nilai-nilai yang konsisten.
4. Pengaruh polaritas dan gelombang
Telah diamati bahwa sparkover tersebut tegangan untuk polaritas positif dan negative impuls berbeda. Penyelidikan eksperimental menunjukkan bahwa kesenjangan bidang 6,25-25 cm diameter, perbedaan antara dc positif dan negatif tegangan tidak lebih dari 1%. Untuk lingkup lebih kecil kesenjangan (2 cm diameter dan kurang) perbedaan itu sekitar 8% antara impuls negatif dan positif dari 1/50 gelombang M. s. Demikian pula, gelombang depan dan ekor gelombang jangka waktu juga mempengaruhi tegangan rusaknya. Untuk front gelombang kurang dari 0,5 | adalah gelombang dan ekor kurang dari 5 (I s tegangan breakdown tidak konsisten dan karenanya penggunaan gap bola tidak dianjurkan untuk pengukuran tegangan dalam kasus tersebut.
Celah Bagian Elektroda
Celah lapisan, meskipun banyak digunakan untuk pengukuran tegangan, hanya memiliki jangkauan terbatas dengan medan listrik seragam. Oleh karena itu, tidak mungkin untuk memastikan bahwa memicu selalu terjadi di sepanjang daerah medan seragam. Rogowski (lihat Craggs dan Lemah lembut ^>) disajikan desain untuk elektroda lapangan seragam untuk sparkover tegangan hingga 600 kV.The sparkover tegangan di celah medan seragam diberikan oleh,
√
di mana A dan B adalah konstanta, 5 adalah jarak kesenjangan dalam cm, dan V adalah tegangan sparkover.
Khas elektroda lapangan seragam ditunjukkan pada Gambar. 7.21. Konstanta A dan B yang ditemukan 24,4 dan 7,50 masing-masing pada suhu T = 250C dan tekanan = 760 ton. Karena potensi memicu merupakan fungsi dari densitas udara, tegangan sparkover untuk setiap diberikan kerapatan udara faktor d (lihat Persamaan. 7.22) dimodifikasi sebagai
√ (7.23) Bruce (lihat Craggs dan Kuffel ) membuat elektroda bidang seragam dengan kurva sinus di daerah akhir. Menurut Bruce, elektroda dengan diameter 4.5, 9.0, dan 15.0 masuk dapat digunakan untuk tegangan maksimum 140, 280, dan 420 kV masing-masing. Untuk profil Bruce, konstanta A dan B yang masing-masing 24.22 dan 6.08. Kemudian, ditemukan bahwa dengan kelembaban tegangan sparkover meningkat, dan hubungan untuk tegangan sparkover dimodifikasi sebagai
√ [ ( )] (7.24)
Dimana,
AC, EF - Bagian datar (≥S) AB - Bagian datar Lengkung A untuk B dan C untuk D ≥ 108 BC - kurva sinus
Lengkung B untuk E dan D ke F CD - busur lingkaran dengan pusat di O XY – OC sin [ ]terus meningkat
(a) Elektroda tor 300 KV (rms) (b) Bruce prof kebohongan (setengah kontur) gap spark
d = Faktor kepadatan udara, dan e = tekanan uap air di udara (mm Hg).
Konstanta A dan B berbeda untuk ac, dc, dan tegangan impuls. Perbandingan antara tegangan sparkover (di udara pada suhu 2O0C dan tekanan 760 torr) dari bidang elektroda kesenjangan seragam dan kesenjangan bola diberikan pada Tabel 7.7. Dari tabel ini dapat disimpulkan bahwa dalam keterbatasan tertentu dan batas kesalahan, tidak ada perbedaan yang signifikan antara tegangan sparkover kesenjangan bola dan kesenjangan bidang seragam.
Tegangan sparkover pada celah bagian elektroda juga dapat ditemukan dari perhitungan. Namun, tidak ada perhitungan tersebut tersedia untuk jarak diameter. Terlepas dari kinerja yang unggul dan akurasi, seragam lapangan spark gap biasanya tidak digunakan untuk tujuan pengukuran, sebagai akhir yang sangat akurat dari permukaan elektroda dan keselarasan hati yang sulit diperoleh dalam praktek.
Celah Batang
Sebuah kesenjangan batang juga kadang-kadang digunakan untuk pengukuran perkiraan nilai puncak tegangan frekuensi daya dan tegangan impuls. IEEE mengakui bahwa metode ini memberikan akurasi dalam ± 8%. Batang akan baik persegi bermata atau melingkar di cross-section. Panjang batang bisa menjadi 15 sampai 75 cm dan jarak bervariasi 2-200 cm. Tegangan sparkover, seperti kesenjangan lain, dipengaruhi oleh kelembaban dan kerapatan udara.
Frekuensi gangguan listrik tegangan 1,27 cm batang persegi di udara pada 250C dan pada tekanan 760 ton dengan tekanan uap air dari 15,5 torr diberikan dalam Tabel 7.8. Kelembaban koreksi diberikan dalam Tabel 7.9. Kepadatan udara faktor koreksi dapat diambil dari Tabel 7.6.
Dalam kasus pengukuran tegangan impuls, IEC dan IEEE merekomendasikan pemasangan melintang Rod Gaps pada isolator pada ketinggian 1,5 sampai 2,0 dari jarak di atas tanah. Salah satu batang biasanya dibumikan. Untuk 50% flashover tegangan, prosedur diikuti adalah sama dengan yang untuk kesenjangan diameter. Koreksi untuk kelembaban untuk 1/50 µ. s impuls dan 1/50 µ gelombang impuls baik polaritas diberikan pada Gambar. 7.22. Tegangan sparkover untuk gelombang impuls diberikan dalam Tabel 7.10.
Potensi atau tegangan pembagi untuk pengukuran tegangan tinggi impuls, frekuensi tingg, atau untuk cepat naik pengukuran tegangan transien biasanya baik resistif atau capacftive atau jenis elemen campuran. Tegangan rendah dari pembagi biasanya tersambung. Sebuah diagram skematik pembagi potensial dengan peralatan terminating yang diberikan pada Gambar. 7.23. biasanya resistor atau serangkaian resistor dalam kasus resistensi potensial pembagi, atau satu atau beberapa kapasitor dalam kasus pembagi kapasitansi. Hal ini juga dapat menjadi kombinasi dari kedua resistor dan kapasitor. Z2 akan menjadi resistor atau kapasitor atau impedansi RC
tergantung pada jenis pembagi. Setiap elemen dalam pembagi, dalam kasus pembagi tegangan tinggi, memiliki self resistance atau kapasitansi. Selain itu, unsur-unsur resistif memiliki induktansi sisa, sebuah kapasitansi terminal ke tanah, dan terminal untuk kapasitansi terminal
Rangkaian setara dengan elemen resistif sudah ditunjukkan pada Gambar. 7,7, dan rangkaian setara dengan induktansi diabaikan adalah dari form yang ditampilkan pada Gambar. 7.8a. Potensi kapasitansi pembagi juga memiliki rangkaian ekuivalen yang sama seperti pada Gambar. 7.7a, dimana C5 akan menjadi kapasitansi masing-masing unsur kapasitor, Cg akan menjadi kapasitansi terminal ke tanah, dan R akan menjadi tahanan bocor setara dan resistensi karena kehilangan dielektrik dalam elemen. Ketika langkah atau cepat naik tegangan diterapkan di terminal tegangan tinggi, tegangan dikembangkan di seluruh elemen T ^ tidak akan memiliki gelombang yang benar seperti yang dari tegangan yang diterapkan. Kabel juga dapat memperkenalkan distorsi pada bentuk gelombang tersebut. Unsur-unsur berikut ini terutama merupakan kesalahan yang berbeda dalam pengukuran:
1. Induktansi sisa dalam unsur-unsur; 2. Kapasitansi yang terjadi
a. antar unsur-unsur,
b. dari bagian terminal elemen ke tanah, dan
c. dari tegangan tinggi mengarah pada unsur-unsur atau bagian; 3. Kesalahan impedansi karena
a. menghubungkan lead antara pembagi dan benda uji, dan b. lead tanah kembali dan arus asing di tanah lead, dan
4. Osilasi parasit karena memimpin dan induktansi kabel dan kapasitansi tegangan terminal tinggi ke tanah.
Efek induktansi sisa dan memimpin menjadi menonjol ketika cepat naik impuls kurang dari satu mikrodetik yang akan diukur. Induktansi sisa lembab dan memperlambat pulsa cepat naik. Kedua, tata letak benda uji, generator impuls, dan tanah mengarah juga memerlukan perhatian khusus untuk meminimalkan kesalahan pencatatan. Ini dibahas di Sec. 7.4.
Resistance Potensi Divider untuk Tegangan Inpuls Rendah dan Peningkatan Tekanan Sebuah resistensi potensial pembagi sederhana terdiri dari dua resistensi R1 dan R2 dalam seri
(R1>>R2 ) (lihat Gambar. 7.24). Redaman faktor pembagi atau rasio tegangan diberikan oleh,
(7.25) Elemen pembagi R2, dalam prakteknya, dihubungkan melalui kabel koaksial ke osiloskop. Kabel
umumnya akan memiliki impedansi gelombang Z0 dan ini akan datang secara paralel dengan
impedansi input osiloskop (Rm, Cm}. Rm umumnya lebih besar dari satu megaohm dan Cm
mungkin 10 sampai 50 picofarads. Untuk frekuensi tinggi dan tegangan impuls (karena mereka juga mengandung frekuensi tinggi fundamental dan harmonik), rasio dalam domain frekuensi akan diberikan oleh
(7.26)
Oleh karena itu, rasio adalah fungsi dari frekuensi. Untuk menghindari ketergantungan frekuensi rasio tegangan, pembagi tersebut dikompensasikan dengan menambahkan kapasitansi C1
tambahan di R1. Nilai C1, untuk membuat pembagi independen frekuensi, dapat diperoleh dari
(7.27) yang berarti bahwa waktu yang konstan dari kedua lengan harus sama . Kompensasi ini digunakan untuk pembangunan pembagi tegangan tinggi dan probe digunakan dengan osiloskop . Biasanya , probe yang dibuat dengan nilai-nilai disesuaikan dari Cm sehingga nilai Cm dapat mencakup kapasitansi termasuk thai dari kabel , dll Sebuah probe tegangan tinggi yang khas dengan empat nanodetik waktu naik dinilai untuk 40 kV ( puncak) memiliki input impedansi dari 100 MQ secara paralel dengan 2,7 pF . Bentuk gelombang output pembagi kompensasi ditunjukkan pada Gambar . 7.24c dengan atas dan di bawah kompensasi untuk input gelombang
persegi . Dalam Gambar . 7.24 c ( i ) ditunjukkan bentuk gelombang dari pembagi RC ketika C1
terlalu besar atau overcompensated , sedangkan pada Gambar . 7.24 c ( iii ) ditampilkan bentuk gelombang ketika C1 kecil atau di bawah kompensasi . Untuk kemiringan eksponensial atau
bagian yang menaik dari gelombang , konstanta waktu [ R1 R2 ( R1+ R2 ) ] ( C1 + Cm) . Ini
akan menjadi terlalu besar ketika nilai C1 lebih besar dari yang diperlukan untuk kompensasi
yang benar , yaitu R1 C1 = R2 Cm dan karenanya overshoot dengan peluruhan eksponensial
terjadi seperti ditunjukkan pada Gambar . 7.24 c ( i ) . Untuk di bawah kompensasi , waktu pengisian terlalu tinggi dan dengan demikian kenaikan eksponensial terjadi seperti ditunjukkan pada Gambar . 7.24 c ( iii ) . Rangkaian skematik probe osiloskop kompensasi ditunjukkan pada Gambar . 7.25 .
Potensi Pembagi Digunakan untuk Tegangan Tinggi Impulse Pengukuran
Dalam resistensi potensial pembagi, R1 dan R2 dianggap sebagai resistor berukuran kecil di
bagian sebelumnya. Untuk tegangan di atas 100 kV, R1 tidak lagi kecil dalam dimensi dan
biasanya terbuat dari beberapa bagian. Oleh karena itu pembagi tidak lagi resistor kecil parameter disamakan, tetapi harus dianggap sebagai jaringan terdistribusi setara dengan terminal untuk kapasitansi tanah dan kapasitansi seri antar-sectional seperti ditunjukkan pada Gambar. 7.26. Total resistansi seri R1 terbuat dari n resistor nilai R'1 dan R = nR '1 . Cg adalah terminal ke
tanah kapasitansi dari masing-masing
elemen resistor R1 , dan Cs adalah kapasitansi antara terminal masing-masing bagian. Induktansi
dari setiap elemen (L’1 ) tidak ditampilkan pada gambar karena biasanya kecil dibandingkan
dengan unsur-unsur lain (yaitu R‘1 , Cs dan Cg ). Jenis pembagi menghasilkan distribusi tegangan
non-linear sepanjang panjangnya dan juga bertindak seperti filter R-C untuk tegangan diterapkan. Output dari pembagi tersebut untuk berbagai nilai rasio Cg / Cs ditunjukkan pada
elemental, rangkaian ekuivalen dapat dimodifikasi seperti ditunjukkan pada Gambar. 7.28, di mana Ch ,
mewakili kapasitansi diperkenalkan antara tegangan tinggi memimpin dan unsur-unsur penjaga. Hal ini mengurangi distorsi yang diperkenalkan oleh pembagi asli.
Pembagi Tegangan kapasitansi
Pembagi tegangan kapasitansi yang ideal untuk pengukuran cepat naik tegangan dan dorongan. Rasio kapasitansi tidak bergantung pada frekuensi, jika tahanan bocor mereka cukup tinggi untuk diabaikan. Tapi biasanya pembagi yang terhubung ke sumber tegangan melalui lead panjang yang memperkenalkan induktansi memimpin dan resistensi residual. Juga, kapasitansi digunakan untuk pekerjaan tegangan yang sangat tinggi yang tidak sedikit dalam dimensi dan karenanya tidak dapat dianggap sebagai elemen disejajarkan. Oleh karena itu, output dari pembagi untuk frekuensi tinggi dan impuls terdistorsi seperti dalam kasus pembagi perlawanan.
Pembagi Kapasitansi Murni
Sebuah kapasitansi pembagi murni untuk pengukuran tegangan tinggi dan jaringan listrik yang setara tanpa unsur liar ditunjukkan pada Gambar. 7.29. Rasio pembagi
Kapasitansi C1 terbentuk antara h.v. yang terminal sumber (impuls generator) dan bahwa benda
uji atau titik lain pengukuran The CRO terletak di layar terlindung sekitarnya kapasitansi C2. C2
meliputi kapasitansi digunakan, kapasitansi memimpin, kapasitansi masukan dari CRO, dan lainnya
kapasitansi tanah . Keuntungan dari hubungan ini adalah bahwa pembebanan pada sumber diabaikan , tetapi gangguan kecil di lokasi C2 atau hv elektroda atau adanya benda liar di
dekatnya mengubah C1 kapasitansi , dan karenanya rasio pembagi terpengaruh .
Dalam banyak kasus standar udara atau gas terkompresi kapasitor digunakan yang memiliki konstruksi silinder koaksial . Rasio akurat yang bisa dihitung sampai dengan 1000:1 telah dicapai untuk tegangan impuls maksimum 350 kV , dan batas atas frekuensi adalah sekitar 10 MHz . Untuk lebih kecil atau sedang tegangan tinggi ( hingga 100 kV ) pembagi kapasitansi dibangun dengan batas atas frekuensi 200 MHz .
Tipe lain dari desain yang sering digunakan adalah untuk membuat C1 terdiri dari sejumlah
kapasitor C1 seri untuk diberikan tegangan V1 . Dalam kasus seperti rangkaian ekuivalen adalah
sama dengan unit tali insulator yang digunakan dalam jalur transmisi (Gambar 7.30 ) . Distribusi tegangan sepanjang rantai kapasitor non - linear dan karenanya menyebabkan distribusi gelombang output. Tapi kesalahan rasio adalah konstan dan tidak tergantung pada frekuensi dibandingkan dengan pembagi perlawanan. Sebuah rangkaian ekuivalen disederhanakan ditunjukkan pada Gambar . 7.30 b , yang dapat digunakan jika C1 « C2 dan Cg « C1 . Rasio
tegangannya adalah
Rasio ini adalah konstan dan memberikan kesalahan kurang dari 5% saat C \ = 3Cg. Rangkaian
ekuivalen ini cukup memuaskan hingga 1 MHz.
Bidang Controlled Pembagi Tegangan
Distribusi medan elektrostatik atau kapasitif perisai atau cincin penjaga ditempatkan di atas sebuah pembagi resistif untuk menegakkan medan seragam di lingkungan dan di sepanjang pembagi dapat diadopsi untuk pengukuran tegangan tinggi. Diagram skematik ditunjukkan pada Gambar. 7.31 dan rangkaian ekuivalen adalah sama seperti yang diberikan pada Gambar. 7.28. Perisai adalah bentuk kerucut. RI adalah resistensi non-linear dalam arti hambatan per satuan panjang tidak sama tetapi variabel. Keuntungan utama adalah bahwa
kapasitansi per satuan panjang kecil dan karenanya memuat efek berkurang. Kadang-kadang hambatan R2 paralel bersama dengan induktansi dan kapasitansi shunt menyebabkan osilasi
Rd redaman ^ seperti ditunjukkan pada Gambar. 7.31. Pembagi tersebut dibangun untuk sangat
tegangan tinggi (hingga 2 MV) dengan waktu respon kurang dari 30 ns. Kolom resistensi, R1
terbuat dari 20 ohm kilo. Tanggapan langkah pembagi seperti ditunjukkan pada Gambar. 7.32, dengan dan tanpa resistor redaman. Dengan damping resistor yang tepat (R4) waktu respon jauh
Mixed R-C Potensi Pembagi
Pembagi potensial campuran menggunakan elemen RC secara seri atau paralel. Salah satu metode adalah untuk menghubungkan kapasitansi secara paralel dengan masing-masing R’1
Unsur ini berhasil digunakan
untuk pembagi tegangan dari 2 MV dan di atas. Sebuah konstruksi yang lebih baik adalah untuk membuat koneksi elemen seri RC. Rangkaian ekuivalen konstruksi seperti ditunjukkan pada Gambar. 7.33. Pembagi tersebut dibuat untuk 5 MV dengan waktu respon kurang dari 30 n s. Lengan tegangan rendah R2 diberikan “L memuncak "dengan menghubungkan variabel
induktansi L secara seri dengan R2 - Respon langkah dari pembagi dan koneksi skematik lengan
tegangan rendah ditunjukkan pada Gambar 7.34 Namun, untuk benar.. dirancang pembagi tegangan L memuncak tidak akan diperlukan.
R - C Potensi pemisah untuk 2 rating MV dan di atasnya
Pembagi tegangan yang digunakan untuk mengukur lebih dari satu juta volt melemahkan sinyal pengukur untuk nilai di kisaran 100 V untuk beberapa ratus volt . Kriteria yang dibutuhkan untuk menilai pembagi adalah : ( i ) bentuk tegangan dalam susunan tes harus ditransfer tanpa distorsi ke sisi LV , ( ii ) perilaku perpindahan determinationof sederhana harus dipastikan , dan ( iii ) mereka harus cocok untuk penggunaan serbaguna , yaitu untuk digunakan dengan ac tegangan frekuensi daya , switching tegangan impuls serta dengan tegangan impuls petir / Kondisi ini mengharuskan bahwa pembagi harus memiliki bandwidth yang luas . Persyaratan di atas umumnya dipenuhi oleh ( a) secara optimal teredam pembagi RC , atau ( b ) di bawah teredam atau teredam rendah pemisah RC . The tegangan tinggi lengan pembagi tersebut terdiri dari unit seri RC sementara lengan sekunder biasanya merupakan seri RC atau rangkaian paralel . Dalam kasus pembagi optimal teredam , √ , di mana L1 adalah induktansi dari tegangan
tinggi memimpin dan H.V bagian dari pembagi , dan Cg adalah kapasitansi setara dengan tanah . Biasanya resistance ini akan 400-1.000 ohm . Di sisi lain , untuk pembagi rendah atau underdamped , R1 akan sama dengan 0,25-1,5 kali √ di mana L adalah induktansi untuk loop
pengukuran lengkap dan C1 adalah kapasitansi dari HV bagian dari pembagi . Dalam hal ini ,
nilai normal R1 terletak antara 50 dan 300 ohm . Tanggapan langkah dari dua jenis pembagi yang
disebutkan di atas ditunjukkan pada Gambar . 7.35 . Dalam praktek yang sebenarnya , karena waktu besar konstan ( Rd + R1 ) C1 , optimal teredam pembagi mempengaruhi tegangan bentuk
pada impuls petir Standard benda uji kadang-kadang tidak dapat dihasilkan dengan spesifikasi standar yang benar . Dengan demikian , R - C pembagi potensial
tidak cocok untuk pengukuran dengan benda uji kapasitansi yang sangat rendah. The RC pembagi tindakan rendah atau underdamped sebagai kapasitansi beban dan pembagi tegangan, dan cocok untuk aplikasi lebih dari bandwidth yang luas, ie. ac, beralih impuls, impuls petir, gelombang cincang dll pembagi underdamped RC juga cocok untuk pengukuran curam gelombang impuls fronted. Sebuah catatan khas gelombang impuls petir (1.2/50 gelombang µs) diperoleh dengan menggunakan kedua jenis di atas pembagi ditunjukkan pada Gambar. 7.36. Dapat dicatat bahwa meskipun respon tangga miskin dalam kasus pembagi underdamped, mereka dapat digunakan untuk mengukur gelombang impuls standar untuk akurasi yang lebih baik.
Koneksi yang berbeda Bekerja dengan Pembagi Potensial
Pengaturan yang berbeda dan koneksi tegangan atau pembagi potensial dengan osiloskop sinar katoda ditunjukkan pada Gambar . 7.37 dan 7.38 .
Sebuah pengaturan sederhana pembagi resistensi ditunjukkan pada Gambar . 7.37 a . Kemungkinan kesalahan adalah ( i ) R2 ≠ Z0 ( lonjakan impedansi kabel ) , (ii ) kapasitansi thecableand CRO shunting RI dan karenanya memperkenalkan distorsi , ( iii ) pelemahan atau penurunan tegangan lonjakan kabel Z0 , dan ( iv ) kapasitansi tanah efek . Kesalahan ini sudah dibahas di Sec . 7.2.7 . Untuk menghindari refleksi di persimpangan kabel dan / ? 2 » 82 bervariasi dan disesuaikan untuk memberikan respon langkah terbaik . Ketika fungsi tegangan unit diterapkan pada rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar . 7.37 b , efek kabel adalah untuk
mengambil sebagian kecil dari tegangan [ C1 /( C1 + C2 ] ke dalamnya dan menyebabkan refleksi
pada akhir input. Pada awalnya bertindak kabel seperti resistensi dari value = Z0 impedansi gelombang , tetapi kemudian berperilaku seperti sebuah kapasitor nilai yang sama dengan kapasitansi total dari kabel . perilaku ini memperkenalkan distorsi dan dikompensasi dengan menggunakan koneksi perpecahan kapasitor sebagai shqwn pada Gambar . 7.37 c dengan ( C1 +
C2 )= ( C3+Ck)) [ Ck = kapasitansi dari kabel ] . Di sisi lain jika Ck ( C1 + C2 + Ck ) = 0,1 ,
Pengaturan untuk pembagi potensial campuran ditunjukkan pada Gambar. 7.38. Pengaturan ditunjukkan pada Gambar. 7.38a dimodifikasi dan ditingkatkan dalam penyusunan Gambar. 7.38b. dengan
(7.30)
(7.31)
respon sangat meningkat. Pengaturan ditunjukkan pada Gambar. 7.38c sederhana dan memberikan pencocokan impedansi yang diinginkan.
Lengan tegangan LOMT dari sistem pengukuran yang terhubung ke tegangan jangka pembagi garis
Modus sambungan dan pengaturan tata letak lengan sekunder pembagi sangat penting untuk pengukuran distortionless transien cepat. L.V. The lengan pembagi sendiri memperkenalkan distorsi besar jika tidak terhubung dengan benar. Koreksi yang berbeda digunakan untuk menghubungkan LV lengan dengan alat ukur melalui kabel sinyal ditunjukkan pada Gambar. 7.37 dan 7.38. Sinyal kabel Z0 mungkin diasumsikan loss-bebas sehingga impedansi gelombang, Zp = √ tidak tergantung pada frekuensi dan waktu perjalanan sinyal, T0 = √ (lihat Bab 8 untuk rincian). Dalam kasus resistensi pembagi,. Pencocokan kabel dicapai dengan memiliki resistensi murni, R2 = Z0 di ujung kabel. Kabel surge Z0 dan perlawanan R2 merupakan bagian
yang tidak terpisahkan dari sistem kabel. Biasanya, Zb memiliki nilai 50 atau 75 ohm. Dalam praktek yang sebenarnya, kabel sinyal yang memiliki kerugian akibat efek kulit pada frekuensi tinggi dan karenanya Z0 menjadi kuantitas yang kompleks. Dengan demikian, pencocokan RI
dengan Z0 harus dilakukan pada frekuensi tinggi atau dengan masukan langkah seperti yang
ditunjukkan sebelumnya. Dalam kasus kabel panjang, resistansi kabel termasuk dari kawat perisai harus diambil sebagai bagian dari perlawanan yang cocok. Rasio pembagi dalam kasus koneksi yang ditunjukkan pada gambar 7.37
