TUGAS KELOMPOK TEKNIK TEGANGAN TINGGI 2
Pengukuran Tegangan Tinggi
Tegangan tinggi dapat diukur dalam berbagai cara. Pengukuran
langsung dari tegangan tinggi adalah mungkin sampai sekitar 200 kV,
dan beberapa bentuk voltmeter telah dirancang yang dapat
dihubungkan langsung di tes sirkuit. Tegangan tinggi juga diukur
dengan mengundurkan diri tegangan dengan menggunakan transformator
dan potensi pembagi. The sparkover kesenjangan bola dan kesenjangan
lain juga digunakan, terutama di kalibrasi meter pengukuran
tegangan tinggi. Tegangan transien dapat direkam melalui pembagi
potensial dan osiloskop. Surge petir dapat direkam menggunakan
Klydonograph.Pengukuran tegangan tinggi DC, AC maupun impuls
menimbulkan fenoma yang tidak stabil dalam pengukuran besaran
elektrik. Gejala fenomena yang tak stabil ini akan semakin tinggi
seiring bertambah besarnya medan magnet yang digunakan(untuk di
atas 10kv).Pengukuran Langsung Tegangan Tinggi electrostatic
voltmeterSalah satu metode langsung mengukur tegangan tinggi adalah
dengan cara voltmeter elektro-statis. untuk tegangan di atas 10 kV,
umumnya jenis disc menarik dari voltmeter elektrostatik digunakan.
Ketika dua pelat budidaya paralel (cross section luas A dan jarak
x) dibebankan q dan memiliki potensi. Perbedaan V, maka energi yang
tersimpan dalam diberikan oleh
Hal ini dipandang bahwa gaya tarik-menarik adalah sebanding
dengan kuadrat dari perbedaan potensial diterapkan, sehingga meter
membaca nilai persegi (atau dapat ditandai untuk membaca nilai
rms). Voltmeter elektrostatik jenis disc tertarik dapat terhubung
di sirkuit tegangan tinggi langsung ke mengukur sampai sekitar 200
kV, tanpa menggunakan setiap pembagi potensial atau metode reduksi
lainnya. [Kekuatan di instrumen elektrostatik dapat digunakan untuk
mengukur ac dan DC tegangan].
Abraham Voltmeter
Gambar 1. Abraham electrostatic voltmeterSeperti ditunjukkan
dalam gambar 1 elektroda tangan kanan membentuk pelat tegangan
tinggi, sedangkan bagian tengah kiri disc tangan dipotong dan
membungkus disk kecil yang bergerak dan diarahkan untuk pointer
instrumen Kisaran instrumen bisa diubah dengan menetapkan disc
kanan pada jarak yang telah ditandai. Dua besar cakram membentuk
perlindungan yang memadai untuk bagian-bagian yang bekerja dari
instrumen terhadap gangguan elektrostatik eksternal Instrumen ini
dibuat untuk menutupi berkisar antara 3 sampai 500 kV kV. Karena
kesulitan merancang voltmeter elektrostatik untuk pengukuran
tegangan ekstra tinggi yang akan bebas dari kesalahan karena korona
efek, dalam instrumen, dan bidang elektrostatik eksternal, sejumlah
metode khusus telah dirancang untuk tujuan tersebut. Sphere
gapsLingkup metode gap mengukur tegangan tinggi adalah yang paling
dapat diandalkan dan digunakan sebagai standar untuk tujuan
kalibrasi.Kekuatan rincian gas tergantung pada ionisasi molekul
gas, dan pada densitas gas Dengan demikian, gangguan tegangan
bervariasi dengan jarak kesenjangan; dan kesenjangan bidang
seragam, konsistensi tinggi dapat diperoleh, sehingga kesenjangan
lingkup sangat berguna sebagai alat pengukur.Dengan percobaan yang
tepat, variasi tegangan tembus dengan gap spacing, untuk diameter
yang berbeda dan jarak, telah dihitung dan direpresentasikan dalam
grafik.Pada alat pengukur, dua bola logam yang digunakan,
dipisahkan oleh gas-gap. Potensi perbedaan antara bola dinaikkan
sampai percikan lewat di antara mereka. Kekuatan rincian gas
tergantung pada ukuran bola, jarak mereka terpisah dan sejumlah
faktor lainnya. Sebuah celah elektroda dapat digunakan untuk
penentuan nilai puncak gelombang tegangan, dan untuk pemeriksaan
dan kalibrasi voltmeter dan pengukuran perangkat tegangan
lainnya.Kepadatan gas (umumnya udara) mempengaruhi tegangan
spark-over untuk pengaturan gap yang diberikan. Dengan demikian
koreksi untuk setiap perubahan kerapatan udara harus dilakukan.
Kepadatan faktor koreksi udara.
Percikan tegangan lebih untuk gap diberikan pengaturan di bawah
kondisi standar (760 torr dan tekanan pada 20oC) harus dikalikan
dengan faktor koreksi untuk mendapatkan tegangan spark- over yang
sebenarnya.Rusaknya tegangan dari kesenjangan bola (gambar 2)
hampir independen dari kelembaban atmosfer, tetapi kehadiran embun
di permukaan menurunkan tegangan rusaknya dan karenanya membatalkan
kalibrasi.
Gambar 2. Measuring spheres
Tegangan rusaknya karakteristik (gambar 3) telah ditentukan
untuk pasangan sejenis bola (diameter 62,5 mm, 125 mm, 250 mm, 500
mm, 1 m dan 2 m)
Gambar 3. Breakdown voltage characteristic of sphere gaps
Bila jarak gap meningkat, bidang seragam antara lingkungan
menjadi terdistorsi, dan akurasi jatuh. Batas-batas akurasi
tergantung pada rasio jarak d dengan diameter bola D. Untuk tujuan
pengukuran yang akurat, jarak gap lebih dari 0.75D tidak
digunakan.
Gambar 4. Breakdown voltage characteristics
Karakteristik tegangan rusaknya juga tergantung pada polaritas
tegangan tinggi sphere dalam kasus kesenjangan asimetris (yaitu
kesenjangan di mana satu elektroda pada tegangan tinggi dan yang
lainnya pada tegangan atau tanah rendah potensial). Jika kedua
elektroda berada pada tegangan tinggi sama polaritas yang
berlawanan (yaitu + V dan - V), seperti dalam gap simetris, maka
polaritas tidak berpengaruh. Gambar 4 menunjukkan variasi tegangan
breakdown ini.Dalam kasus kesenjangan asimetris, ada dua
karakteristik kerusakan satu untuk tegangan tinggi positif dan yang
lainnya untuk tegangan tinggi negatif. Karena kerusakan yang
disebabkan oleh aliran elektron, ketika elektroda tegangan tinggi
adalah positif, tegangan yang lebih tinggi umumnya diperlukan untuk
kerusakan daripada ketika tinggi elektroda tegangan negatif. Namun,
ketika kesenjangan yang sangat jauh, maka positif dan negatif
karakteristik menyeberang karena berbagai efek muatan ruang. Tapi
ini terjadi baik di luar operasi berguna daerah. Dalam kondisi
tegangan bolak, kerusakan akan terjadi sesuai dengan kurva yang
lebih rendah (yaitu di setengah siklus negatif di bawah jarak gap
normal). Jadi dalam kondisi normal, a.c. yang karakteristik yang
sama sebagai karakteristik negatif.Dalam kesenjangan bola yang
digunakan dalam pengukuran, untuk memperoleh akurasi yang tinggi,
clearance minimum yang harus dijaga antara bola dan mayat tetangga
dan diameter poros adalah juga ditentukan, karena ini juga
mempengaruhi akurasi (gambar 5). ada juga toleransi yang ditentukan
untuk jari-jari kelengkungan dari bola.
Gambar 5 sphere gap"Panjang diameter apapun tidak akan berbeda
dari nilai yang benar oleh lebih dari 1% untuk lingkup diameter
hingga 100 cm atau lebih dari 2% untuk bola yang lebih besar ".
Nilai puncak dari tegangan dapat diukur dari 2 kV hingga sekitar
2500 kV dengan cara bola. Satu bola dapat dibumikan dengan yang
lainnya adalah elektroda tegangan tinggi, atau keduanya mungkin
diberikan bersama sama positif dan tegangan negatif terhadap bumi
(simetris gap). Ketika kesenjangan spark harus dikalibrasi
menggunakan celah bola standar, dua kesenjangan tidak harus
terhubung secara paralel. Jarak yang setara harus ditentukan dengan
membandingkan setiap celah pada gilirannya dengan cocok menunjukkan
instrument.Kesenjangan jarum juga dapat digunakan dalam pengukuran
tegangan hingga sekitar 50 kV, tapi kesalahan yang disebabkan oleh
variasi ketajaman kesenjangan jarum, dan oleh korona terbentuk di
poin sebelum jeda benar-benar sparks lebih. Juga pengaruh variasi
kelembaban dari atmosfer di kesenjangan tersebut jauh lebih
besar.
Gambar 6 Breakdown voltage characteristic for impulsesBiasanya,
perlawanan yang digunakan secara seri dengan gap bola, dari sekitar
1 kondisi sparkover sekitar maksimal 1 A.Namun untuk pengukuran
impuls, serangkaian perlawanan tidak boleh digunakan karena ini
menyebabkan penurunan besar di seluruh perlawanan. Dalam mengukur
tegangan impuls, karena kerusakan tidak terjadi pada nilai yang
sama persis dari tegangan setiap kali, apa yang umumnya ditentukan
adalah nilai kerusakan 50%. Sejumlah impuls yang sama nilai
diterapkan dan catatan disimpan dari berapa kali kerusakan terjadi,
dan histogram diplot dengan nilai puncak tegangan impuls dan
persentase kerusakan (Gambar 6). TRANSFORMER DAN METODE PEMBAGI
POTENSIAL PENGUKURAN Metode Rasio TransformatorPenggunaan tegangan
primer untuk memperkirakan tegangan sekunder adalah metode yang
cukup kasar pengukuran, tetapi cukup memuaskan untuk sebagian besar
tes ac. Dalam metode ini (gambar 6.7), tegangan pada sisi tegangan
rendah tegangan tinggi transformator diukur. Tegangan yang
sebenarnya seluruh beban tidak diukur.
Gambar 7 transformer ratio methodKarena saat ini diambil oleh
perangkat yang diuji biasanya sangat kecil, arus seperti karena
korona dapat menyebabkan kesalahan yang cukup besar dalam tegangan
yang diukur. Metode ini mengukur tegangan rms. Dalam rangka untuk
menentukan nilai puncak perlu untuk menentukan bentuk gelombang
tegangan sekunder.
Gambar 8 with additional potential windingBeberapa transformator
tegangan tinggi (gambar 8) membawa voltmeter-coil terpisah memiliki
jumlah putaran yang merupakan fraksi pasti dari belitan sekunder.
Metode ini tidak dapat digunakan dengan susunan kaskade dari
transformer.
Gambar 9 with potential transformerHal ini juga mungkin untuk
memiliki sebuah transformator potensial terhubung di perangkat uji
dan tegangan diukur, namun hal ini merupakan pengaturan mahal.
Bahkan metode ini mungkin tidak sangat memuaskan di bawah kondisi
tegangan yang sangat tinggi dan resistansi seri metode pengukuran
dapat digunakan. Metode resistansi seri pengukuranDalam metode
resistansi seri seri perlawanan tinggi (khusus dirancang untuk
menahan tegangan tinggi) dan resistensi dari 20 k/V gerakan).
Metode ini berlaku untuk kedua ac dan dc. Sejumlah resistensi akan
diperlukan dalam seri, dan mencegah kebocoran saat ini, kita harus
memiliki keseluruhan sistem dalam wadah terisolasi, yang dibumikan
untuk melindungi tujuan. Sebagai tindakan keamanan, kesenjangan
keselamatan atau lampu neon yang terhubung di mikro-ammeter. Jika
kita menggunakan pasokan yang stabil (akurasi 0,10%) kita akan
akhirnya berakhir dengan akurasi 1%.
Gambar 10 Series resistor microammeterKetika metode di atas
digunakan untuk tegangan bolak, akan ada efek kapasitansi
terdistribusi juga. Efek kapasitif dapat dikurangi dengan
menyediakan layar yang sesuai, atau dengan menyeimbangkan
kapasitansi. Metode pembagi potensial resistif
Gambar 11 Resistive potential divider methodDalam metode ini,
resistensi yang tinggi potensi pembagi terhubung di tegangan
tinggi, dan yang pasti sebagian kecil dari tegangan total diukur
dengan menggunakan voltmeter tegangan rendah. Dalam kondisi bolak
ada akan didistribusikan kapasitansi. Salah satu metode untuk
menghilangkan ini akan menjadi memiliki layar didistribusikan dari
banyak bagian dan menggunakan potensi pembagi tambahan untuk
memberikan potensi tetap untuk layar.
Gambar 12 Screening of resistive dividersArus yang mengalir
dalam kapasitansi akan berlawanan arah pada setiap setengah dari
layar sehingga ada akan ada net kapasitif saat ini (Gambar 12
(a)).Hal ini juga mungkin untuk memiliki layar kerucut logam
(Gambar 12 (b)). Desain harus dilakukan dengan cara trial and
error. Akan ada kapasitansi ke layar kerucut serta kapasitansi ke
bumi, sehingga jika pada titik apapun arus kapasitif dari layar
berbentuk kerucut ke intinya adalah sama dengan yang dari titik ke
bumi, maka kapasitansi tidak akan memiliki efek bersih. METODE
PEMBAGI POTENSIAL CAPACITIVE
Gambar 13 Capacitive potential divider methodUntuk bolak
pekerjaan, daripada menggunakan potensi pembagi resistif, kita bisa
menggunakan potensi pembagi kapasitif. di ini dua kapasitansi C1
dan C2 yang digunakan dalam seri, voltmeter elektrostatik yang
terhubung di bawah kapasitor.Jika sistem dijaga pada posisi tetap,
kita bisa melakukan koreksi untuk kapasitansi liar tetap. Atau jika
layar digunakan, kapasitansi ke layar akan menjadi konstan, dan
kita bisa benjolan mereka dengan kapasitansi dari
lengan.Mengabaikan kapasitansi voltmeter (atau lumping voltmeter
kapasitansi elektrostatik dengan C2) yang kapasitansi efektif C1
dan C2 secara seri adalah C1C2 / (C1 + C2), dan karena tuduhan yang
sama,
Kapasitansi h.v. standar kapasitor harus diketahui secara
akurat, dan kapasitansi harus bebas dari dielectric losses.For
alasan ini, kapasitansi udara selalu digunakan untuk metode
purpose.This ini juga mengukur r.m.s. nilai. Hal ini kadang-kadang
lebih berguna untuk memiliki ukuran nilai puncak dari tegangan
bolak daripada rms nilai, karena nilai puncak dari tegangan yang
diberikan yang menghasilkan tegangan breakdown yang sebenarnya
dalam materi sedang diuji. Jika bentuk gelombang tegangan
diketahui, tegangan puncak dapat diperoleh dari rms voltage.It
adalah sering lebih memuaskan Namun, untuk menggunakan beberapa
metode pengukuran tegangan yang memberikan nilai puncak tegangan
langsung. Matching Potensial pemisahKetika bentuk gelombang yang
diamati pada osiloskop, melalui pembagi potensial, kabel diperlukan
untuk menghubungkan tes gelombang ke osiloskop, dan juga untuk
menyebabkan penundaan kecil antara kedatangan pulsa pemicu dan
gelombang (Gambar 6.14).
Gambar 14 Observation of impulse waveform through potential
dividerJika kabel delay adalah lossless, maka dapat diwakili oleh
murni induktansi dan kapasitor, sehingga lonjakan impedansi dari
kabel atau delay network = Zo = [z / y] 1/2. Dalam kabel lossless,
Zo adalah murni resistif.
Osiloskop dapat menampilkan maksimum sekitar 50 V sampai 100 V
dan dengan demikian tegangan impuls harus dikurangi oleh pembagi
potensial yang cocok. Persyaratan pembagi potensial digunakan
adalah bahwa itu mengurangi diterapkan tegangan tanpa menghasilkan
distorsi (yaitu: rasio potensi pembagi tidak berbeda dengan waktu
atau frekuensi). Potensi pembagi dapat dari dua jenis. Resistif dan
kapasitif.Dalam prakteknya, kedua kasus diperoleh dalam bentuk
murni, tetapi campuran both.The efek kapasitif di resistif pembagi
jauh lebih dari efek resistif pada pembagi kapasitif.Dalam kasus
pembagi resistif, lengan bawah dari pembagi memiliki ketahanan yang
ditetapkan oleh impedansi gelombang dari kabel yang digunakan
(untuk pencocokan) dan dengan persyaratan gelombang-ekor sirkuit
generator impuls (jika ada generator impuls yang digunakan). Rasio
pembagi ditentukan oleh kepekaan CRO dan tegangan. Pembagi
kapasitif umumnya bulkier daripada pembagi resistif, tetapi
memiliki beberapa keunggulan. Hal ini dapat digunakan sebagai
bagian dari wavefront membentuk sirkuit. Kapasitansi diri dari
kabel yang menghubungkan perangkat ke CRO menambah kapasitansi dari
kabel yang menghubungkan pembagi untuk osiloskop menambah
kapasitansi dari lengan bawah. Ketika bagian awal dari gelombang
memasuki kabel, ia bertindak sebagai saluran transmisi dan
menyajikan impedansi gelombang yang lonjakan, namun ketika garis
menjadi bermuatan, berperilaku sebagai kapasitor. Bila menggunakan
pembagi potensial, maka perlu sesuai mengakhiri kabel di kedua
ujungnya sehingga memiliki sempurna pencocokan kabel di kedua
ujungnya. Pembagi potensial resistif Pencocokan pada potensi ujung
divider hanya :
Gambar 15 Matching of resistive divider at sending end onlyDalam
pengaturan ini, penerima (yaitu: akhir terhubung di CRO Y-piring)
disimpan pada rangkaian terbuka, dan kami mencoba untuk mendapatkan
pencocokan sempurna pada akhir pengiriman, sehingga tidak ada
refleksi, dan refleksi sempurna di penerimaan akhir.Untuk
pencocokan sempurna pada akhir pengiriman, impedansi setara dengan
bagian sebelum kabel harus ZO Impedansi = R3 + R1 / / R2 = R3 +
R1.R2 / (R1 + R2) = ZO untuk pencocokan sempurna di s.e Jika R1
>> R2 sebagai biasanya, maka kita memiliki R1 / / R2 R2, ZO =
R2 + R3
Gambar 16Pada persimpangan E2 pembagi, impedansi setara dengan
bumi Z1 diberikan oleh :
Bentuk gelombang tegangan ini E3 perjalanan menjelang akhir
penerima dan tercermin di ujung terbuka tanpa perubahan
menandatangani, sehingga tegangan dikirim ke CRO adalah 2 E3.
atau Jika lengan bawah sendiri adalah seimbang, yaitu R2 = Z0,
maka R3 = 0 dan tegangan ditransmisikan ke osiloskop diberikan
oleh
Pencocokan kabel di ujung osiloskop hanya :
Gambar 17 Matching of resistive divider at receiving end
onlyDalam pengaturan ini, kabel cocok hanya pada akhir penerima
sehingga tidak akan ada refleksi di akhir ini.
Karena kabel benar cocok pada akhir penerimaan, R4 = Z0Tegangan
gelombang E2 perjalanan sepanjang kabel, dan karena ada pencocokan
yang tepat di ujung penerima, maka ditransmisikan dengan keluar
refleksi apapun.
Untuk mengingat nilai-nilai R1, R2 dan E1 pengaturan ini
memberikan tegangan yang lebih kecil di CRO daripada ketika hanya
pembagi akhir cocok. Jika titik E2 tidak terhubung ke bumi melalui
resistensi R2, (mis. jika R2 = ), maka kita harus
Gambar 18 Matching of resistive divider at receiving end (with
R2 = )Untuk kasus ini tegangan pada osiloskop diberikan oleh :
Pencocokan pada kedua ujung kabel
Gambar 19 Matching of resistive divider at both endsDalam kasus
ini, kabel yang cocok di kedua ujungnya. Dengan penghentian ini
tidak ada refleksi di kedua ujung. ini pengaturan digunakan bila
diperlukan untuk mengurangi seminimal mungkin penyimpangan yang
dihasilkan dalam kabel sirkuit delay.Seperti sebelumnya, untuk
pencocokan sempurna pada akhirnya menerima, R4 = Z0 dan untuk
pencocokan sempurna pada pengiriman akhir, R2 + R3 = Z0.Juga, di
E2, impedansi setara Z1 ke bumi diberikan oleh
Karena pencocokan sempurna pada akhir penerimaan, ini
ditransmisikan tanpa refleksi.
Kapasitansi liar hadir antara putaran resistensi akan membuat
distribusi arus sepanjang perlawanan non-seragam. Ketika laju
perubahan tegangan tinggi, maka kesalahan karena kapasitansi yang
besar (terutama di gelombang seperti gelombang cincang).
Gambar 20 Stray capacitances and chopped waveDengan memiliki
kapasitansi didistribusikan sepanjang perlawanan yang lebih besar
dari kapasitansi liar, efek dari kapasitansi dapat dihilangkan.
Cara yang lebih mudah untuk mengkompensasi kapasitansi liar adalah
dengan memiliki potensi pembagi kapasitif bukan pembagi resistif.
Pembagi potensial CapacitivePengaruh kapasitansi dapat dibuat
konstan, dalam pembagi kapasitif, dengan melindungi potensi,
pembagi dan karenanya membuat uang saku untuk itu. Kerugian dari
potensi pembagi kapasitif adalah bahwa penghentian yang tepat tidak
dapat dilakukan. Ada dua metode yang digunakan untuk pembagi
kapasitif pasangan untuk menunda kabel. Koneksi kapasitor
sederhana
Gambar 21 Matching of capacitive divider (simple capacitor
connection)Dalam koneksi kapasitor sederhana, kita mencoba untuk
mencegah refleksi pada akhir pengiriman. Pengirim end diakhiri
dengan resistensi R1 = Zo secara seri dengan kabel. Awalnya
kapasitansi kabel tidak akan dikenakan biaya, dan hanya C1 dan C2
akan hadir. awalnya,
Karena refleksi sempurna di ujung penerima, E3 bepergian ke arah
itu akan tercermin dan karenanya tegangan ditransmisikan ke CRO
akan dua kali lipat.
Gambar 22 Waveforms for simple capacitor connectionHal ini
memberikan amplitudo gelombang tegangan saat mencapai Y-piring.
Dengan berjalannya waktu, kapasitansi kabel biaya dan berperilaku
sebagai kapasitansi secara paralel dengan lengan bawah.Oleh karena
itu, setelah waktu yang tak terbatas, tegangan pada Y-piring akan
diberikan oleh
Dengan demikian rasio tegangan input dengan tegangan output dari
pembagi kapasitif bervariasi dengan waktu dan kami mendapatkan
terdistorsi gelombang keluaran yang ditampilkan pada osiloskop.
Dengan demikian potensi kapasitif memperkenalkan pembagi distorsi.
Perbedaan antara rasio awal dan akhir akan cukup kecuali C2
setidaknya 10 kali bahwa dari Ck kabel kapasitansi, dalam hal ini
kesalahan akan menjadi sekitar 10%.Kesalahan ini dapat dikurangi
dengan mentransfer bagian dari tegangan kapasitor rendah ke CRO
ujung kabel keterlambatan dan menghubungkannya secara seri dengan
resistansi sama dengan impedansi gelombang kabel Z0 (resistif jika
kabel lossless). Koneksi kapasitor Berpisah
Gambar 23 Matching of capacitive divider (simple capacitor
connection)Dalam hubungan ini, selain untuk pencocokan kabel pada
akhir pengiriman (R1 = Z0), juga cocok di end osiloskop (R2 = Z0).
Selanjutnya untuk memastikan bahwa rasio jangka panjang tetap sama
seperti rasio awal, ujung bawah kapasitor dibagi menjadi C2 dan
C3.Awalnya kapasitansi Ck dan C3 tidak akan dikenakan biaya, dan
hanya kapasitansi C1 dan C2 akan efektif dalam rasio tegangan.
Karena pencocokan sempurna pada akhir penerima, gelombang
tegangan ditransmisikan tanpa refleksi apapun. oleh karena itu
tegangan diamati diberikan oleh
Setelah waktu yang tak terbatas, kapasitansi Ck dan C3 akan
sepenuhnya dibebankan atas, dan ujung penerima di Efek akan berada
di sirkuit terbuka, karena C3 tidak lagi melakukan konduksi.Karena
semua kapasitor C2, C3 dan Ck secara paralel,
Gambar 24 Waveforms for split capacitor connectionJika awal dan
nilai akhir dari rasio tersebut dibuat sama, maka distorsi
berkurang untuk gelar besar.
Jika kondisi ini terpenuhi, maka distorsi yang rendah dan dekat
reproduksi yang setia dapat diharapkan seperti yang ditunjukkan
pada gambar 6.25.
Gambar 25 Waveforms for split capacitor connection (low
distortion) MEASUREMENT OF SURGES KlydonographPetir adalah mungkin
yang paling spektakuler dari tegangan tinggi fenomena. Sangat
sedikit yang diketahui tentang petir, karena tidak mungkin untuk
membuat petir atau untuk mendapatkan sambaran petir kapan dan di
mana kita menyenangkan. Juga sangat sedikit diketahui efek dan
tegangan dari lonjakan yang muncul dalam jalur transmisi karena
itu.Fenomena petir dapat dipelajari sampai batas tertentu oleh
lonjakan menghasilkan pada transmisi baris. Frekuensi terjadinya
tegangan surge dan besarnya gelombang itu menghasilkan pada jalur
transmisi dapat dipelajari dengan menggunakan pola Litchenberg
diperoleh dengan menggunakan Klydonograph.
Gambar 27 KlydonographThe Klydonograph (Gambar 27) memiliki
lembaran dielektrik, di permukaan yang ditempatkan film fotografi.
Bahan isolator memisahkan pesawat elektroda di satu sisi, dan
elektroda runcing yang hanya bersentuhan dengan film fotografi. The
tegangan tinggi diterapkan ke elektroda runcing dan elektroda
lainnya adalah umumnya dibumikan. Film fotografi dapat dibuat
berputar terus menerus dengan mekanisme jarum jam. itu aparat
tertutup dalam sebuah kotak hitam agar tidak mengekspos film
fotografi. Ketika tegangan impuls diterapkan pada tegangan tinggi
elektroda, foto yang dihasilkan menunjukkan pertumbuhan pita
filamen yang mengembangkan keluar dari elektroda.Jejak ini pada
pelat fotografi bukan karena tindakan fotografi normal, dan terjadi
bahkan melalui sana ada discharge terlihat antara elektroda. Jika
flashover dari isolator atau debit terlihat terjadi, maka Film akan
menjadi terkena dan tidak ada pola yang akan diperoleh. Pola-pola
ini diperoleh pada fotografi Film yang dikenal sebagai pola
Litchenberg. Ketika tegangan tinggi positif diterapkan ke elektroda
atas, jelas kapal uap didefinisikan yang terletak hampir dalam
lingkaran yang pasti diperoleh. Jika tegangan yang diberikan adalah
negatif, maka Pola yang diamati adalah kabur dan jari-jari pola
jauh lebih kecil. Untuk kedua jenis gelombang, jari-jari Pola yang
diperoleh meningkat dengan peningkatan tegangan.Untuk peralatan
yang diberikan dengan ketebalan tetap dielektrik, jari-jari pola
yang diperoleh (Gambar 28a) adalah fungsi yang pasti dari tegangan
yang diterapkan, dan dengan demikian dengan mengkalibrasi
Klydonograph menggunakan tegangan tinggi osiloskop dan tegangan
gelombang diketahui, adalah mungkin untuk menggunakan perangkat ini
untuk merekam gelombang yang terjadi. Jika tegangan positif
diterapkan meningkat melebihi nilai tertentu, percabangan dapat
terjadi di sepanjang cabang-cabang keluar dari elektroda. Tegangan
maksimum yang dapat diukur dengan menggunakan Klydonograph
tergantung pada ketebalan bahan dielektrik. Jadi untuk mengukur
tegangan melebihi nilai ini, seperti terjadinya peristiwa di jalur
transmisi, potensi pembagi isolator string digunakan. (Gambar
28b).
Gambar 28 KlydonographUntuk peralatan tetap, untuk tegangan
tinggi positif diterapkan sebagai elektroda atas, variasi yang
diterapkan tegangan dengan jari-jari pola yang diperoleh cukup
pasti dan radius yang cukup besar. Dalam kasus tegangan tinggi
negatif, karakteristik jauh lebih bervariasi dan radius jauh lebih
kecil. Jadi biasanya adalah lebih baik untuk menggunakan pola
positif untuk pengukuran lonjakan tegangan tinggi. yang diterapkan
tegangan dibandingkan radius karakteristik pola pola Litchenberg
ditunjukkan pada Gambar 29.
Gambar 29 Litchenberg patternsKarena lonjakan karena petir dapat
berupa positif atau negatif, dan karena itu lebih baik untuk
mengamati Pola positif dalam kedua kasus, kami membuat modifikasi
peralatan.
Gambar 30 Klydonograph for measurement of both polaritiesDalam
modifikasi ditunjukkan pada Gambar 30, ada dua instrumen tersebut,
dengan koneksi elektroda dibuat di arah yang berlawanan. Jadi dalam
modifikasi, jika lonjakan positif datang, maka pola positif akan
direkam dalam (a) dan pola negatif (b), dimana pola pada (b) dapat
digunakan untuk pengukuran gelombang positif.Dalam kasus gelombang
negatif, sebaliknya akan terjadi, dan pola pada (b) dapat digunakan
untuk pengukuran. Dengan demikian besarnya gelombang serta
polaritas dapat ditentukan dari Litchenberg pola pada (a) dan (b).
Karena film fotografi terus bergerak, mungkin dalam beberapa rumit
aparat untuk merekam tanggal dan waktu terjadinya lonjakan juga.
PENGUKURAN UMUM Pembacaan Puncak Pada Voltmeter Metode Pengisian
KapasitorPada setengah siklus positif, biaya kapasitor sampai nilai
puncak, dan ketika tegangan turun maka akan dibuang (sangat
sedikit) melalui milliammeter, dan sehingga tegangan kapasitor
sangat hampir konstan pada nilai puncak dan arus sehingga sebanding
dengan nilai puncak. (Waktu RC konstan rangkaian di atas harus
sangat tinggi dibandingkan dengan periode tegangan).
Gambar 31 Capacitor charging method Menggunakan Lampu Neon
Gambar 32 Using neon lampSebuah tabung neon (jika tegangan di
mana pemogokan lampu diketahui) dapat digunakan dengan pembagi
potensial kapasitif memperoleh nilai puncak bentuk gelombang
tegangan yang diberikan. Tegangan rendah kapasitor variabel
bervariasi sampai pemogokan lampu neon.Dari rasio kapasitansi,
tegangan suplai dapat dihitung. Karena tegangan kepunahan lebih
konstan dari tegangan mencolok, tegangan kepunahan dapat digunakan
sebagai standar. Akurasi % dapat diperoleh dengan tegangan mencolok
dan akurasi % dapat diperoleh dengan tegangan kepunahan. Metode
Arus Rectifier-Capacitor Yang paling dikenal dan metode yang paling
biasa mengukur nilai puncak adalah diperbaiki kapasitor metode saat
ini. Sebuah tegangan tinggi kapasitor terhubung ke pasokan hv
dengan rectifier ammeter dalam hubungan bumi. itu nilai yang
ditunjukkan akan sesuai dengan nilai puncak dari setengah siklus
positif atau negatif. dioda digunakan secara seri dengan
milliammeter harus memiliki resistansi rendah maju dan reverse
tinggi resistensi rasio 1:105 diinginkan. Silicon dioda memberikan
rectifier yang ideal untuk tujuan tersebut.
Gambar 33 Rectifier-capacitor current method
Gambar 34 Waveforms for peak measurementUntuk rangkaian yang
ditunjukkan pada gambar 34, dan bentuk gelombang yang sesuai pada
gambar 34(a),
Karena dc meter digunakan akan membaca Iav, dan karenanya akan
sesuai dengan nilai maksimum tegangan, independen dari bentuk
gelombang, kecuali dalam kasus ketika ada lebih dari satu maxima
dan minima per siklus. di kasus seperti pembacaan meter tidak lagi
akan sesuai dengan maxima yang sebenarnya (Gambar 34 (b)), tetapi
Selain puncak puncak ke-berturut-turut.Alih-alih menggunakan unit
setengah gelombang meluruskan seperti dalam angka 6.32, kami juga
bisa menggunakan meluruskan gelombang penuh Unit seperti pada
gambar 35. Dalam hal ini, pembacaan meter akan secara efektif ganda
memberikan hasil
Gambar 35Jadi baik menggunakan setengah gelombang atau
meluruskan gelombang penuh unit, kita dapat memperoleh nilai puncak
tegangan independen dari bentuk gelombang, jika kapasitansi dan
frekuensi diketahui dari pembacaan d.c yang meteran. Oscilloscope
Untuk Pengukuran Transien CepatOsiloskop tegangan tinggi digunakan
untuk studi fenomena transien cepat, terutama dalam pekerjaan di
highvoltage dan percikan kerusakan pada gaps.These kecil memiliki
kecepatan sapuan tinggi. Karena kecepatan tinggi, intensitas
diturunkan dan karenanya intensitas yang lebih tinggi diperlukan.
Dalam balok tidak harus datang sampai transient datang karena :(a)
jika stasioner, tempat intensitas tinggi akan kabut foto sebelum
transien datang pada, dan (b) jika bergerak, balok mungkin telah
menyapu sebelum transien datang.Dengan demikian balok harus dibawa
sebelum transien datang pada, dengan dipicu oleh transien. itu
transien harus datang pada Y-piring hanya sesaat setelah balok,
sehingga seluruh transien jelas terlihat. untuk ini kabel penundaan
digunakan.Penundaan kabel memastikan bahwa transien muncul sedikit
setelah balok datang pada.Lingkup tersebut dapat memiliki maksimal
50 V sampai 100 V diterapkan di piring Y sehingga kita harus
menggunakan pembagi potensial. Untuk kecepatan menulis tinggi,
anoda - katoda tegangan harus tinggi (50 - 100 kV). menyapu
Generator harus menghasilkan sapuan tunggal (tidak berulang-ulang),
karena transien tidak berulang-ulang, dan dipicu oleh sinyal.
Penundaan kabel menyebabkan sinyal muncul di Y-piring sepersekian
detik mikro setelah menyapu generator dipicu (100m panjang kabel
dapat menyebabkan penundaan sekitar 0,3. PENGUKURAN KAPASITANSI DAN
TANGEN RUGI High Voltage Schering BridgeThe tegangan tinggi
Schering jembatan adalah metode yang paling banyak digunakan untuk
mengukur kapasitansi dan tangen rugi (atau faktor daya) dalam
dielektrik. Gambar 36 menunjukkan pengaturan.
Gambar 36 High Voltage Schering BridgeSalah satu lengan jembatan
adalah tes kapasitor tegangan tinggi (diasumsikan diwakili oleh
kombinasi seri kapasitansi C1 dan resistansi P). Tiga lengan
lainnya adalah standar tegangan tinggi kapasitor C2 (umumnya
kerugian gratis kapasitor udara nilai 100 sampai 500 pF) variabel
rendah resistensi Q, dan kombinasi paralel standar resistansi
rendah S dan variabel kapasitansi C3.Pasokan tegangan tinggi untuk
jembatan diperoleh melalui trafo tegangan tinggi. Untuk alasan
keamanan, hanya tegangan tinggi uji kapasitor dan standar tegangan
tinggi kapasitor akan berada di tegangan tinggi. yang lainnya
komponen berada pada tegangan rendah dan tidak diizinkan untuk
memiliki tegangan lebih besar dari sekitar 100 V diterapkan di
mereka dengan cara celah keamanan yang terhubung di antara mereka
(Kesenjangan keselamatan baik kesenjangan debit gas atau kertas
kesenjangan). Impedansi senjata ini harus demikian tentu nilai jauh
lebih sedikit dibandingkan dengan tegangan tinggi kapasitor. Untuk
pengukuran pada frekuensi listrik, detektor yang digunakan adalah
galvanometer getaran, biasanya dari bergerak jenis magnet (Jika
jenis kumparan bergerak digunakan, itu harus disetel). Lengan Q dan
C3 yang bervariasi untuk mendapatkan menyeimbangkan.Hal ini dapat
menunjukkan bahwa jembatan ini adalah frekuensi independen, dan
bahwa pada keseimbangan.Gambar 37 Tegangan low end jembatan
biasanya dibumikan, dan karena tegangan di Q dan S terbatas pada
sekitar 100 V, detektor juga akan menjadi potensi bumi dekat. Jadi,
semua senjata variabel dan detektor dapat dengan aman ditangani
oleh operator. Perlu dicatat bahwa jembatan adalah jembatan lengan
yang tidak sama, sehingga sensitivitas relatif akan menjadi kecil.
Namun, karena tegangan yang diberikan tinggi, ini bukan kelemahan
praktis dan variasi yang wajar dapat diperoleh di detektor. Karena
nilai dari kapasitor standar harus diketahui secara akurat,
seharusnya tidak ada distorsi di lapangan itu. Jadi penjaga
tegangan tinggi yang disediakan di dalamnya desain. Penjaga ini
dibumikan langsung (yang menyebabkan kecil error), atau disimpan
pada potensial yang sama sebagai elektroda utama tanpa sambungan
langsung seperti yang terlihat pada gambar 38.
Gambar 38 Bridge with guarded standard capacitorProsedur berikut
ini digunakan untuk memiliki elektroda penjaga pada potensial yang
sama sebagai elektroda utama. itujembatan disesuaikan untuk
keseimbangan dengan saklar pada posisi (a) - Schering Bridge
normal. Kemudian dengan saklar dalam posisi (b) jembatan ini lagi
skor hanya menggunakan S 'dan C3'. Hal ini memastikan bahwa
akhirnya a dan b berada di potensial (potensial sama seperti ujung
detektor) yang sama. Keseimbangan Berturut-turut dilakukan dalam
posisi yang dan b bergantian sampai saldo akhir diperoleh. Koneksi
ini dapat digunakan untuk kapasitansi sampai dengan 2000 pF.Bila
diperlukan untuk mendapatkan nilai kapasitansi yang tidak diketahui
lebih tinggi (seperti dalam kasus kabel yang sangat panjang),
sirkuit ini dimodifikasi dengan cara berikut sehingga standar arus
tinggi resistansi variabel tidak akan diperlukan. Dalam hal ini
kita memiliki arus resistor nilai tetap tinggi didorong oleh
variabel arus yang rendah tinggi resistensi yang bertindak mirip
dengan pembagi potensial. Ekspresi pada keseimbangan diperoleh
dengan mengkonversi jala terdiri dari r, p dan Q menjadi bentuk
bintang, sehingga memperoleh Schering pengaturan jembatan
normal.
Gambar 39 Schering Bridge for high capacitancesPada
keseimbangan, dapat ditunjukkan bahwa
Dalam kasus kabel yang sudah dikubur atau dibumikan, maka kita
harus ke bumi akhir sumber dekat tes kapasitor. Kemudian semua
peralatan, dan karenanya operator harus berada pada tegangan tinggi
ke bumi. itu Operator baik dapat mengoperasikan instrumen
menggunakan batang lama terisolasi, atau masuk ke dalam sangkar
Faraday (A kandang yang mengangkat potensi yang sama dengan
tegangan tinggi elektroda sehingga tidak ada perbedaan potensial).
pembumian The kapasitor uji dekat ujung detektor bukan akhir sumber
akan membawa instrumen dekat bumi potensial, tetapi tidak digunakan
karena pengenalan kapasitansi liar dengan cara ini yang akan
menyebabkan mengukur kesalahan. Pengukuran kerugian dielektrik
menggunakan OscilloscopeDalam sebuah oscilloscope, jika dua
tegangan bolak frekuensi yang sama diterapkan pada x dan y pelat,
Angka yang dihasilkan akan menjadi elips. Ketika dua tegangan
berada dalam fase, angka tersebut akan menjadi garis lurus dengan
daerah tertutup dari nol. Sebagai sudut fase meningkat, daerah
meningkat dan mencapai maksimum ketika fase Perbedaan sudut adalah
90o. Properti ini dibuat menggunakan pengukuran kerugian
dielektrik. Perbedaan proporsional potensial untuk diterapkan
tegangan diterapkan ke satu sepasang piring dan perbedaan
proporsional potensial dengan integral arus melalui dielektrik
diterapkan ke pasangan lain. Karena kerugian yang akan diukur dalam
sampel dielektrik, sebuah lossless besar kapasitor dihubungkan
secara seri dengan sampel. Tegangan pada kapasitor dan seluruh
sampel yang diterapkan di dua piring. Daerah elips yang terbentuk
sebanding dengan daya yang hilang dalam dielektrik. Jika daya yang
hilang dalam dielektrik adalah nol, Angka ditelusuri pada osiloskop
akan menjadi garis lurus.
Gambar 40 Dielectric loss measurement using
oscilloscopePenggunaan standar kapasitor C memastikan bahwa
tegangan itu adalah 90o keluar dari fase dengan arus. karenanya
sudut yang luas elips tergantung bukan sudut faktor daya tetapi
sudut rugi.
Y-lendutan pada osiloskop adalah sebanding dengan V1 = V1M sin
(w t-) Dan x-defleksi sebanding untuk v2 = V2M sin yang diambil
sebagai referensi.
Daerah elips ditelusuri pada layar osiloskop diberikan oleh
Hal ini dipandang bahwa daerah elips sebanding dengan daya yang
hilang. Deteksi pembuangan internalDeteksi pembuangan internal
dapat dilakukan dengan berbagai metode. Hal ini dapat dilakukan
dengan (a) metode visual - di isolasi transparan bunga api dapat
dideteksi dengan baik observasi langsung atau dengan menggunakan
sel foto-listrik; (b) metode terdengar - klik terdengar diberikan
oleh debit dapat dideteksi dengan menggunakan mikrofon, sebuah
detektor ultrasonik atau transduser lainnya; dan (c) metode listrik
- ini akan rinci dalam berikut bagian. Metode deteksi debit listrik
(a) Dengan menggunakan detektor corona
Gambar 41 Discharge detection using corona detectorDetektor
debit ditunjukkan pada gambar 6.40, pada dasarnya adalah penguat
pita lebar dengan keuntungan sebesar 106 dan bandwidth 10 kHz
sampai 150 kHz. Sampel dielektrik lossy dapat diwakili oleh
kapasitansi Cx secara paralel dengan qx debit nya. Untuk aliran
muatan, maka dapat diasumsikan bahwa rangkaian catu tegangan tinggi
menyediakan impedansi hampir tak terbatas, dan bahwa generator
langkah gelombang memiliki impedansi internal diabaikan. dengan
demikian jalur aliran debit adalah seperti yang ditunjukkan pada
diagram. Ketika detektor corona tidak menunjukkan debit di atasnya,
yang drop tegangan disebabkan oleh Cq kopling kapasitor harus sama
dengan tegangan yang dihasilkan oleh generator langkah gelombang,
dan tegangan Cb blocking kapasitor dan oleh spesimen harus harus
nol. Sejak spesimen memiliki debit sendiri dalam arah yang
berlawanan dengan q, total debit melalui spesimen ke arah q, harus
q - qx.Karena tidak ada penurunan terjadi di detektor di
neraca,
Menggantikan q, kita memiliki Energi yang hilang dalam
kekosongan diberikan oleh
di mana V0 = puncak tegangan spesimen pada tegangan awal.(b)
Menggunakan osiloskop dengan filtrasi dan amplifikasiPembuangan
internal yang terjadi di dalam sampel dielektrik dapat diamati
dengan mengukur pulsa elektrik di sirkuit di mana pelepasan
tersebut terjadi.
Gambar 42 Circuit for discharge detectionPeralatan yang
digunakan dalam pengamatan (yaitu kapasitor kopling dan impedansi)
harus discharge pohon, sehingga semua pembuangan disebabkan adalah
karena sampel. Namun, debit yang terjadi di transformator dan choke
yang hubung singkat melalui kopling kapasitor dan tidak
mempengaruhi pengukuran. itu pulsa debit disebabkan dalam sampel
adalah frekuensi tinggi, sehingga kita memotong frekuensi rendah
dan memperkuat frekuensi tinggi dalam rangkaian pengukuran.
Gambar 43 Output waveformsThe kopling kapasitor k disediakan
sehingga komponen frekuensi tinggi akan diberikan dengan rendah
jalur impedansi. Dengan tidak adanya jalur impedansi rendah ini,
jalan sangat induktif sehingga ini akan bertindak impedansi tinggi
dengan frekuensi tinggi.(c) Menggunakan osiloskop dengan elips
basis waktuDalam banyak kasus, detektor tidak dapat digunakan dekat
dengan peralatan, dan unit cocok bekerja yang mengizinkan
penggunaan sekitar 30 m dari lead co-aksial antara detektor dan
sumber debit. Kalibrasi dilakukan dengan suntikan langkah yang
dikenal tegangan ke dalam sistem. Hal ini memberikan kalibrasi
langsung debit amplitudo dan memperhitungkan respon penguat. The
discharge detektor sirkuit masukan ditunjukkan pada Gambar 44.
Output dari penguat ditampilkan pada osiloskop memiliki basis waktu
elips. Waktu basis dihasilkan dari fase pergeseran jaringan R-C.
Hal ini dimungkinkan untuk membedakan antara beberapa jenis
pembuangan dari sifat output ditampilkan pada osiloskop.
Gambar 44 Discharge detector input circuitMenampilkan pada
osiloskop untuk beberapa pembuangan khas ditunjukkan pada gambar
45. Bersama-sama dengan yang sesuai bentuk gelombang yang timbul
dari pelepasan eksternal maupun dari kontak kebisingan.
Gambar 45 Displays for typical discharges(a) Untuk-diresapi
minyak kapasitor kertas khas: Pembuangan kira-kira sama besarnya
dan nomor dalam dua setengah siklus, tetapi memiliki polaritas yang
berlawanan. (b) Untuk kabel plastik terisolasi: Pembuangan
menunjukkan asimetri khas debit antara konduktor dan isolasi padat
untuk kabel plastik terisolasi. (c) pembuangan Eksternal: Corona
menghasilkan tampilan yang sangat simetris tentang puncak tegangan
negatif dan sebagai tegangan meningkatkan debit tersebar di bagian
yang lebih besar dari elips tapi tetap simetris. (d) Kontak
kebisingan: kontak Bad dalam sistem memproduksi berbagai debit
kecil di puncak saat ini.
KONEKSI OSCILLOSCOPE UNTUK ELIPS BASIS WAKTU
Gambar 46 Generation of elliptical time baseOsiloskop X dan Y
piring dipasok dari sumber terpisah sehingga membentuk elips pada
layar. oleh menerapkan output dari penguat frekuensi tinggi ke
Y-piring, kita bisa mendapatkan pulsa frekuensi tinggi
disuperposisikan pada elips. Ketinggian pulsa dapat diukur.
Mengetahui sensitivitas tegangan dari ruang lingkup, kita dapat
menemukan besarnya. Mengetahui karakteristik amplifier kita bisa
menghitung output dari sirkuit. Kemudian menurunkan hubungan antara
debit dari sampel dan output di impedansi kita dapat mengetahui
debit dari sampel.
PERHITUNGAN DEBIT INTERNAL DARI PENGUKURAN
Gambar 47 Equivalent circuit of dielectric with voidPembuangan
internal yang dapat dianalisis dengan mempertimbangkan cacat
tunggal dalam dielektrik seperti yang ditunjukkan pada gambar 47.
Dielektrik dapat dianggap sebagai terdiri dari sejumlah
kapasitansi. Antara dua elektroda (selain di strip yang mengandung
cacat), bahan yang homogen dan dapat diwakili oleh satu kapasitansi
antara elektroda. Strip mengandung cacat juga dapat dianggap
sebagai terdiri dari tiga kapasitansi dalam seri; satu mewakili
kapasitansi dari cacat dan dua lainnya yang mewakili kapasitansi di
kedua sisi cacat. Seri kapasitansi pada kedua sisi dapat
digabungkan bersama-sama untuk membentuk kapasitansi tunggal
seperti yang ditunjukkan pada gambar 48.a - kapasitas sisa
dielektrik b - Kapasitas bagian dielektrik secara seri dengan
rongga c - kapasitas rongga Jika tegangan rongga lebih besar dari
kritis tertentu nilai, maka rongga akan breakdown, rongga kapasitor
pembuangan langsung, dan tegangan rongga akan jatuh ke nol.
Gambar 48 Equivalent circuit
Gambar 49 Discharge waveforms across voidKapasitas rongga lagi
biaya up dalam waktu yang sangat singkat, dan sekali lagi runtuh
pemakaian muatan.
Gambar 50 Circuit for analysisProses ini berulang sampai
tegangan rongga turun di bawah nilai kritis. Hal ini menimbulkan
sebuah serangkaian pulsa frekuensi tinggi (masing-masing durasi
urutan 100 ns). Gambar 6.49 menunjukkan sirkuit yang sebenarnya
dengan sampel diganti dengan sirkuit ekuivalen. Pertimbangkan kasus
impedansi Z menjadi sebuah kapasitor C. tegangan? 1 juga akan
menjadi tegangan di kombinasi seri C dan k.
Dalam ungkapan ini b. adalah biaya yang dihamburkan di debit.
Juga, karena rongga kecil, kapasitasnya memiliki efek yang dapat
diabaikan pada kapasitansi total.
Jika impedansi di mana tegangan diukur adalah kombinasi paralel
kapasitansi C dan resistansi R, maka nilai di atas dihitung
tegangan akan sesuai dengan nilai sebelum kapasitor C dibuang
melalui hambatan R secara eksponensial, dan ekspresi yang
sebenarnya akan
Gambar 51Output waveformSemua aparat selain sampel harus sebagai
debit bebas mungkin. Jika ada pembuangan eksternal selain dari
sampel, nilai error. Sebuah metode untuk menghindari pembuangan
eksternal adalah dengan memiliki jembatan jenis sirkuit seperti
yang ditunjukkan pada gambar 52.
Gambar 52 Circuit to avoid effects of external dischargesDi
sirkuit ini, debit eksternal akan mempengaruhi resistensi yang
sama, sehingga jika deteksi dilakukan di dua resistensi, itu akan
hanya mengukur debit karena kelemahan internal sampel. Pengukuran
konstanta dielektrik dan faktor disipasi dielektrik cair pada
frekuensi tinggi menggunakan metode resonansiSel uji yang digunakan
dalam pengukuran terdiri dari sel kuningan dalam yang ditangguhkan
elektroda kuningan dari Perspex a menutupi. Sel luar adalah
elektroda dibumikan, dan ada kesenjangan dari 3 mm sepanjang antara
ini dan kuningan elektroda batin. Karena elektroda dekat satu sama
lain, kita harus memperhitungkan memperhitungkan kapasitansi juga.
dan membuat bagian dari rangkaian resonan seperti ditunjukkan pada
gambar 53 di sirkuit, R adalah resistansi seri tinggi yang
digunakan untuk menyimpan total arus dalam rangkaian sangat hampir
konstan. liar tersebut capacitance C0 sel uji dapat diperoleh
dengan menghapus elektroda dalam sel uji dan dengan sel kosong
resonansi diperoleh.
Gambar 53 Test Cell
Gambar 54 Test CircuitJika Cv adalah nilai kapasitor variabel di
resonansi, pada frekuensi sudut
Perhitungan di atas hanya diperlukan jika nilai kapasitansi
benar-benar diperlukan. Jika tidak liar tersebut kapasitansi dapat
dihilangkan dengan menggunakan prosedur berikut pada frekuensi yang
dipilih (katakanlah 1 MHz).(i) Dengan sel luar dan dengan hanya
sekrup kuningan dan penutup perspex sel batin dalam posisi,
variabel kapasitor Cv0 bervariasi sampai resonansi diperoleh. Di
bawah ini kondisi, hanya kapasitansi C0 liar hadir, dan kapasitansi
total akan berada di resonansi dengan induktansi kumparan L.
kapasitansi efektif, dalam hal ini, adalah Cv0 + C0.
Gambar 55 Equivalent circuit for case (i)The Q-faktor sirkuit
akan tergantung pada r resistensi dari kumparan. The Q-factor dapat
ditentukan dari titik setengah-daya. Variabel kapasitansi
bervariasi di kedua arah dari resonansi sampai halfpower yang poin
(tegangan sesuai dengan 1 / 2) tercapai. Jika C + dan C-adalah
nilai-nilai pada setengah kekuatan poin,
maka dapat ditunjukkan bahwa faktor Q diberikan oleh Jika Q
tinggi,
(ii) Elektroda batin sekarang kacau dalam, dan sirkuit yang lagi
disesuaikan dengan resonansi pada frekuensi yang sama.
Gambar 56 Equivalent circuit for case (ii)Jika Ca adalah
kapasitansi dari bagian aktif dari uji sel dengan udara sebagai
dielektrik, dan Ra adalah hambatan shunt setara sirkuit dengan
udara sebagai dielektrik, maka nilai total kapasitansi diperlukan
harus tetap sama. Hal ini berlaku untuk semua kasus. Dengan
demikian kita memiliki
The Q-faktor dari rangkaian namun akan berbeda dari nilai
sebelumnya, karena paralel tambahan perlawanan. Jika resistansi
setara paralel induktor dianggap, maka terlihat bahwa secara
keseluruhan Q Faktor Qa diberikan sebagai setara paralel dari
Q-faktor ketahanan kumparan dan perlawanan Ra. The Qfactor sesuai
dengan resistensi Ra adalah wC Ra , sehingga
Gambar 57 Equivalent circuit for case (iii)(iii) Cairan kini
diperkenalkan ke tes sel. [Tingkat cairan harus sedikit di bawah
penutup Perspex, sehingga kondisi permukaan dari perspex tidak
berubah.] Jika Rk adalah hambatan shunt setara cairan, dan k adalah
permitivitas relatif cairan dielektrik, maka kapasitansi aktif
bagian dari sel uji dengan cairan akan KCA. Jika CV2 adalah nilai
kapasitor variabel di resonansi, maka
Juga kami memiliki setara faktor Q Qk setara dengan setara
paralel. demikian
Jadi kebalikan dari "K dapat ditentukan dari
Hilangnya faktor dielektrik diberikan oleh
Catatan: dalam membuat koneksi adalah penting bahwa perawatan
diambil untuk meminimalkan kapasitansi liar dengan menggunakan lead
pendek, dan komponen tidak boleh terganggu selama percobaan. Ionic
Wind VoltmeterKetika titik sangat dituntut terletak di udara atau
gas lainnya, gerakan udara sekitar titik diamati. Hal ini disebut
sebagai angin listrik dan dibawa oleh tolakan ion dari permukaan
titik oleh medan elektro-statis intens. ion-ion ini bertabrakan
dengan molekul bermuatan udara membawa mereka dengan itu mendirikan
angin listrik. Angin serupa diamati juga di bumi elektroda. Dalam
voltmeter angin ion, panas kawat, dari paduan platina-emas,
termasuk dalam satu lengan jaringan jembatan Wheatstone digunakan
sebagai elektroda dibumikan gap tegangan tinggi. Sebelum tegangan
tinggi diterapkan, jembatan seimbang. Ketika tegangan kesenjangan
melebihi "tegangan ambang" (tegangan diperlukan sebelum potensi
gradien cukup untuk ionisasi untuk memulai), angin listrik
mendinginkan panas kawat dan karenanya mengurangi perlawanan.
Penurunan ini menyebabkan cukup out-of-keseimbangan tegangan di
jembatan. Tegangan gelombang mempengaruhi pembacaan instrumen, dan
instrumen yang dikalibrasi untuk sinus gelombang.
Gambar 58 Ionic Wind VoltmeterVoltmeter dapat digunakan untuk
menentukan baik nilai puncak atau rms nilai tegangan bolak dan
langsung tegangan. Keuntungan Prinsip adalah bahwa h.v. tersebut
dapat diukur oleh pengamat pada beberapa jarak dari dikenakan
konduktor, dan pembangunan dan kebebasan yang kuat dari gangguan
oleh suhu dan cuaca kondisi yang membuatnya cocok untuk penggunaan
di luar ruangan. Dumb-bell Voltmeter
Gambar 59 Dumb-bell voltmeterSebuah cara yang agak khusus
mengukur r.m.s. tegangan adalah dikembangkan oleh FMBruce di mana
periode osilasi dari melakukan bulat di bidang elektro-statis
ditentukan. Ini memungkinkan tegangan yang akan ditentukan dalam
hal panjang dan waktu, dengan akurasi 0,05%. Instrumen ini
ditunjukkan pada gambar 59.