Propietatile și Domensiile de Utilizare ale Divizoarelor de Tensiune

INTRODUCERE

Tehnica actuala de masurare a supra tensiunilor de tip admosferic (STA), este orientata catre utilizarea aproape in exclusivitate a osciloscoapelor catodice, ca intrumente de observare, masurare si inregistrare a acestor fenomene rapid variabile. Folosirea acestora a inlaturat necesitatea utilizarii unor oscilografe de inalta tensiune, de constructie speciala. Cum tensiunile pe placile de intrare ale osciloscoapelor, sau la bornele voltmetrelor electronice sunt limitate la cel melt 1000[v], reiese necesitatea reducerii nivelului tesniunilor. Aceasta reducere se realizeaza in mod practic cu dispozitive fizice numite divizoare de tensiune. Traductoarele obisnuite – transformatoarelor de masura ( de tensiune si de curent) – nu pot fi utilizate la masurarea marimilor electrice rapid variabile, din cauza ca ele reprezinta sisteme neliniare care nu ofera solutii satisfacatoare in ce reprezinta sisteme neliniare care nu ofera solutii satisfacatoare in ce priveste banda de frecventa, timpul de raspuns si timpul de crestere si deci in ce priveste comportarea in regim tranzitoriu. Astfel transformatoarele de curent au neajunsul de a nu transmite componenta continua a curentului de scurtcircuit si de a limita banda de frecventa la numai cateva sute de Hz. Un transformator de tensiune nu poate fi utilizat la masurarea TTR a unui intreruptor de putere, iar un transformator de curent nu poate fi utilizat in cazul masurarii capacitatii de cararctere si deconectare a intreruptorului. Drept consecinta, pentru masurarea marimilor electrice cu variatii rapide in timp, este necesar a se utiliza convertoare care sa ofere la iesire un semnal cit mai fidel fata de cel de la intrare. Transmiterea semnalelor prin dispozitivul reducator, este insa insotita in mod inevitabil de anumite deformatii. Se poate spune ca exista in timpul transmiterii semnalului, o pierdere de informatie, pierdere care este cu atat mai mare cu cat circuitul de masura va fi mai putin studiat, sau mai putin rau utilizat.

Daca la incercarile tehnicii impulsurilor era multumitoare cunoasterea cu precizie suficienta a valori de varf a impulsului, astazi se cer cat mai multe detalii despre acesta. Normele de producere si utilizare a impulsurilor, existente astazi in circulatie, stabilesc valori precise pentru forma si durata fiecarui tip de impuls. Astfel STAS 1703/3 – 80, prevede pentru forma si durata fiecarui tip de impuls de 1,2/50μs erori maxim admisibile de ± 20% penrtu spate, ±5% din valoarea de varf pentru oscilatiile de pe frontul undei si numai ±3% din valoarea de varf.

Fiecare din aceste etape nu a fost posibila decat prin perfectionarea corespunzatoare a ansamblului de masura. La inceput se considera ca singura sursa de erori in masuratorile de inalta tensiune, era divizorul de tensiune prin elementele sale parazite. Cercetarile ulterioare au demonstrat ca asupra erorilor de masura infulente considerabile exercita si celelate elemente ale circuitului: conductorul de inata tensiune, cablul coaxial si elementele de adaptare ale acestuia.

In cadrul lucrarii pentru clarificarea aspectelor teoretice si in special pentru justificarea relatilor de calcul, se fac trimiteri bibliografice, o tratare matematica detaliata a problematicii existente conducand la un volum mare de calcul, dar si la atenuare catre solutia constructiva adoptata.

Elaborarea lucrarii s-a facut pe baza materialului bibliografic, precum si la sugestiile colectivului de specialisti de la LIT „Electroputere” – Craiova, fata de care se indreapta recunostinta mea. Pentru calda amabilitate si interesul deosebit depus in controlul calitativ si de prezentare al lucrarii, sunt profund recunoscator conducatorului stiintific al lucrarii profesor dr. ing. Petre Tusaliu.

1. PROPIETATILE SI DOMENIILE DE UTILIZARE ALE DIVIZOARELOR DE TENSIUNE

Exista cateva tipuri reprezentative de divizoare de tensiune. In tabelul numarul 1, sunt date cateva tipuri de divizoare, precum si domeniile lor de utilizare.

Tabelul nr.1

Tippul constructiv Domeniul de utilizare

Rezistiv - Teniuni de curent continu.

- Tensiuni de impuls pana la 5 MVA

- Tensiuni de restabilire ale aparatelor de joasa tensiune R≥10 kΩ

Capacitiv (si capacitiv amortizat) - Tensiuni alternative de 50 Hz ; U=5kV÷1,5MV

- Tensiuni de impuls, in structuri coaziale cu gaz (SF6) sub presiune.

C = 50÷500pF (bratul de inalta tensiune)

Mixt RC – serie, compensat - TTR, tensiuneade arc electrique la deconectarea intreruptoarelor

U = 0,5kV÷500kV.

Mixt RC – paralele, compensat - Tensiune de impuls, tensiuni continue.

U = 1÷2 MV

C = 50÷500pF (bratul de inalta tensiune)

Mixt RC serie – paralel (universal) - Tensini continue, alternative de 50Hz, de impuls de restabilire;

U = 1,5 MV.

Pentru construirea divizoarelor de tensiune, dispunem numai de doua elemente utile si anume rezistentele si condensatorele, care pot fi utilizate individual sau in combinatie. La toate divizoarele de tensiune, capacitatea de transmitere a tensiunilor rapid variabile depinde in primul rand de dependenta de frecventa a propietatilor elementelor ce le compun (rezistente, inductivitati, capacitati). Mai intervin in stabilirea propietatilor divizorului si elementele parazite, determinate de dimensiunile de gabarit ale sale, cat si amplasarea lui in spatiul de incercare. Aceste elemente sunt capacitatile parazite fata de pamant si fata de obiectele inconjuratorea, precum si inductivitatile conexiunilor impreuna cu inductivitatile intrinseci ale elementelor active.