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.