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

Year 2018, Volume: 23 Issue: 3, 1 - 10, 31.12.2018

Ahmet Merev

https://doi.org/10.17482/uumfd.413234

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

• 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.
• 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.
• 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.
• IEC 60060-2 (2010). High-Voltage Test Techniques-Measuring Systems, The International Electrotechnical Commission (IEC), Ed.3.0.
• Merev, A. (2014) Yüksek Gerilim Laboratuvarı Yüksek Doğru Gerilim Ölçüm Sistemlerinin Performans Analizleri, TÜBİTAK UME Teknik Raporu, Rapor No. G1YG.2014.01, Kocaeli.
• 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.
• 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.
• Schon, K. (2013). High Impulse Voltage and Current Measurement Techniques, Springer International Publishing, Switzerland.
• 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).