Akıllı darbe gerilimi ölçümleyicinin tasarımı ve gerçeklenmesi

Öz

Yıldırım ve anahtarlama darbe gerilimi ölçmelerinde kullanılan sayısal kaydedicilerin ölçümlemesi (kalibrasyonu), yüksek darbe gerilimlerinin izlenebilirliğinde büyük önem taşır. Bu nedenle darbe gerilimi ölçümleyicileri (kalibratörleri), izlenebilirlik zincirinde çok önemli bir rolü olan cihazlardır. Sayısal kaydedicilerin ölçümlemesinde, gerilimin tepe değeri ve zaman parametrelerinin referans değere göre sapması, farklı çözünürlükte ve ölçüm aralıklarında belirlenmektedir. Bir yüksek darbe gerilimi ölçme sisteminin ölçek faktörü ve ölçülen zaman parametrelerindeki sapmalar, ölçümleyiciden uygulanan referans değerlerle karşılaştırılarak belirlenir.

Bu çalışmada, yüksek darbe gerilim ölçmelerinin izlenebilirliğinde kullanılabilecek özelliklere sahip, akıllı bir darbe gerilimi ölçümleyici tasarımı ve gerçeklenmesi için yapılan çalışmalar sunulmuştur. Yapımı gerçekleştirilen ölçümleyici, TÜBİTAK UME’de (Ulusal Metroloji Enstitüsü), Türkiye’nin birincil seviye referans standart ölçümleyicisi olarak kullanılmaktadır. Ölçümleyici, 50 V-600 V aralığında ve pozitif ve negatif kutuplu referans yıldırım ve anahtarlama darbeleri üretebilmektedir. Referans yıldırım darbe gerilimlerinde belirsizlik değerleri tepe değer (U_P) için % 0,03, cephe süresi (T₁) için % 0,30 ve sırt yarı değer süresi (T₂) için % 0,01’dir. Referans anahtarlama darbe gerilimlerinde ise belirsizlik değerleri tepe değer (U_P) için % 0,10, tepe değer süresi (T_p) için % 0,20 ve sırt yarı değer süresi (T₂) için % 0,04’tür.

Anahtar Kelimeler

• Metroloji,yüksek gerilim tekniği,gerilim ölçme,yıldırım darbe gerilimi,anahtarlama darbe gerilimi,ölçümleme

Kaynakça

1. Referans1 IEC 60071-1, “Insulation co-ordination, Part 1: Definitions, principles and rules”, Geneva, Switzerland, 2006+A1:2010.Referans2 IEC 60060-1, “High-voltage test techniques, Part 1: General definition and test requirements”, Geneva, Switzerland, 2010.Referans3 IEC 60060-2, “High-voltage test techniques”, Part 2: Measuring systems, Geneva, Switzerland, 2010.Referans4 Hallström, J., Chekurov, Y. and Aro, M., “A calculable impulse voltage calibrator for calibration of impulse digitizers”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 52, No. 2, pp. 400-403, 2003.Referans5 Schon, K., “High impulse voltage and current measurement techniques”, Switzerland, Springer, 2013.Referans6 IEC 61083, “Instruments and software used for measurement in high-voltage impulse tests - Part 1: Requirements for instruments”, Geneva, Switzerland, 2001.Referans7 Naidu, M. S. and Kamaraju, V., “High-Voltage Engineering”, 5th Ed. McGraw Hill, New Delhi, 2013.Referans8 Mercury Relay Technical Datasheet, Sanyu Model Number 51W-1EX1NO, Doc. No. SE0504-050, Sanyu Electric Inc. Sanyu Switch Co. Ltd. 2015.Referans9 Sheehy, R., “An impulse voltage calibrator of low output impedance”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 20, No. 1, pp. 15-22, 2005.Referans10 Wakimoto, T., Hallström, J., Chekurov, Y., Ishii, M., Lucas, W., Piiroinen, J. and Shimizu, H., “High-accuracy comparison of lightning and switching impulse calibrators”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 56, No. 2, pp. 619-623, 2007.Referans11 Ren, X., Ding, W., Long, Z., Li, W., Li, F. and Zhang, G. J., “Uncertainty evaluation of the waveform parameters of 1 kV low-impedance impulse voltage calibrator”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 65, No. 7, pp. 1605-1613, 2016.Referans12 Hallström J., “A calculable impulse voltage calibrator”, Helsinki University of Technology, Helsinki, Finland, 2002. Referans13 Merev, A., Dedeoğlu, S. and Karaman, İ., “Performance of calculable impulse calibrator up to 600 V”, CIGRE Session, 27-31 August 2018, Paris, France (kabul edilmiş bildiri).