Visokonaponska merenja

Tehnika visokog napona

Predavanja 2007

Elektrostatička sila

F=0,5U2S

D

Elektrostatički voltmetar

Sferno iskrište

d

D

R

B

D-prečnik sfere

d-razmak izmedu sfera

B-mnimalno rastojanje do okolnih objekata

Fotografija sfernog iskrišta

Normalna raspodela preskočnog napona

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

500 550 600 650 700

Napon (kV)

Ver

ovat

noća

Odredjivanje preskočnog naponaNapon (kV) Broj preskoka Broj udara

540 0 10550 1 10560 3 10570 5 10580 7 10590 9 10600 10 10

50% preskočni napon

P(U)=Broj preskoka

Broj udara

Metoda gore-dole (Up and down)

br. Napon (kV) Ishod1 540 02 545 03 550 04 555 15 550 16 545 17 540 08 545 09 550 0

10 555 011 560 012 565 013 570 014 575 015 580 116 575 017 580 118 575 019 580 020 585 121 570 122 565 123 560 0

500

520

540

560

580

600

620

640

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Preskočni naizmenični ili jednosmerni napon

0,5U

1 s

2%

Up

kV

t

Zahtevi od delila napona

• odnos deljenja nezavistan od oblika talasa

• odnos deljenja nezavistan od temperature

• odnos deljenja nezavistan od frekvencije

• odnos deljenja nezavistan od polariteta

Vrste delila

• Omska

• Kapacitivna

• Mešovita paralelna

• Mešovita redna

Opšti princip rada delila napona

Z1

Z2

U1

U2m=

U1

U2

=Z1+Z2

Z2

Omsko delilo

R1

R2

U1

U2 m=R1+R2

R2

I=U1

R1+R2

U2=R2 I

Priključak mernog instrumenta

R1

R2

U1

U2

Višestruke refleksijeOdziv omskog delila

.50.100.150.200.250.300.350.400.

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

vreme (s)

nap

on (kV

)

Prilagodni otpornik

R1

R2 U2

R=Zc

Zc

za koaksijalne kablove Zc=50 ili 75

U2

Odnos deljenja

m=R2e+R1

R2e

R2e=R2 Zc

R2+Zc

Prilagodjeno delio

Odziv omskog delila

.

50.

100.

150.

200.

vreme (s)

napo

n (k

V)

Ulaz u kabl Izlaz iz kabla

Uzemljenje na mestu instrumenta

R1

R2

U2

R=Zc

Zc

U2

Gaborovo delilo

R1

U2

R=Zc

Zc

U2

m=R1+R

R

Uticaj parazitnih kapacitivnosti

U1

U1

t=0

t

Odziv

Idealan odziv

Realan odziv

Kompenzovanje kapacitivnosti prema zemlji

Izgled kompenzovanog delila

Izgled kompenzovanog delila

Kapacitivno delilo bez koaksijalnog kabla

c

C2

C1=C/n

m= U2/U1=C1/(C1+C2)

Kapacitivno delilo napona

c

C2

C1=C/n

R=Zc

U2

U1

U2’=U2/2U3=2U2’

m=U3/U1=C1/(C1+C3)

Objašnjenje refleksije talasa

C2U2R=Zc Zc

U2/2

R=Zc Zc

U2/2

Uod= U2/2

2 Uod

U2

R=Zc Zc

(1/C)=0

Kapacitivno delilo za širi opseg učestanosti

c

C2

C1=C/n

R=Zc

U2

U1

U2’=U2/2 C3

R3

R3=Zc

Paralelno mešovito delilo

c

C2

U1

r

R2

R c=R2C2

Redno mešovito delilo

R1

C1

R2

C2

Merenje odziva

Funkcijski generator

Odziv delila

• Aperiodičan

• Aperiodično kritičan

• Oscilatoran

0

0.5

1

1.5

2

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

Vreme (s)

Odz

iv (r

.j)Oscilatorno-prigušen odziv

Aperiodičan odziv

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.02 0.04 0.06

Vreme (s)

Odz

iv(r

.j)

Odredjivanje vremena odziva

T

t

U

1

U

1

T1

T2

T3

T4

T5

T=T1+T2+T3+T4....

Vreme uspona

0

0.5

1

1.5

2

0 0.005 0.01 0.015 0.02

Vreme (ms)

Odz

iv (r

.j)

Um0.9Um

0.1Um

Registrovanje temene vrednosti napona

C1

C2 C3 C4

R1

T1=R1C3C4/(C3+C4)

Merenje udarnih struja

• Klasične metode – šantovi• Koaksijalni šsnt

• Petljasti šant

• Kalem Rogovskog

Koaksijalan šant

im

I-im

im

Iim

U=Rim

R

Uticaj induktivnosti na merenje struje – struja kosog čela

t

i

c

c

T tza)(

T tza)(

m

c

m

Iti

tT

Iti

Uticaj induktiviteta na merenje struje

cm

cc

m

c

m

TtRIU

TtT

ILt

T

IRU

za

za

Oblik napona

c

m

T

ILU

c

m

T

ILU

tT

IR

c

m

Petljasti šantI

I/n

U

R

Kalem Rogovskog-konstrukcija

i1

i2

R

Kalem Rogovskog-princip

12

2

22

12

22

21

22

2

222

1 0

iL

MRU

RiU

iL

Mi

dt

diL

dt

diM

iRdt

diL

dt

diLiR

dt

diM

ek

ek