Informe Generacion y Medida de Altos Voltajes

1. TEMAS: •

GENERACION Y MEDIDA DE ALTOS VOLTAJES DE IMPULSO VOLTAJES DE IMPULSO ESTANDARIZADOS POR NORMAS

2. OBJE OBJETI TIV VOS: OS: 2.1

OBJET JETIVO GE GENERAL:

2.2 2.2

OBJE OBJETI TIVO VOS S ESPE ESPECI CIFI FICO COS: S:

3. IN INTR TROD ODUC UCCI CION ON

Los equipos que miden a!os "o!a#es nos pe$mi!en %undamen!amen!e pa$a a &ene$a'i(n ) medida de "o!a#es "o!a#es a!e$nos ) 'on!inuos ) de '*oque+ Po$ Po$ o !an!o es!os eemen!os pa$a &ene$a'i(n es!,n 'ons!$uidos de !a mane$a que puedan a'opa$se pa$a %o$ma$ 'ada uno de os 'i$'ui!os de e-pe$imen!a'i(n+ 4. MARC MARCO O TEO TEORI RICO CO

In!$odu''i(n Los &ene$ado$es de impuso de "o!a#e .GIV/ se empean pa$a "e$i0'a$ o in"e n"es!i&a$ &a$ e 'ompo$ po$!amien ien!o de equipo uipos s ) aisa isam mien ien!os an!e n!e so1$e!ensiones+ Las ondas de !ensi(n de impuso !ipo $a)o empeadas en os ensa)os son ondas 'ompe!as ."e$ 0&u$a 2/3 de e"ou'i(n ) du$a'i(n simia$ a a de $a)o es!ad4s!i'o3 as 'uaes pe$mi!en "e$i0'a$ a 'apa'idad de sopo$! sopo$!e e de aisami aisamien!o en!o an!e di'*a di'*a 'ondi' 'ondi'i(n i(n .5IL/+ .5IL/+ Se mues!$ mues!$an an os pa$,me!$os %undamen!aes de una onda !ipo $a)o no$mai6ada

Es!a onda se de0ne3 'on"en'ionamen!e po$ e "ao$ de '$es!a o ampi!ud Vm3 e-p$esado en 7V ) po$ as du$a'iones de %$en!e o pa$!e as'enden!e de a 'u$"a .T2 / ) de a 'oa o pa$!e des'enden!e de a 'u$"a *as!a a mi!ad de "ao$ de '$es!a .T8 /3 e-p$esadas en 9s ) medidas a pa$!i$ de o$i&en 'on"en'iona que de!e$mina a in!e$se''i(n de a $e'!a que pasa po$ os "ao$es :3; Vm ) :3< Vm 'on e e#e de os !iempos+ Generac!n "e #n"a$ "e %&'($# "e )#(*a+e

E 'i$'ui!o equi"aen!e 1,si'o pa$a &ene$a$ as ondas de impuso de !ensi(n se mues!$a en a 0&u$a 8+ En e 'i$'ui!o mos!$ado se *an desp$e'iado a indu'!an'ia se$ie equi"aen!e de GIV3 as4 'omo a indu'!an'ia ) $esis!en'ia de o1#e!o 1a#o p$ue1a+ E p$in'ipio de %un'ionamien!o es simpe= a 'apa'i!an'ia C s3 es 'a$&ada p$e"iamen!e a una !ensi(n V o> pos!e$io$men!e3 a a''iona$ e Gap3 ?s!a !$ans0e$e su 'a$&a a a 'apa'i!an'ia C 13 a !$a"?s de Rd3 pa$a eo se $equie$e que R d@@Re+ Es!a pa$!e de!e$mina e !iempo de %$en!e o '$e'imien!o de a sea> una "e6 C 1 se *a 'a$&ado3 as dos 'apa'i!an'ias se des'a$&an a !$a"?s de R e3 &ene$ando a %ase de des'a$&a o 'oa de a onda de impuso+

Los dos p$o'esos 'a$&a ) des'a$&a de C 1 'o$$esponden a dos seaes de !ipo e-ponen'ia supe$pues!as que dan o$i&en a a onda de impuso .0&u$a ;/+ Los !iempos de %$en!e .238 ms B ;:/ ) 'oa .: ms B 8:/3 de a onda de impuso de !ensi(n !ipo $a)o3 se o&$an median!e a manipua'i(n de as 'ons!an!es de !iempo de as seaes e-ponen'iaes de 'a$&a ) des'a$&a3 es de'i$3 que una "e6 de0nidos Cs ) C13 os !iempos de a sea de impuso de !ensi(n se o1!ienen median!e a 'o$$e'!a see''i(n de as $esis!en'ias de %$en!e ) 'oa Rd ) Re3 $espe'!i"amen!e+

Se puede demos!$a$ que a onda de impuso es!, de!e$minada po$ a si&uien!e e'ua'i(n=

Genera"#r "e %&'($# "e *en$!n %'(*e*a&a # *&# MAR,

A medida que se *i6o ne'esa$io in'$emen!a$ e "ao$ de p$ue1a de as ondas de impuso de !ensi(n3 se *i6o m,s di%4'i &ene$a$ es!e !ipo de seaes3 )a que se $eque$4an 'apa'i!an'ias Cs que sopo$!a$an ma)o$ !ensi(n de 'a$&a ) a %uen!e de DC que as aimen!a !am1i?n de1e$4a se$ de ma)o$ !ensi(n3 o que !e'no(&i'amen!e e$a 'ompi'ado ) 'os!oso+ Po$ !a mo!i"o E+ MAR3 en 2<8F3 de!e$min( que a %o$ma m,s 'on"enien!e de in'$emen!a$ as !ensiones de p$ue1a pa$a impuso e$a empea$ m!ipes e!apas de 'ondensado$es que se 'a$&a1an en pa$aeo a una %$a''i(n de "o!a#e Vo )3 pos!e$io$men!e3 se $e'on0&u$a1an en se$ie pa$a o&$a$ e mismo e%e'!o de 'i$'ui!o equi"aen!e 1,si'o ) &ene$a$ e impuso a a !ensi(n deseada+ La 0&u$a F mues!$a os 'omponen!es a'!i"os du$an!e a 'a$&a de os 'ondensado$es ) os 'omponen!es a'!i"os du$an!e a &ene$a'i(n de a onda de impuso+

MÉTODOS DE MEDICIÓN UTILIZADOS •

Medición de la tensión de impulso mediante el divisor de tensión y el osciloscopio.

Este método consiste en realizar la medida de voltaje de impulso utilizando un ORC conectado a un divisor de voltaje capacitivo, cuya señal es atenuada mediante las puntas del osciloscopio en un factor de x!, adem"s #ue la señal de disparo #ue reci$e el ORC se la realiza mediante un dispositivos externo %antena& u$icado muy cerca del divisor y cuya función es la detectar el campo eléctrico presente en la zona donde se encuentra el divisor, enviando la señal de disparo #ue re#uiere el osciloscopio. 'aralelamente se realizaron medidas con el (ilovolt)metro del voltaje #ue entre*a el transformador y un volt)metro de +C para verificar el voltaje continuo o$tenido después de la rectificación de la señal entre*ada por el transformador.

•

Medición de la tensión de impulso mediante las esferas espinterométricas.

'or otra parte realizamos la medición de voltajes impulsivos de prue$a con el método de las esferas espinterométricas, las mismas #ue se encuentran conectadas en paralelo al capacitor #ue se encuentra al final de los circuitos a& o $& de las fi*uras. l i*ual #ue los explosores su distancia de separación se las re*uló para ! y - mil)metros, pero en los explosores esa distancia era ar$itraria. En esta medición lo #ue se $usca es una relación del cincuenta por ciento en descar*as producidas en las esferas espinterométricas del cien por ciento de descar*as #ue se *eneren el los explosores #ue en valores numéricos se o$serva$a #ue de /! descar*as en los explosores, 0 a / descar*as de$)an *enerarse en las esferas espinterométricas, 'ara alcanzar dic1a pro$a$ilidad se re*ula$a el voltaje de car*a del capacitor de c1o#ue y 2o la distancia de separación de las esferas #ue forman el interruptor %explosores& . Ca$e señalar #ue los explosores simplemente da$an la apertura y cierre del voltaje del capacitor de c1o#ue 1acia el circuito RC, en tanto #ue,

las esferas espinterométricas eran nuestro instrumento de medida del fenómeno analizado.

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33. CO4C5673O4E7 5a *eneración de altos voltajes de impulso no es un proceso com8n y corriente #ue re#uiere ajustarse a normas y a normalizar los voltajes #ue se *eneran, En esta pr"ctica se tra$ajó con una función impulsiva #ue no tiene una forma ar$itraria, sino m"s $ien una forma normalizada por normas. Como por ejemplo la 4orma 47323EEE 7tandard 9:;;-. +ependiendo de los elementos resistivos y capacitivos empleados en el circuito *enerador  de impulsos o$tendremos un determinado diseño #ue se ajuste a los par"metros #ue re#uieren para conformar una señal impulsiva normalizada. l i*ual #ue en el diseño de circuitos rectificadores de pe#ueña escala el capacitor de c1o#ue el cual nos proporciona la ener*)a #ue circula por el circuito RC $rinda la función de filtro de señal provocando un alisamiento de la misma, o$teniendo una señal con un menor rizado

Las p$ue1as que se de1e $eai6a$ pa$a medi$ os a!os "o!a#es de impuso son 'o$$espondien!es a so1$e"o!a#es3 $esu!an de des'a$&as a!mos%?$i'as o de so1$e"o!a#es 'ausados po$ manio1$as+

Las ondas de "o!a#e ) 'o$$ien!e pueden se$ &$a1adas en os'ios'opios+ Las medi'iones que se p$o'ede *a'e$ en "o!a#es de impuso se as puede $eai6a$ median!e ins!$umen!os 'omo son= S!M H2; o U!ii6ando Os'ios'opios de a!a "eo'idad 'on memo$ia3 'on as 'o$$espondien!es p$o!e''iones ) 'a1es 'oa-iaes ) 'apa'i!an'ias se'unda$ias pa$a medi'i(n de o$den de 3 2: ) ;:: V+

*!!ps=KK+a'ademia+eduK2;H<;KESCUELAPOLIT C;