Implicatiile fenomenului de propagare a semnalului prin divizor

Implicatiile fenomenului de propagare a semnalului prin divizor.

Considerarea structurii simple a divizoarelor de tensiune corespunde divizoarelor de tensiune relativ mici, pentru masurarea tensiunilor sub 10 kV. Pentru tensiuni mai ridicate, de exemplu 100.5000 kV dimensiunile geometrice ale divizorului cresc si este necesar sa se tina seama de inductivitatea intrinseca a acestuia chiar daca rezistentele componentelor divizorului sunt bobinate antiinductiv, precum si de capacitatile parazite stabilite fata de pamant si intre unele elemente componente ale divizorului. In astfel de situatii, bratul de inalta tensiune se realizeaza din mai multe elemente discrete, identice, conectate in serie,ceea ce determina comportarea divizorului ca o linie (retea continua), in care are loc un proces de propagare a semnalului aplicat.

Tipurile de divizoare, care considerate cu structuri simple erau optime pentru fidelitatea inregistrarii, prezinta o comportare nefavorabila atunci cand sunt privite ca o linie cu parametrii uniform distribuiti, continand pe langa elementele constructive si elementele parazite (inductivitate si capacitati).

O astfel de schema cu structura complexa este prezentata in figura 7, in care s-au notat parametrii lineici dupa cum urmeaza:

-K₀₁-capacitate longitudinala ,

-K₀₂-capacitate serie ,

-L₀-inductivitatea serie ,

-R₀-rezistenta serie

-C₀-capacitate transversala

Lungimea divizorului este l, in punctul x=0 se conecteaza la pamant, iar in punctul x=l se aplica semnalul de masurare.

Intre marimile lineice si cele totale exista urmatoarele relatii:

Din schema de baza din figura 7 se obtin diferite tipuri de divizoare, astfel;

-la divizorul de tensiune mixt, serie parametrii K₀₂ si R₀ sunt marimi constructive, iar L₀,C₀,K₀₁ sunt marimi parazite;

-la divizorul rezistiv,R₀ este marime de constructie , L₀,C₀,K₀₁ sunt marimi parazite,iar K₀₂=;

-la divizorul mixt, paralel, R₀ si K₀₁ sunt marimi constructive, L₀ marime parazita, K₀₂=, K₀₁ /C_{0 .}

Pentru ca un divizor rezistiv sau mixt compensat sa fie de calitate, trebuie indeplinite urmatoarele conditii:

a) prezenta inductivitatii L₀ sa nu determine un raspuns la treapta de tensiune de tip oscilant;

b) prezenta capacitatii C₀ fata de pamant sa nu influenteze valoarea raportului de divizare, adica divizorul sa indeplineasca conditia de limitare, raspunsul divizorului la excitatia treapta sa aiba o variatie liniara in functie de distanta x la care se afla priza bratului de joasa tensiune (masurata de la extremitatea legata la pamant)

c) raspunsul la excitatie treapta sa nu depinda de timp, astfel incat valoarea acestuia in momentul initial al aplicarii impulsului (t=0) sa fie acelasi ca si in situatia finala (t), iar daca exista totusi un regim tranzitoriu de stabilire a valorii raspunsului, timpul de raspuns sa fie cat mai mic.

Prima conditie, ca prezenta inductivitatii intrinseci L₀ sa nu aduca raspunsul divizorului la treapta de tensiune in domeniul oscilant, conduce la necesitatea ca rezistenta R, care intra in structura divizorului, sa aiba o anumita valoare determinata de conditia de amortizare a raspunsului oscilant.

Considerindu-se indeplinita conditia a), conditiile b) si c) sunt asigurate la divizorul mixt-paralel , la care raspunsul la aplicarea treptei de tensiune u₁=U, este:

u(t)=U 1.24

Acest rezultat este o consecinta directa a faptului ca efectul capacitatii parazite fata de pamant este neglijabila (K₁/C ).

Indeplinirea acestor conditii se face prin alegerea corespunzatoare marimilor constructive si a valorilor lor.