Tip i princip rada visokonaponskog razdjelnika
1. Kapacitivni visokonaponski razdjelnik
Kapacitivni visokonaponski djelitelji za mjerenje impulsnog napona mogu se podijeliti u dva tipa. Visokonaponski krak jednog visokonaponskog djelitelja sastoji se od više visokonaponskih kondenzatora, dok visokonaponski krak drugog visokonaponskog djelitelja ima samo jedan kondenzator. Nekadašnji razdjelnik napona je uglavnom montiran s uljnim papirom izoliranim impulsnim kondenzatorom sa izolacijskim omotačem. Potrebno je da ovaj kondenzator ima malu induktivnost i da može izdržati pražnjenje kratkog spoja. Visokonaponski uljni papirni kondenzator sastavljen je od nekoliko komponenti u seriji i paralelno. Svaka komponenta ne samo da ima kapacitet, već ima inherentnu induktivnost i kontaktni otpor u seriji, kao i otpor izolacije u paraleli. Naravno, svaka komponenta također ima lutajući kapacitet prema zemlji. Ovaj visokonaponski djelitelj treba smatrati distributivnim parametrom, pa se naziva distribuirani kapacitivni djelitelj napona, kao što je prikazano na slici. Visokonaponski krak potonjeg tipa djelitelja napona ima samo jedan kondenzator, koji je obično par metalnih elektroda u gotovo uniformnom električnom polju. Zrak se koristi kao medij između njegovih elektroda. To je koncentrirani kondenzator, pa se naziva centralizirani kapacitivni djelitelj napona.
Raspodijeljeni kondenzatorski djelitelj napona se sastoji od više impulsnih kondenzatora, samo sa greškom amplitude, ali bez greške u talasnom obliku. Što se tiče greške amplitude, ona se može potpuno eliminisati nakon što se ispravi standardnim visokonaponskim djeliteljem. Međutim, pri mjerenju strmih valova, jer je kapacitivnost kapacitivnog razdjelnika mnogo veća od lutajućeg kapaciteta zaštitnog prstena zaštitnog otpornog razdjelnika, vrijeme odziva je također mnogo veće. Stoga, za mjerenje strmih valova, karakteristike odziva kapacitivnog djelitelja napona nisu tako dobre kao one kod oklopljenog otpornog djelitelja napona. Jednokondenzatorski djelitelj napona ne troši energiju i nema problema sa grijanjem. Za mjerenje valova s dugovalnim frontom i polovičnim vršnim vremenom, kondenzatorski djelitelj je povoljniji od djelitelja otpora. Osim toga, kapacitivni djelitelj napona može se koristiti i kao kondenzator opterećenja za podešavanje valnog oblika. Visokonaponski krak centraliziranog kapacitivnog djelitelja napona može biti standardni kondenzator napunjen komprimiranim plinom. Vrijednost kapacitivnosti ovog kondenzatora je tačna i stabilna, a dielektrični gubitak je mali. Pošto je zaštićen, okolni objekti ne utiču na vrednost kapacitivnosti. Uspješno se koristi u mjerenju frekvencije snage. Međutim, kada se koristi kao razdjelnik impulsnog kondenzatora, postoje problemi, naime, superponirana visokofrekventna oscilacija.
2. Razdjelnik otpora
Unutrašnji otpor je čist otpor sa jednostavnom strukturom, praktičnom upotrebom, visokom preciznošću merenja i dobrom stabilnošću. Široko se koristi. U uslovima munjevitog impulsnog napona, korištenje otpornog djelitelja napona kao pretvarača ima određene prednosti:
1) Kada je namotana bakarnom žicom sa malim temperaturnim koeficijentom ili Kama žicom sa malim temperaturnim koeficijentom i visokim koeficijentom otpora, ima visoku temperaturnu stabilnost i dugoročnu stabilnost.
2) Moguće je postići visoke karakteristike odziva upotrebom kompresibilne otporne razdjelne strukture.
Zbog gore navedenih prednosti, mnogi standardni mjerni sistemi se sastoje od razdjelnika otpora. Ali ima nekih nedostataka:
1) U cilju postizanja visokih performansi odziva, njegov otpor ne bi trebao biti prevelik. Budući da će uticati na opterećenje generatora impulsnog napona, njegovo spajanje će skratiti poluvršno vrijeme udarnog vala. Međutim, otpor talasnog repa generatora općenito se može podesiti kako bi se riješio problem.
Iz istog razloga, otporne kondenzatore je teško koristiti za mjerenje napona uklopnog impulsa.
Greška koju stvara djelitelj otpora pri mjerenju prolaznog impulsnog napona povezana je s umnoškom vrijednosti otpora i lutajućeg kapaciteta prema zemlji, tako da veličinu i utjecaj lutajućeg kapaciteta na uzemljenje treba minimizirati. Otporni djelitelj napona će smanjiti induktivnost što je više moguće. U tu svrhu, kama žica ili konstantan žica treba biti čvrsto namotana na izolacijsku cijev, s vrlo tankim izolacijskim papirom između slojeva, a zatim uronjena u izolacijski cilindar koji sadrži transformatorsko ulje kako bi se smanjila veličina djelitelja napona, smanjila kapacitivnost prema zemlji , i ugradite zaštitni prsten na njegov vrh kao kompenzacijsku strukturu
Greška djelitelja otpora pri mjerenju impulsnog napona povezana je sa umnoškom vrijednosti otpora R i lutajućeg kapaciteta C prema zemlji. Stoga možemo promijeniti odgovarajuće parametre kako bismo poboljšali performanse razdjelnika otpora. Na primjer, otporni otporni brzi impulsi, djelitelj otpora sa Z-najboljim odgovorom na kvadratni talas, dva tipa visokonaponskih nanosekundnih otpornih djelitelja s promjenjivim poprečnim presjekom, mali razdjelnici otpora impulsa od 200 kV sa suptilnim nivoom i novi razdjelnici otpora impulsa od 600 kV .
3. Razdjelnik otpornog kapaciteta
Visokonaponski djelitelj se može podijeliti na otporni kapacitivni serijski djelitelj napona i otporni kapacitivni paralelni djelitelj napona prema načinu povezivanja. Razdjelnik napona serije otpornih kapacitivnosti naziva se i djelitelj napona kapacitivnog prigušenja. Nedavno se visokonaponski razdjelnik napona često naziva ovim oblikom. On prevazilazi zaostalu induktivnost kondenzatorskog kola i sprečava oscilovanje djelitelja napona. Njegove performanse su odlične. Prema različitim vrijednostima prigušenja, djelitelj napona serije RC može se podijeliti u dva tipa: djelitelj napona kondenzatora visokog prigušenja i djelitelj napona lokalnog kondenzatora za prigušivanje. Kapacitivni djelitelj napona visokog prigušenja ne može se koristiti kao kondenzator opterećenja (regulacije valova) generatora impulsnog napona. Koristi se samo kao pretvarač za mjerenje napona. Serijski otpor prigušenja kondenzatorskog djelitelja napona niskog prigušenja je vrlo mali. Njegovo povezivanje neće otežati generiranje standardnog vala u ispitnom krugu. Može se koristiti i kao kondenzator opterećenja. To je univerzalni razdjelnik napona. Sa stanovišta lakoće upotrebe, ima više prednosti od kapacitivnog djelitelja napona sa visokim prigušenjem; Ali po karakteristikama odziva, nije tako dobar kao razdjelnik kondenzatora visokog prigušenja, jer također ima vibracije. Otpor je dizajniran za postavljanje u kondenzator. Svaki otpor je samo desetine oma, a ukupni otpor je samo hiljade oma. Ovo je moderan Z široki visokonaponski razdjelnik (3MV), koji se također može koristiti kao mjerenje napona frekvencije snage. Nazivni napon treba smanjiti na oko 1/3 impulsnog napona.
Teoretski, kada se napon brzo mijenja, omjer djelitelja napona uglavnom je određen kapacitivnošću, dok kada se napon mijenja sporo, određen je otporom. Njegova otporna žica je čvrsto namotana na porculansku cijev, paralelno sa svakim kondenzatorom. Praksa je pokazala da odabrana vrijednost otpora ne može biti premala jer će u suprotnom utjecati na izlazno opterećenje generatora, pa se općenito bira da bude velika, ali je prevelika i ima premalo efekta, što je slično čistom kapacitivni djelitelj napona bez otpora. Stoga je laboratorij eliminisao otpor u stvarnom testu.
