نوع ومبدأ عمل مقسم الجهد العالي
1. مقسم الجهد العالي بالسعة
يمكن تقسيم مقسمات الجهد العالي السعوية لقياس الجهد النبضي إلى نوعين. يتكون ذراع الجهد العالي لمقسم الجهد العالي الآخر من عدة مكثفات عالية الجهد، في حين أن ذراع الجهد العالي لمقسم الجهد العالي الآخر يحتوي على مكثف واحد فقط. يتم تجميع مقسم الجهد السابق في الغالب باستخدام مكثف نبضي معزول بورق الزيت مع غلاف عازل. من الضروري أن يكون لهذا المكثف محاثة صغيرة ويمكنه تحمل تفريغ الدائرة القصيرة. يتم تجميع مكثف ورق الزيت عالي الجهد بواسطة عدة مكونات على التوالي وعلى التوازي. لا يحتوي كل مكون على سعة فحسب، بل يحتوي أيضًا على محاثة متأصلة ومقاومة اتصال على التوالي، بالإضافة إلى مقاومة العزل على التوازي. وبطبيعة الحال، كل مكون لديه أيضا سعة شاردة على الأرض. يجب اعتبار مقسم الجهد العالي هذا كمعلمة توزيع، لذلك يطلق عليه مقسم جهد السعة الموزعة، كما هو موضح في الشكل. يحتوي ذراع الجهد العالي للنوع الأخير من مقسم الجهد على مكثف واحد فقط، والذي عادة ما يكون زوجًا من الأقطاب الكهربائية المعدنية في مجال كهربائي موحد تقريبًا. يتم استخدام الهواء كوسيط بين أقطابه الكهربائية. وهو مكثف مركز، لذلك يطلق عليه مقسم الجهد السعوي المركزي.
يتكون مقسم جهد المكثف الموزع من مكثفات نبضية متعددة، مع وجود خطأ في السعة فقط ولكن لا يوجد خطأ في شكل الموجة. أما بالنسبة لخطأ السعة، فيمكن التخلص منه تمامًا بعد تصحيحه باستخدام مقسم الجهد العالي القياسي. ومع ذلك، عند قياس الموجات شديدة الانحدار، نظرًا لأن سعة مقسم المقاومة السعوية أكبر بكثير من السعة الشاردة لحلقة التدريع لمقسم مقاومة التدريع، يكون وقت الاستجابة أيضًا أكبر بكثير. لذلك، بالنسبة لقياس الموجة شديدة الانحدار، فإن خصائص الاستجابة لمقسم الجهد السعوي ليست جيدة مثل خصائص مقسم الجهد المقاوم المحمي. مقسم الجهد ذو المكثف الواحد لا يستهلك الطاقة ولا يواجه أي مشكلة في التسخين. لقياس الموجة ذات الموجة الأمامية الطويلة ونصف وقت الذروة، يكون مقسم المكثف أكثر فائدة من مقسم المقاومة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام مقسم الجهد السعوي كمكثف حمل لضبط شكل الموجة. يمكن أن يكون ذراع الجهد العالي لمقسم الجهد السعوي المركزي عبارة عن مكثف قياسي مملوء بالغاز المضغوط. قيمة السعة لهذا المكثف دقيقة ومستقرة، وفقدان العزل الكهربائي صغير. وبما أنها محمية، فإن قيمة السعة لا تتأثر بالأشياء المحيطة. لقد تم استخدامه بنجاح في قياس تردد الطاقة. ومع ذلك، عند استخدامه كمقسم مكثف نبضي، هناك بعض المشاكل، وهي التذبذب عالي التردد المتراكب.
2. مقسم المقاومة
المقاومة الداخلية هي مقاومة نقية ذات بنية بسيطة، واستخدام مريح، ودقة قياس عالية وثبات جيد. يتم استخدامه على نطاق واسع. في حالة الجهد النبضي البرقي، فإن استخدام مقسم جهد المقاومة كجهاز تحويل له مزايا معينة:
1) عندما يتم لفه بسلك نحاسي بمعامل درجة حرارة صغير أو سلك Kama بمعامل درجة حرارة صغير ومعامل مقاومة عالية، فإنه يتمتع بثبات درجة الحرارة العالية واستقرار طويل الأمد.
2) من الممكن تحقيق خصائص استجابة عالية باستخدام هيكل مقسم مقاوم قابل للضغط.
بسبب المزايا المذكورة أعلاه، تتكون العديد من أنظمة القياس القياسية من مقسمات المقاومة. ولكن لديها بعض العيوب:
1) من أجل تحقيق أداء استجابة عالي، يجب ألا تكون مقاومتها عالية جدًا. نظرًا لأنه سيؤثر على حمل مولد الجهد النبضي، فإن توصيله سيقصر نصف وقت الذروة لموجة الصدمة. ومع ذلك، يمكن عمومًا تعديل مقاومة ذيل الموجة للمولد لحل المشكلة.
لنفس السبب، من الصعب استخدام مكثفات المقاومة لقياس تبديل الجهد النبضي.
يرتبط الخطأ الناتج عن مقسم المقاومة عند قياس جهد النبض العابر بمنتج قيمة المقاومة والسعة الشاردة على الأرض، لذلك يجب تقليل حجم وتأثير السعة الشاردة على الأرض. يجب أن يقلل مقسم جهد المقاومة الحث قدر الإمكان. ولهذا الغرض يجب أن يتم لف سلك كاما أو سلك قسطنطين بإحكام على أنبوب عازل، مع وضع ورق عازل رقيق جداً بين الطبقات، ثم يتم غمره في الأسطوانة العازلة التي تحتوي على زيت المحولات لتقليل حجم مقسم الجهد، وتقليل السعة إلى الأرض. وقم بتركيب حلقة حماية في قمتها كهيكل تعويضي
يرتبط خطأ مقسم المقاومة عند قياس جهد النبض بمنتج قيمة المقاومة R والسعة الشاردة C على الأرض. ولذلك، يمكننا تغيير المعلمات المقابلة لتحسين أداء مقسم المقاومة. على سبيل المثال، مقاومة إزالة النبض السريع عالي الجهد، ومقسم المقاومة مع استجابة الموجة المربعة الأفضل على شكل Z، ونوعين من مقسمات المقاومة ذات الجهد العالي النانوسيكند مع مقطع عرضي متغير، ومقسمات مقاومة النبض الصغيرة بقدرة 200 كيلو فولت بمستوى دقيق، ومقسمات مقاومة النبض الجديدة بقدرة 600 كيلو فولت .
3. مقسم سعة المقاومة
يمكن تقسيم مقسم الجهد العالي إلى مقسم جهد سلسلة سعة المقاومة ومقسم جهد موازي لسعة المقاومة وفقًا لوضع الاتصال. يُطلق على مقسم جهد سلسلة سعة المقاومة أيضًا اسم مقسم جهد سعة التخميد. في الآونة الأخيرة، غالبا ما يسمى مقسم الجهد العالي هذا النموذج. إنه يتغلب على الحث المتبقي لدائرة المكثف ويمنع مقسم الجهد من التذبذب. أدائها ممتاز. وفقًا لقيم التخميد المختلفة، يمكن تقسيم مقسم الجهد من سلسلة RC إلى نوعين: مقسم جهد مكثف التخميد العالي ومقسم جهد مكثف التخميد المحلي. لا يمكن استخدام مقسم الجهد السعوي عالي التخميد كمكثف الحمل (تنظيم الموجة) لمولد الجهد النبضي. يتم استخدامه فقط كجهاز تحويل لقياس الجهد. مقاومة التخميد المتسلسلة لمقسم جهد مكثف التخميد المنخفض صغيرة جدًا. لن يجعل اتصالها من الصعب توليد موجة قياسية في دائرة الاختبار. يمكن استخدامه أيضًا كمكثف تحميل. إنه مقسم جهد عالمي. من وجهة نظر سهولة الاستخدام، فهو يتمتع بمزايا أكثر من مقسم الجهد السعوي عالي التخميد؛ ولكن من خصائص الاستجابة، فهي ليست جيدة مثل مقسم المكثف عالي التخميد، لأنه يحتوي أيضًا على اهتزاز. تم تصميم المقاومة لتوضع في المكثف. تبلغ كل مقاومة عشرات الأوم فقط، والمقاومة الإجمالية تبلغ آلاف الأوم فقط. هذا هو مقسم الجهد العالي العريض Z (3MV) الحديث، والذي يمكن استخدامه أيضًا لقياس جهد تردد الطاقة. يجب تقليل الجهد المقنن إلى حوالي 1/3 من جهد النبض.
من الناحية النظرية، عندما يتغير الجهد بسرعة، يتم تحديد نسبة مقسم الجهد بشكل أساسي من خلال السعة، بينما عندما يتغير الجهد ببطء، يتم تحديدها من خلال المقاومة. يتم لف سلك المقاومة الخاص به بإحكام على الأنبوب الخزفي، بالتوازي مع كل مكثف. أثبتت الممارسة أن قيمة المقاومة المحددة لا يمكن أن تكون صغيرة جدًا، وإلا فإنها ستؤثر على حمل الخرج للمولد، لذلك يتم اختيارها بشكل عام لتكون كبيرة، ولكنها كبيرة جدًا ولها تأثير قليل جدًا، وهو ما يشبه النقي مقسم الجهد السعوي بدون مقاومة. لذلك، قام المختبر بإزالة المقاومة في الاختبار الفعلي.
