GENİŞ BANT GERİLİM REFERANSI KULLANILARAK YAPIMI GERÇEKLEŞTİRİLEN YÜKSEK GERİLİM BÖLÜCÜSÜNÜN UZUN SÜRELİ KARARLILIĞI

Abstract

 2012 yılında yapımı gerçekleştirilen referans yüksek doğru gerilim bölücüsü, dirençsel elemanlardan oluşan geleneksel tipte bir gerilim bölücüsü olmayıp yapısında şönt tipi gerilim referansları bulunmaktadır. UME-20 adı verilen gerilim bölücüsünün, belirsizlik hesaplamalarında gerilim referanslarının oluşturduğu modüllerin sıcaklık katsayısı, ölçüm sisteminin akım bağlılığı, kaçak akım ve korona etkisi, sıcaklığa bağlılığının neden olduğu kısa dönem kararlılığı ve doğru gerilim ölçme belirsizlik bileşenleri göz önünde bulundurulmuştur. Çalışma tamamlandığında belirsizlik hesapları yapılırken gerilim bölücüsünün uzun dönem sapma değerlerine ait veriler bulunmadığından, bu bileşen kullanılmamış ve ölçüm belirsizliği 5 µV/V olarak hesaplanmıştır. IEC 60060-2 standardına göre ölçüm sistemlerinin uzun dönem kararlığı, ölçme belirsizliğine doğrudan etki etmektedir. Bu nedenle referans ölçüm sisteminin sapması 2012-2017 yılları arasındaki dönemde incelenmiş ve belirsizlik hesaplamalarına bu etkinin katılmasını sağlanmıştır. Bu sapma değeri, toplam belirsizlik hesaplamalarına katılmış ve ölçme sisteminin belirsizlik hesaplarında düzeltme yapılmıştır. Bu çalışmada, yapısında şönt tipi gerilim referansı bulunan 20 kV referans yüksek doğru gerilim ölçüm sisteminin uzun dönem kararlılığı incelenmiş ve belirsizlik hesapları bu etki göz önünde bulundurularak yeniden yapılmıştır. 

Keywords

• Yüksek gerilim,yüksek gerilim ölçme,belirsizlik,metroloji,kalibrasyon

Determination of Long-Term Voltage Stability of High Voltage Divider Having Bandgap Voltage References

Abstract

The reference HVDC voltage divider constructed in 2012 is not a conventional voltage divider made up of resistive elements but has shunt type voltage references in its structure. The components in the uncertainty calculations are based on the temperature coefficient of the voltage reference, the current dependence of the measurement system, the leakage current and the corona effect, the short term stability caused by the thermal dependence and the DC voltage measurement uncertainty components. The uncertainty calculation has been done without long term stability effect since there is no data for the long-term deviation of the voltage divider. The measurement uncertainty was calculated to be 5 μV/V without considering this effect. According to the IEC 60060-2, the long-term stability of measurement systems has a direct impact on the measurement uncertainty. For this reason, the deviation of the reference measurement system is examined in the period between 2012 and 2017 and it is ensured that the uncertainty calculations include this effect. In this study, the long-term stability of a 20 kV reference DC high voltage measurement system based on the shunt type voltage references in its structure was analyzed and uncertainty were recalculated considering this effect.

Keywords

• HVDC voltage divider,high voltage measurement,measurement uncertainty,metrology,calibration

References

1. Bergman, A., Pogliano, U., Hallström, J., Wright, P., Lucas, W., Merev, A., Rietveld, G., Kurrat, M., and Rickman, J. (2010). Metrology for High-Voltage Direct Current, Conference on Precision Electromagnetic Measurements, Daejeon, Korea, 13-18 June 2010, doi: 10.1109/CPEM.2010.5543404.
2. Hallström, J., Bergman, A, Dedeoglu, S., Elg, A. P., Houtzager, E., Lucas, W., Merev, A., Meisner, M., Scmidt, J., Suomalainen, E. P. and Weber, C. (2014). Performance of a Wideband 200 kV HVDC Reference Divider Module, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurements, Vol. 63, No. 9, pp. 2264-2270, doi: 10.1109/TIM.2014.2304857.
3. Hällström, J., Bergman, A., Dedeoglu S., Elg, A., Houtzager, E., Lehtonen, T., Klüss, J., Lucas, W., Merev, A., Nieminen, T., Meisner, J., Suomalainen, E.-P., Schmidt, M. and Weber, C. (2015). Performance of a Modular Wideband HVDC Reference Divider up to 1000 kV, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 64, No. 6, pp. 1390-1397, doi: 10.1109/TIM.2015.2408795.
4. IEC 60060-2 (2010). High-Voltage Test Techniques-Measuring Systems, The International Electrotechnical Commission (IEC), Ed.3.0.
5. Merev, A. (2014) Yüksek Gerilim Laboratuvarı Yüksek Doğru Gerilim Ölçüm Sistemlerinin Performans Analizleri, TÜBİTAK UME Teknik Raporu, Rapor No. G1YG.2014.01, Kocaeli.
6. Merev, A. (2014). Evaluation of the Performance of Portable New Design High DC Voltage Measuring System up 40 kV. MAPAN-Journal of Metrology Society of India, Vol. 29, No. 3, pp. 157-161, doi: 10.1007/s12647-014-0100-6.
7. Merev, A. and Hallström, J. (2015). A Reference System for Measuring High DC Voltage Based on Voltage References, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 64, No. 1, pp. 184-189, doi: 10.1109/TIM.2014.2338673.
8. Schon, K. (2013). High Impulse Voltage and Current Measurement Techniques, Springer International Publishing, Switzerland.

9. Texas Instrument, (2012). LM4040-N 100 ppm/C Precision Micropower Shunt Voltage Reference. Erişim Adresi: http://www.ti.com/product/LM4040-N#, (Erişim Tarihi: 17.04.2018).