PHÂN TÍCH và ĐÁNH GIÁ sự cố của bộ BIẾN đổi đo LƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP đặc TÍNH tần số

vi Danh sách các hình .... bị đoăgiánăti păcóănghĩaălƠătínăhi u ghi nh năđ ợc ph i thông qua các b phân áp ho c phân dòng... hi u.ăThôngăth ng, tín hi uătácăđ ng lên m chăđ ợc chia thành

M C L C

Quy tăđịnhăgiaoăđ tài

Biên b n chấm Lu năvĕnăt t nghi p Th căsĩ

Phi u nh n xét Lu năvĕnăTh căsĩ

Lý lịch khoa h c i

L iăcamăđoan ii

C m t iii

Tóm tắt iv

Abstract v

M c l c vi

Danh sách các hình viii

Ch ngă1.ăT NG QUAN 1

1.1 T ng quan chung v lĩnhăvực nghiên c u, các k t qu trongăvƠăngoƠiăn căđƣă công b 1

1.2 M căđíchăc aăđ tài 3

1.3 Nhi m v c aăđ tài và gi i h năđ tài 3

1.4.ăPh ngăphápănghiênăc u 4

1.5 Đi m m i c a lu năvĕn 5

Ch ngă2 C ăS LÝ THUY T 6

2.1ăPh ngăphápăđ c tính tần s 6

2.2 Phép bi năđ i Fourier 9

2.3 Ph m tăvƠiăxungăđi n áp chuẩn 19

2.4 ng d ngăph ngăphápăđ c tính tần s 24

Ch ngă3 CÁC LO I B PHÂN ÁP 28

3.1B phơnăápăđoăl ng 28

3.2B phơnăápăđi n tr có màn che và không có màn che 30

3.3B phơnăápăđi n dung 32

3.4B phân áp dung - tr 32

Ch ngă4 B PHỂNăỄPăĐI N TR 36

4.1 Mô hình toán h c 36

4.2B phơnăápăđi n tr v i nhăh ng c aăđi nădungăđất 38

4.3B phơnăápăđi n tr v i nhăh ng c aăđi n dung cao áp 42

4.4B phơnăápăđi n tr v i nhăh ng c aăđi nădungăđất,ăcaoăápăvƠăđi n dung kí sinh 46

4.5B phơnăápăđi n tr khi x y ra sự c 54

Ch ngă5 MÔ PH NGăMATLABăĐ C TÍNH PH B PHỂNăỄPăĐI N TR 60

5.1Kh o sát nhăh ng b phân áp v iăđi n dung so v iăđất 60

5.2Kh o sát nhăh ng b phân áp v iăđi n dung so v i cao áp 64

5.3Kh o sát nhăh ng b phân áp v iăđi n dung so v iăđất,ăcaoăápăvƠăđi n dung kí sinh 69

5.4 Kh o sát nhăh ng b phân áp khi x y ra sự c 81

Ch ngă6 K T LU N 100

6.1 Các k t qu đ tăđ ợc c aăđ tài 100

6.2.ăH ng phát tri n c aăđ tài 100

TÀI LI U THAM KH O 101

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Xung d ngăhƠmămũ 19

Hình 2.2.ăĐ c tính tần s c aăxungăđi n áp d ngăhƠmămũ 20

Hình 2.3 Đ c tính tần s c aăhƠmăđi năápăb c nh yăđ năvị 21

Hình 2.4 Đ c tính biên tần c aăxungătĕngătuy n tính 22

Hình 2.5 Ph c a xung sét chuẩn v i các th i gian cắt Tc khác nhau 23

Hình 2.6 Đ c tính tần s c a xung vuông 24

Hình 2.7 Đ c tính biên tần c a b phơnăápăđi n tr 26

Hình 2.8 Đ c tính biên tần c a b phơnăápăđi nădungăđ m 26

Hình 3.1.S ăđ thi t bị cao th dùngăđ thử nghi măcáchăđi n c a thi t bị bằngăđi n áp xung 28

Hình 3.2 Các cấu trúc khác nhau c a b phơnăápăđi n tr v i cách quấn khác nhau c aăđi n tr cao th 31

Hình 3.3 Phân b đi năápăbanăđầu d c theo ngăcáchăđi n c a b phân áp 32

Hình 3.4 D ng chung c a b phơnăápăđi n tr 32

Hình 3.5 S ăđ t ngăđ ngăc a b phơnăápăđi n dung 33

Hình 3.6 S ăđ t ngăđ ngăc a b phơnăápăđi n dung 34

Hình 3.7.ăS ăđ c a b phân áp dung - tr 34

Hình 3.8 Sự méo d ng c aăxungăđoquaăb phân áp dung ậ tr 35

Hình 4.1 S ăđ bi u di n t ng quát b bi năđ iăcaoăápăcóăxétăđ n nhăh ng c a đi nădungăkỦăsinhăđ i v i cựcăcaoăáp,ăđấtăvƠăđi n dung d c 36

Hình 4.2 S ăđ t ng quát b bi năđ i cao áp bi u di n nhăh ng c aăđi nădungăđ i v iăđất 38

Hình 4.3 S ăđ t ng quát b bi năđ i cao áp bi u di n nhăh ng c aăđi n dung v i cao áp 42

Hình 4.4 S ăđ t ng quát b bi năđ i cao áp bi u di n nhăh ng c aăđi n dung kí sinhăC,ăđi n dung so v iăđất C1 vƠăđi n cao áp C2 47

Hình 4.5 S ăđ t ng quát b bi năđ iăcaoăápăđi n tr v i nhăh ng cácăđi n dung

kíăsinhăkhiăxétătr ng hợp x y ra sự c 54

Hình 4.6Bi năđ i sao ậ tam giác 55

Hình 5.1.a Tool phân tích ph đ ợc vi t bằng GUI matlab 58

Hình 5.1.b Tool phân tích ph đ ợc vi t bằng GUI matlab 59

Hình 5.1.1.1.a Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị R () 60

Hình 5.1.1.1.b Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị R (dB) 61

Hình 5.1.1.2.a Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C1() 62

Hình 5.1.1.2.b Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C1(dB) 62

Hình 5.1.2.1 Ph pha - tần s khiăthayăđ i giá trị R 63

Hình 5.1.2.2 Ph pha - tần s khiăthayăđ i giá trị C1 64

Hình 5.2.1.1.a Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị R () 65

Hình 5.2.1.1.b Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị R (dB) 66

Hình 5.2.1.2.a Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C2() 67

Hình 5.2.1.2.b Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C2(dB) 68

Hình 5.2.2.1Ph pha - tần s khiăthayăđ i giá trị R 69

Hình 5.2.2.2Ph pha - tần s khiăthayăđ i giá trị C2 69

Hình 5.3.1.1.a Ph biênăđ - tần s khi thay đ i giá trị R () 70

Hình 5.3.1.1.b Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị R (dB) 71

Hình 5.3.1.2.a Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C1 (omega) 72

Hình 5.3.1.2.b Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C1 (dB) 72

Hình 5.3.1.3.a Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C2 (omega) 73

Hình 5.3.1.3.b Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C2 (dB) 74

Hình 5.3.1.4.a Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C 75

Hình 5.3.1.4.b Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C 75

Hình 5.3.2.1 Ph pha - tần s khiăthayăđ i giá trị R 76

Hình 5.3.2.2 Ph pha - tần s khiăthayăđ i giá trị C1 77

Hình 5.3.2.3 Ph pha - tần s khiăthayăđ i giá trị C2 78

Hình 5.3.2.4 Ph pha - tần s khiăthayăđ i giá trị C 79

Hình 5.4.1 Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C khi a = 0% 80

Hình 5.4.2.a Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C khi a = 10% 80

Hình 5.4.2.b Ph biênăđ - tần s khiăthayăđ i giá trị C khi a = 10% (db) 81

Hình 5.4.2.c Ph pha - tần s khiăthayăđ i giá trị C khi a = 10% 81

Hình 5.4.3.1.a Ph biênăđ - tần s khi ngắn m ch nhóm phần tử đầu 82

Hình 5.4.3.1.b Ph biênăđ - tần s khi ngắn m ch nhóm phần tử đầu(dB) 82

Hình 5.4.3.1.c Ph pha - tần s khi ngắn m ch nhóm phần tử đầu 83

Hình 5.4.3.1.d Ph biênăđ - tần s khi ngắn m ch 1 phần tử h áp 84

Hình 5.4.3.1.e Ph biênăđ - tần s khi ngắn m ch 1 phần tử h áp (dB) 85

Hình 5.4.3.1.fPh pha - tần s khi ngắn m ch 1 phần tử h áp 85

Hình 5.4.3.2.a Ph biênăđ - tần s khiătĕngăgiáătrị đi n dung phần cao áp 86

Hình 5.4.3.2.b Ph biênăđ - tần s khiătĕngăgiáătrị đi n dung(dB) phần cao áp 87

Hình 5.4.3.2.c Ph pha - tần s khiătĕngăgiáătrị đi n dung phần cao áp 88

Hình 5.4.3.2.d Ph pha - tần s khiătĕngăgiáătrị đi n dung 88

Hình 5.4.3.2.e Ph biênăđ - tần s khiătĕngăgiáătrị đi n dung (dB) phần h áp 89

Hình 5.4.3.2.f Ph pha - tần s khiătĕngăgiáătrị C (dB) phần h áp 90

Hình 5.4.4.1.a Ph biênăđ - tần s khi ngắn m chăđi n dung phần cao áp 91

Hình 5.4.4.1.b Ph biênăđ - tần s khi ngắn m chăđi n dung phần cao áp (dB) 92

Hình 5.4.4.1.c Ph pha - tần s khi ngắn m chăđi n dung phần cao áp 92

Hình 5.4.4.1.d Ph biênăđ - tần s khi ngắn m chăđi n dung phần h áp 93

Hình 5.4.4.1.e Ph biênăđ - tần s khi ngắn m chăđi n dung phần h áp (dB) 94

Hình 5.4.4.1.f Ph pha - tần s khi ngắn m chăđi n dung phần h áp 94

Hình 5.4.4.2.a Ph biênăđ - tần s khiătĕngăđi n dung phần cao áp 95

Hình 5.4.4.2.b Ph biênăđ - tần s khiătĕngăđi n dung phần cao áp (dB) 95

Hình 5.4.4.2.c Ph pha - tần s khiătĕngăđi n dung phần cao áp 96

Hình 5.4.4.2.d Ph biênăđ - tần s khiătĕngăđi n dung phần h áp 97

Hình 5.4.4.2.e Ph biênăđ - tần s (dB)ăkhiătĕngăđi n dung phần h áp 97

Hình 5.4.4.2.f Ph pha - tần s khiătĕngăđi n dung phần h áp 98

Ch ngă1

T NG QUAN 1.1 Gi i thi u t ng quan v lƿnhăv c nghiên c u

Trong những th p niên cu i th kỷ 20ăvƠăđầu th kỷ 21, cùng v i sự phát tri n c aăngƠnhănĕngăl ợng th gi i,ăngƠnhăđi n Vi tăNamăđangăcóănhữngăb c phát tri năđángăk nhằmăđápă ng nhu cầuăđi nănĕngăc a n n kinh t Vi t Nam Nhi u nhà máy nhi tăđi n, th yăđi n,ănĕngăl ợng tái t o cùng h th ng truy n t i, phân

ph iăđi nătrungăvƠăcaoăápăđ ợc quy ho ch, thi t k và xây dựng khắpăn iătrênătoƠnă

qu căđ xây dựng m t h th ngăl iăđi n qu c gia năđịnh ph c v cho các ngành kinh t vƠăđ i s ng sinh ho t c ngăđ ng

Vi c sử d ngăđi n caoăápăđ truy n t iăđiăxaălƠăđi u tất y u Tuy nhiên, vi c truy n t iăđi n áp cao trong truy n t iăđiăxaăs xuất hi n hàng lo t các vấnăđ v khoa h c kỹ thu tămƠăngƠnhăđi nănĕngăđangăcần ph i gi i quy t M t trong các vấn

đ trênălƠăđoăl ng các thông s đi nătrongălĩnhăvựcăđi n cao áp

Trong thực t v n hành h th ngăđi n,ăcáchăđi n c a các trang thi t bị trong

h th ngăđi nănh ămáyăbi năápăđ ng lực,ămáyăphátăđi n, máy bi n dòng không

những chỉ chịu tác d ng c aăđi n áp làm vi călơuădƠiămƠăcònăth ng xuyên bị tác

d ng trong th i gian ngắnăh năb i các d ngăquáăđi năápă(ăquáăđi n áp n i b ho c quáăđi n áp khí quy n) có giá trị l năh năđi năápăđịnh m c c a h th ng nhi u lần Doăđó,ăđ anătoƠnăvƠăđ m b o tin c y trong v n hành h th ngăđi n,ăđ c bi t là trong

h th ngăđi n cao áp, cần ph i ti n hành nghiên c u nghiêm túc vi căxácăđịnh chính xác các thông s đi n nói trên

Trong các phòng thí nghi măđi năcaoăáp,ăđ mô hình cho các d ng quá xung

đi năáp,ăng i ta ch t o các thi t bị phát ra các d ng xung chuẩn c aăquáăđi n áp khí quy n ho căquáăđi n áp n i b hayăđ mô hình cho các d ngăxungădòngăđi n

l n,ăng iătaăth ng ch t o các thi t bị phátăxungădòng ăĐ đoăl ng các thông

s đi n áp ho cădòngăđi n,ăng i ta ch t o các thi t bị đoătrực ti p ho c gián ti p

Đ i v iăđi n cao áp, dòng l n thực hi n vi căđoătrực ti p thông s đi năth ng g p khóăkhĕnăvƠăt n kém Cho nên, trong thực t ,ăth ng g p nhất v n là các lo i thi t

bị đoăgiánăti păcóănghĩaălƠătínăhi u ghi nh năđ ợc ph i thông qua các b phân áp

ho c phân dòng

Tuy vi c ghi nh n tín hi u càng gần giá trị thực càng t t,ănh ngă vi c này không ph iălúcănƠoăcũngăthực hi năđ ợc.ăDoăđó,ătùyăthu c vào m căđích,ăyêuăcầu sử

d ngămƠăphépăđoăđ ợc thực hi n v i cấpăđ chínhăxácăchoătr c.Vi c ghi nh n tín

hi u c a các thi t bị đoăl ngăđ đ t cấpăđ chính xác cao còn ph thu c nhi u vào

cấu trúc c a thi t bị đoăl ng B bi năđ iăđi n áp cao (còn g i là B phân áp) là b

ph n quan tr ng c a thi t bị đoăl ngăđi n cao áp Chấtăl ợng c a b bi năđ i là

m t trong những tiêu chí quy tăđịnhăđ chính xác c a tín hi uăđoăl ng.ăTrongăđoă

l ngăđi năápăcaoăth ng xuất hi n hai vấnăđ quan tr ngălƠ:ăđầu tiên là vi căđánhăgiá sự méo d ng c a tín hi u ra( chẳng h nănh ăđi năápăđo)ăđ ợc ghi l i trên các

b n cực c a daoăđ ng kí ho c c a vôn k xung khi tín hi uăđ ợc truy n v i th i gian cực ti u B iăvì,ăkhiătrênăđ ng dây truy n t i x y ra hi năt ợng sự c thoáng qua, hi năt ợng vầng quang ho c do bị nhăh ng c aămôiătr ng không gian xung quanh c a thi t bị đoălƠmăxuất hi n các nhi u lo n.ăCácăxungăsét,ăxungăquáăđi n áp doăthaoătác,ăđi nădungăkíăsinhă.ă.ă.ăcũngăgơyă nhăh ngăđ n tín hi uăđoăl ng và k t

qu là tín hi u c a b chuy năđ i có sai s đángăk Vấnăđ th haiăđóălƠă nhăh ng

c a các tham s máyăphátăxungăđi n áp, v t thử nghi m, c a m chăđoătrênăgiáătrị và

d ngă đi nă ápă đo.ă Đi uă nƠyă lƠmă choă biênă đ tín hi uă thayă đ i, làm tr th i gian truy n tín hi u, và ngay c chính b n thân c aăđ ng h đoă(ădaoăđ ng ký, vôn k xungă)ăcũngăcóăsaiăs h qu là tần s bị thayăđ iăvƠăgócăphaăcũngăthayăđ i theo,

k t qu đoăl ng có sai s đángăk C haiătr ng hợp trên càng rất quan tr ng khi

đi nă ápă đoă cƠngă caoă khiă quáă trìnhă xungă đi n áp x y ra càng ngắn.ă Doă đó,ă vi c nghiên c u vai trò c a b bi năđ i là h t s c quan tr ng trong thi t bị đoăl ng cao

áp, n u B bi năđ i cho tín hi u ra chuẩn thì vi c xử lý k t qu đoăchínhăxác,ăthi t

bị đóngăcắt s ho tăđ ngăchínhăxácăvƠăđ tin c y c a h th ng s t tăh n

Đ c tính tần s có hai thông s quan tr ngălƠăbiênăđ và góc pha, vì v y,

kh oăsátăđ c tính tần s là kh o sát nhăh ng c aăbiênăđ vƠăgócăphaătácăđ ng lên

đ chính xác c a B bi nă đ i cao áp c a thi t bị đo.ă B bi nă đ i cao áp thông

th ng sử d ng các d ngănh :ăB phơnăápăđi n tr không có màn che, B phân áp

đi n tr có màn che, B phơnăápăđi n dung, B phân áp d ng dung ậ tr , do m i b phơnăápăcóăđ căđi m khác nhau, vì th , tùy theo m căđ yêu cầu sử d ng mà lựa

ch n b phân áp cho phù hợp

Vi c nghiên c u b phân áp t o n n t ngă c ă b n cho vi c ắPhơnă tíchă vƠă đánh giá s c c a b bi năđ iăđoăl ng b ngăph ngăphápăđ c tính t n s Ằălà

đ tài cần thi t góp phầnăđánhăgiáăđ ợc sự thayăđ i v đ chính xác c aăphépăđoăvƠă

chấtăl ợng c a b bi năđ i c a thi t bị đoăl ng

1.2 M căđíchăc aăđ tài

- Tìm hi u các lý thuy t v ph ngăphápăđ c tính tần s ng d ng các lý thuy tăph ngăphápăđ c tính tần s đ kh oăsátăđ c tính ph c a b bi năđ iăđoă

l ng

- Tìm hi u các phép bi năđ i lý thuy t m ch ng d ngăphơnătíchăs ăđ t ngă

đ ngăc a b bi năđ iăđoăl ng

- Phân tích vƠăđánhăgiáăsự c c a b bi năđ i v i lý thuy tăđ c tính tần s

1.3 Nhi m v c aăđ tài và gi i h năđ tài

1.3.1 Nhi m v

- Tìm hi ulý thuy tăph ngăphápăđ c tính tần s

- Tìm hi u các lo i b phân áp cao áp

- Xây dựng mô hình toán h c c a b bi n đ i cao áp d ngăđi n tr

- Tìm hi u và xây dựng hàm truy năđ t cho các b bi năđ i cao áp d ngăđi n

tr

- Nghiên c u, kh o sát nhăh ng đ c tinh ph trên b phân áp d ngăđi n tr

- Tìm hi u lý thuy t m ch và kh o sát nhăh ngăđ c tính ph lên b bi n

đ iăđoăl ngătrongătr ng hợp x y ra sự c đ i v i b bi năđ i

- Dùng phần m m Matlab mô ph ngăđ c tính b biênăđ i cao áp

1.3.2 Gi i h n

- Đ tài chỉ t p trung nghiên c u các nhăh ng c a b phân áp d ngăđi n tr

c a b bi năđ iăđoăl ng (bìnhăth ng và khi có sự c )

- Nghiên c u ch y u dựa trên lý thuy t ph ngăphápăđ c tính tần s là chính

đ kh o sát mô hình toán h c

1.4 Ph ngăphápănghiênăc u

Đ tài sử d ngăcácăph ngăphápăsau:

- Ph ngăphápănghiênăc u tài li u: lƠăph ngăphápăđóng vai trò ch đ o

Sử d ng các tài li u có s n, các tài li u trên internet, các bài báo khoa h c,ă…ăĐ

ph c v choăđ tài nghiên c u này

- Ph ngăphápăchuyênăgia:ălƠăph ngăphápăđóngăvaiătròăb trợ Tham kh o

ý ki n c aăcácăgiáoăviênăh ng d n, các gi ngăviênăvƠăcácăchuyênăgiaătrongălĩnhăvực đoăl ng

* M t s k t qu nghiên c uătrongăvƠăngoƠiăn c

- Lu năvĕnăth căsĩăTrần Thị ThuăH ngăậ đ tƠiă“Nghiênăc uăhƠmăquáăđ c a

b phơnăápătrongăđoăl ngăđi năápăcao.”

- Lu năvĕnăth căsĩăTrần Minh Hi u ậ đ tài “Nghiênăc uăđ c tính tần s c a

b bi năđ iăđoăl ng bằngăph ngăphápăđ c tính tần s ”ă

- Haiăđ tƠiăđƣăxơyădựng mô hình toán cho b phân áp t ng quát (dung- tr ), xây dựng hàm truy n cho b phân áp dung tr v i n phần tử Mô ph ng xét nh

h ngăđi n dung kí sinh v iăđất, v iăcaoăápăvƠăđi n dung d c

[1].PGS TS H Vĕnă Nh tă Ch ngă đƣă đ aă raă cácă cáchă xơyă dựng các hàm truy n,ăhƠmăquáăđ , nhăh ng các phần tử đi n áp thấp,ăcácăđi n dung kí sinh lên

b phân áp, nghiên c u v ph ngăphápăđ c tính tần s v i cácă uăđi m c a nó Xét nhăh ng c aăđ chínhăxácălênăcácăphépăđoăđi n áp xung

*ăĐ i v iăn c ngoài

Có khá nhi u bài báo quan tâm và vi t v b “highăvoltageădivider”

- “A highvoltagedivider havingă ană uncertaintyă ofă 5ă p.p.m.ă ată 100ă ă kV.”ă - Knight, R.B.D ; Martin, P

- “Software evaluation of step response parameters of highvoltagedividers”Rajesh Kumar, O ; Kanyakumari, M ; Kini, N.K ; Priya, S ; Nambudiri, P.V.V ; Srinivasan, K.N

- “The design of a wide-band high-voltagedivider.”Zong Wen-Zhi ; Li Yue ; Cheng Yang-chun ; Zhang Chun-yu ; Xue Yang ; Li Guan-Gmao

- V.0 Brjezitskii, V V Kopshin, V N Kikalo, G V Gerasimenko, Ho Van Nhat Chuong, "Frequency characteristics method development", 11th International Symposium on High Voltage Engineering, pp 168-171, 1999

[12]-[13] A Haddad and D.F.Warne, E.Kuffel, M.s.Zaengl, J.Kuffel, Nêu

đ aăraăcácă nhăh ng c aăcácăđi n dung kí sinh lên b phân áp Ch y uălƠăđi n dung kí sinh so v iăđất

Ch ngă2

C ăS LÝ THUY T 2.1.Ph ngăphápăđ c tính t n s

- Trong vi căđoăl ngăđ ng,ăxungăđi n áp là m tăđ l năthayăđ i theo th i gian.ăDoăđó,ăd ngăxungăghiăkhôngăđ ợc bị méo d ng b i các thi t bị đo Yêu cầu này không th thực hi năđ ợc b i vì t n t i nhữngăđi n tr ,ăđi nădungăvƠăđi n c m kỦăsinhătrongăc ăcấuăđoăđi n chúng kéo theo m t quan h rất ph c t p giữaăđi n áp xung vào u1(t)ăvƠăđi n áp xung ra u2(t)

- Nói chung quan h giữaăđi n áp vào và đi n áp ra có th mô t bằng h

tr là hằng s , không ph thu căvƠoăđi n áp vào

Trong thực t , h ph ngătrìnhăviăphơnăđ ợc sử d ngănh ălƠănhữngăđ cătr ngă

c a thi t bị đoăthìărất không thu n lợi, b i vì các h s c a nó rấtăkhóăxácăđịnh bằng

thực nghi m.ăĐ đánhăgiáăcácătínhăchấtăđ ng c a thi t bị đo,ăthôngăth ngăng i ta

sử d ngăđ c tính tần s ph c ho căđ c tính pha ậ biênăđ ph c.ăChúngăđ ợc xác định bằng cách tác d ng lên h th ngăđoăm tăđi n áp hình sin v i tần s thayăđ i Sauăđó,ăxácăđịnh môdun và góc pha c a quan h đi n áp ra u2 vƠăđi n áp vào u1, có nghĩaălƠ:

2 1

2 1

( )

( )

m m

U H

( )

H  :ăđ ợc g iălƠăđ cătínhăbiênăđ - tần s

( )

  :ăđ ợc g iălƠăđ c tính pha ậ tần s c a thi t bị đo

Các quan h giữa H( )  và  ( )có th hợp nhất v i nhau n u sử d ng m t phẳng

j m m

( )

Q arctg P

N u thay j bằng p s j ta s nh năđ ợc hàm truy n:

Bi u th c trên choăphépăxácăđịnh không những chỉ ch đ xác l p, mà còn

2

t pt t

F p

p

HƠmăF(p)ăđ ợc g i là nh Laplace c a hàm f(t)

s c aănóăvƠăđ ợc g i là ph tần s ho călƠăđ c tính pha-biênăđ c a m t hàm cho

tr c f(t) Hàm F j(  ) đ ng th i có th đ ợc vi tăd i d ng:

(2.6)

đơy:

( ) ( ( )) ( ( ))

( ) ( )

( )

b arctg a

Ch ng t hàm không chu kỳ f(t)ăđ cătr ngăbằng t ng gi i h n c a các dao

đ ngăđi u hòa v iăbiênăđ nh :

1 ( )

phần tần s Vi c phân tích m ch v i ngu nătácăđ ng bất kỳ đ ợc g i là phân tích

m ch trong mi n tần s ă Đ phân tích m ch trong mi n tần s , Ta ph i sử d ng chu iăFourierăvƠătíchăphơnăFourier,ăđơuălƠăcôngăc toánăchínhăđ phân tích ph tín

hi u.ăThôngăth ng, tín hi uătácăđ ng lên m chăđ ợc chia thành hai thành phầnăđóălà: thành phần tín hi u tuần hoàn và thành phần tín hi u không tuần hoàn

M t tín hi uăđ ợc xem là tuầnăhoƠnăkhiănóăthoatăđi u ki n:

M tăchu iăFourierăl ợngăgiácăbi uădi nătínăhi uătuầnăhoƠnăx(t)ăcóăd ngă

nh ăsau:

)tnsinbtncosa(a

)t(

1 n n

(2.8) Trongăđóăa0; an; bnlƠnhữngăh ăs ăkhaiătri năc aăchu i,ăchúngăđ ợcăxácăđịnhă bằngăcácăcôngăsau:

0 n

T t t

0 n

T t t 0

2b

tdtncos)t(xT

2a

dt)t(xT

1a

(2.9)

Trongăđóăn:ăs ănguyên; t0:ăTh iăđi măch năbấtăkỳ;ăT:ăchuăkỳ;ă 0:ătầnăs ăc ă

b n

Taănh năthấyărằngătínăhi uătuầnăhoƠnăx(t)ălƠăt ngăhợpăc aăvôăh năcácăthƠnhă phầnăđi uăhoƠăcóătầnăs ăbằngănălầnăầnăs ăc ăb n

Trongă ngăd ngăthựcăt ătaăth ngăsửăd ngăchu iăFourierăl ợngăăgiácăchỉăv iă

m tăhƠmăsinăho căcosăbằngăbi năđ iăsau:

)t

ncos(

C)t

nsin(

Ctnsinbtncos

n

n n

2 n

2 n n

b

aarctg

a

barctg

ba

=C

(2.11) DoăđóăhƠmăx(t)ăcóăth ăđ ợcăbi uădi năd iăd ng:

)t

ncos(

CC

)t(

1 n n

 



(2.13) TrongăđóăC0 = a0

T ngăquátăh nătaăcóăth ăvi t:ă 







1 n n

0 x (t)C

)t(

Từăbi uăth că(2-7)ăth ăhi nătínăhi uătuầnăhoƠnălƠăt ngăthƠnhăphầnăm tă

chi uăvƠăvôăh năcácăthƠnhăphầnăhƠiăcóăd ng:ă

)tncos(

C)t(

xn  n 0 n hay xn(t)Cnsin(n0tn)

(2.15) Khi n = 1 ta có

)tcos(

C)t(

x1  1 0 1 hayx1(t)C1sin(0t1)

(2.16) X(t)ăđ ợcăg iălƠăthƠnhăphầnăc ăb năc aătínăhi uătuầnăhoƠn

2.2.2.ăChu iăFourierăph că

Tínăhi uătuầnăhoƠnăx(t)ăcũngăđ ợcăbi uădi năbằngăchu iăFourierăph căcóăd ng

*

X )

t ( x

1

T t t

agr  

(2.19b) Từăbi uăth că(2-10)ăchoătaăthấyărằngăchu iăFourierăph căbaoăg măthƠnhă phầnăm tăchi uăkhiănă=ă0ăăvƠăhaiăchu iăvôăh năcácăhƠmăđi uăhoƠăliênăhợpăph că

ngăv iăm iăc pă n.ăCácăc păhƠmăđi uăhoƠăph cănƠyăcóăbiênăđ ăbằngănhauăvƠă argumentăthìătráiădấuănhau.ăNh ăv yăkhiăbi uădi năbiênăđ ăvƠăargumentăc aă cácăhƠmăđi uăhoƠăph cătrênăthangăđoătầnăs ăs ăchoătaăph ăbiênăđ ăvƠăph ăphaă

c aătínăhi uătuầnăhoƠn.ăDoănălƠăs ănguyênănênăph ăbiênăđ ăvƠăph ăphaăc aătínă

hi uătuầnăhoƠnălƠăph ăv ch.ă

M iăquanăh ăgiữaăchu iăph căvƠăchu iăl ợngăgiácănh ăsau:

X0 = C0 = a0

* n

2 0

2 0

2

jba

* n

0e X )

t (

* m

0e Y )

t ( y Giáătrịătrungăbìnhăc aătíchăhaiătínăhi uătrênăđ ợcăxácăđịnh:

dteYe

XT

1dt)t(y)t(xT

1

m

t jm

* m T

0 n

t jn

* n T

T

1YX

T

0

t ) m n ( j m

* m n

* n

0 khi (n+m)  0 Tkhi (n+m) = 0

Vìăv yăă *n

n

* n T

0

YXdt

)t(y)t(xT

*Y

Y  

n

* n T

0

YXdt

)t(y)t(xT

n

* n T

0

2(t)dt Xx

1 X

T 0

* n

2 0 2

1 n

* n

2 1 n

* n

2 0 2

n

* n

* n 2

0 hd

2

X2X

2 hdn

2 0 2

1 n

n 2

0

2

CX

X

(2.23) Tómăl iăgiáătrịăhi uăd ngăc aăm tătínăhi uătuầnăhoƠnăs ăbằngăcĕnăb căhaiăc aă

t ngăbìnhăph ngăthƠnhăphầnăm tăchi uăvƠăbìnhăph ngăcác giáătrịăhi uăd ngă

c aăcácăthƠnhăphầnăhƠi

M tătínăhi uăkhôngătuầnăhoƠnăx(t)ătho ămƣnăđi uăki n:ă

Với T là ký hiệu cho phép biến đổi thuận Fourier

Hàm X( )ălƠăm tăhƠmăliênăt căbi năđ iătheoăbi nă  (rad/s)ăvƠăbi uădi năsựă phơnăb ătínăhi uătrongămi nătầnăs ăDoăđóăX()ălƠăph ăc aătínăhi u.ăTr ngă hợpăt ngăquátăn uăX()ălƠăm tăhƠmăph c,ăcóăth ăbi uădi ăd iăd ngăsau:

X() =X()ej()

(2.25)

V iăX()g iălƠăph ăbiênăđ ăvƠă()ăg iălƠăph ăpha

Ph ăphaăvƠăph ăbiênăđ ăc aătínăhi uăx(t)ăbi uădi năsựăphơnăb ăphaăvƠăbiênăđ ă

c aătínăhi uătrongămi nătầnăs ăĐóălƠănhữngăhƠmăliênăt cătheoă,ăkhácăv iăph biênăđ ăvƠăph ăphaăc aătínăhi uătuầnăhoƠnălƠănhữngăđ iăl ợngăr iăr c

Khiătínăhi uăx(t)ălƠăhƠmăthựcăthì.ă

) ( X ) (

X    

(2.26a) )

()

(  



(2.27b) NghĩaălƠăph ăbiênăđ ălƠăhƠmăch nătheoă vƠăph ăphaălƠăhƠmălẻătheoă

Tín hiệu x(t) có thể tìm được từ phổ của nó bằng phép biến đổi ngược Fourier

2

1)t(

t(x

0

(2.29) Từăbi uăth cătrênătaănh năthấyărằngătínăhi uăkhôngătuầnăhoƠnăx(t)ăđ ợcăbi uă

di năbằngăt ngătíchăphơnăc aăcácăquáătrìnhăđi uăhoƠăcóătầnăs ăthayăđ iăliênăt că trongăkho ngă(0,)

1dt

2 t j 1 2

(2.31) Từăbi uăth cătrênătaănh năthấyărằngănĕngăl ợngăc aătínăhi uăphơnăb ă trênătoƠnătr cătầnăs ătheoăm tăđ ăph ănĕngăl ợng:ă 2

)(X)(  

Cũngătừăbi uăth că(2-25)ătaăthấyăb ăr ngăph ă(d iătầnămƠătínăhi uăchi mă trênăthangătầnăs )ăc aătínăhi uănĕngăl ợngătrongătr ngăhợpăchungălƠăvôăh n.ă

Nh ngăthựcăt ăkhôngăđúngănh ăv y,ăvìăhầuăh tăcácătínăhi uăăv tălỦăđ uăcóăph ă hữuăh nătrongăkho ngătầnăs ă(-max,  max).ăB ăr ngăph ătínăhi uăch aă99%ă nĕngăl ợngăc aătínăhi uăđ ợcăg iălƠăb ăr ngăph ăhi uăd ng.ăKhiăđóăĐẳngăth că Parsevalăcóăth ăvi tăl iăă

1dt)t(x99,

Cĕnăc ăvƠoăbi uăth că(2-26) ta cóăth ătìmăđ ợcătầnăs ăgi iăh năb ăr ngă

c aăph ătínăhi u.ăTheoăquyă căthìăphầnăph ăc aătínăhi uănằmăngoƠiăb ăr ngă

c aăph ăhi uăd ngăchỉăchi mă1%ănĕngăl ợngăc aătoƠnăb ătínăhi u.ăĐ ătínhăgi iă

h năc aăcácătầnăs ,ătrongăthựcăt ăng iătaăsửăd ngăcôngăth căsauă

1dt)t(x005,

(2.33) Trongăbi uăth că(2-27)ătaăthấyăd iătầnă(-d,  d)ăchỉăch aă0,5%ănĕngăl ợng toƠnăb ăKhiăđóătầnăs ăgi iăh năs ăđ ợcătínhănh ăsau:

1dt)t(x995,

(2.34) Tómăl iătaăthấyărằng,ăvi căxácăđịnhăb ăr ngăph ăc aătínăhi uălƠăvấnăđ ărấtăquană

tr ngătrongăkỹăthu t,ăb iăvìătừăđóăgiúpătaăthi tăk ăcácăthi tăbị xửălỦătínăhi uăphùă hợpăv iăd iătầnăc aătínăhi u

2.2.4 Tínhăch tăc aăbi năđ iăFourieră

Gi ăthi tăcácătínăhi uăx(t)ăvƠăy(t)ăcóăbi năđ iăFourieră

x(t) X() y(t) Y() Taăcóăcácătínhăchấtăsauăđơy:

- Tínhăch năậ lẻ:ăV iătínăhi uăthựcăthìăph ăbiênăđ ălƠăhƠmăch năvƠăph ăphaălƠă hƠmălẻătheoă

) ( X ) (

X    

)()

(  



- Tuy nătính:ă ax(t) +by(t)  aX() + bY()

- Đ iăx ng:ă N uă x(t)  X() thì X(t) 2x(-)

0 ) X ( ) e t

)(x

- Tí chăch pătrongămi năth iăgian:ăx(t)*y(t)X()Y()

- Tíchăch pătrongămi nătầnăs :ă [X( )*Y( )]

2

1)t(y)t(

*y)t(

)(

)(

2

)(1

1)

0(

)(

Đ tăαă=ă1/τăthì:

2 0

)(1

1)

1,2 1,4 f(t)

t 1/αă- π

- Đ thị F0(ω)ăkhiăω.τă=ă1ăđ ợc v trong hình H.2.2 D dàng nh n thấy rằng

v i m t tỷ l thích hợp (logarit nhị phơn)ă thìă khiă ω.τă >>ă 1,ă đ c tính biên tần s

chuy năsangăđ ng thẳng v i góc l ch 450 so v i tr căhoƠnh,ănghĩaălƠăcóăđ suy

gi m -20 dB m i m t decade Nh ăv y,ăđ c tính biên tần có th v gầnăđúngăbằng 2

đ ng thẳng: M tăđ ng thẳng nằm ngang và m tăđ ng thẳng nghiêng

- Trênăc ăs c aăhƠmăđ cătr ngătheoătần s ,ăng i ta có th ch n thông s

đ că tr ngă ậ tần s gi i h n fgh Chúng ta có th g iă nh ă v y, b i vì trong nhi u

tr ng hợp tần s này, giá trị biênăđ c aăhƠmăđ cătr ngăF0(ω)ăgi măđ nă1/ạ2ălần

so v i giá trị banăđầu,ăcóănghĩaălƠăgi m 3 dB

0 0,02 0,1 0,5

0,01 0,05 0,2 1

F(j ω) F(0)

40 ωπ

F(j ω) F(0)

30 20 10

4G 0

2.3.2 Xungăb c nh y đ năv : D ng bi u th c toán h cănh ăsau:

= 0 1 ℎ < 0ℎ > 0 Trongăđó:ăUă=ă1ăvƠăαă=ă0,ădoăđóă nh laplace c a hàm f(t) s là:

1)(





j F

j j

F

ω 0

2.3.3 Xungătĕngătuy n tính và c t th i gian T c:ăTr ng hợp này, bi u th c

j

T

e e

j U j

)cos(

1(2)()(

2)

T T

T j

2.3.4 Xungăđi n áp sét toàn sóng và sóng c t: N uăđi m cắt x y ra th iăđi m

Tc, thì bi u th c toán h c c a xung sét có th vi tăd i d ng:

)sin(

(1)(1

))cos(

)sin(

(1)(1)(

2 2

2 2

1 2

1 1

2 1

c c

T

c c

T

T T

e U

T T

e

U a

c c

)sin(

()

(1

))cos(

)sin(

()

(1)(

2 2

2 2 2

1 1

2 1 1

2 1

c c

T

c c

T

T T

e U

T T

e

U b

c c

1

2 1 2

2

2 2

1

1

)(1)(1)

(1)(1)

- Trên hình H.2.5 v ph c a xung sét chuẩn ng v i các th iă đi m cắt

Tc = 4 µs; 0,5 µs; 0,1 µs Từ hình v này nh n thấy rằng:

a) Khi gi măđ dài sóng xung thì xuất hi n thành phần tần s cao nhi u h nă

vƠădoăđóăcần ph iătĕngăgi i thông tần s c a thi t bị đo

b)ăĐ c tính biên tần c a thi t bị đoăcần ph i có ph tần s r ngăh năph c a

xungăđ tránh sai s trongăkhiăđo

c) Gi i thông cần thi t c a thi t bị đoăkhiăth i gian cắt Tc = 0,5 µs nằm trong

kho ng 10 MHz ậ 50 MHz

d)ăSoăsánhăcácăđ c tính ph thôngăchoăphépăxácăđịnh sai s c aăphépăđo

- Xung vuông v iăđ dƠiăsóngăτi vƠăbiênăđ Uă=ă1.ăTr ng hợp này, bi u th c

toán h c s là:

= 0 1 ℎ < 0 à > �ℎ 0 < < � Thay f(t) vào (2.6) ta có:

) 2 sin(

2 ) 1 (

1 )

0

i

j j

t j

i i

i

e e

j dt e j

2)

sin(

lim)2sin(

2lim)0

i

i i

2)

0(

)()(

i

F

j F

(gi măτi) thì ph m r ng ra và vị trí zero c a ph di chuy năđ n tần s caoăh n

π/τ H

F 0 (ω)

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

2π/τ H 3π/τ H 4π/τ H 5π/τ H 6π/τ H

2.4 ng d ngăph ngăphápăđ c tính t n s

- Bi tăđ cătínhăđ c tính tần s c aăxungăchoătr c u1(jω)ăvƠăsử d ngăđ c tính

tần s c a thi t bị đoă G(jω)ă cóă th xácă địnhă đ c tính ph c aă đi n áp ra

U2(jω)ă=ăU1(jω)ă/ăG(jω).ăBi năđ iăFourierăng ợcăchoăphépăxácăđịnhăđi n áp ra là

m t hƠmăthayăđ i theo th i gian

- Đ c tính tần s c a thi t bị đoăcóăth tính toán ho căxácăđịnh bằng thực

nghi m.ăXácăđịnh bằng thực nghi măG(jω)ăcóăm t s khuy tăđi m.ăMáyăphátăđi n

áp tần s cao thông d ngăth ngăđ ợc ch t oăcóăđi n áp chỉ đênăvƠiăch c vôn, do

đóăđi n áp ra u2 c a thi t bị đoărấtăbé,ăĐ c bi t rấtăkhóăkhiăđoăφ(ω).ăNgoƠiăra,ăkhiăđoă

l ng ph i sử d ng thi t bị ghi d ngăxung,ăth ngăng i ta sử d ngădaoăđ ng ký

v i b khu chăđ i có d i thông r ng làm nhăh ngăđ n vùng tần s c a thi t bị đo

- uăđi m c aăđ c tính tần s là có th làm gi măđ méo d ngăđ n cực ti u trong vi c ghi l i d ng xung n u thi t bị đoăcóăd i thông tần s r ng.ăKhiăđó,ătất c các thành phần h a tần, từ h a tần b c thấpăđ n h a tần b căcaoămƠăbiênăđ c a chúng có giá trị cực ti u (không l năh nă5ă%ăbiênăđ c aădaoăđ ng có tần s c ăb n)

nằm trong vùng d i thông tần s c a thi t bị đo.ăCácăthƠnhăphầnăđi uăhòaăđóngăvaiătrò quan tr ng trong vi c ghi l i d ng xung là các thành phần tần s thấp và biên

đ daoăđ ng l n

- Vi c ghi l i tín hi uăđoătránhăđ ợc sai s l n n uănh ăthực hi năđ ợcăđi u

ki n fgh, tb > fgh đơy,ăfgh, tb là tần s gi i h n c a thi t bị đo,ăfgh ậ tần s gi i h n

c a tín hi u vào

- TrênăH.2.7ăchoăđ c tính biên tần c a b phơnăápăđi n tr ăĐ l ch biên đ

so v i giá trị định m c bắtăđầu kho ng 3 MHz, khi tần s 4ăMHzăthìăđ l ch 10 %, khiă8ăMHzăthìă30ă%ăvƠăsauăđóăkhiătần s tĕngăthìăbiênăđ đi n áp đầu ra c a b phân áp gi măđ t ng t So sánh tính chất này v iăcácăđ c tính ph c a sóng sét cắt chuẩn (H.2.5) ch ng t rằng b phơnăápăđangăkh o sát có th sử d ngăđ đoăxungăsét cắt v i th i gian cắt kho ng từ 1 ậ 2ăπs.ăĐ gi i quy t hoàn toàn vấnăđ này, cần

ph i kh o sát m t H th ngăđoăhoƠnătoƠn,ăcóănghĩaălƠăH th ngăđoăbaoăg m các thanh n i cao th , b phơnăáp,ăcápăđoăvƠădaoăđ ng ký

0,2 5 1

0,8 1,0 1,2 1,4

0,6

|F 0 (ω)|

f = ω/2π

- TrênăhìnhăH.2.8ăchoăđ c tính tần s biênăđ c a b phơnăápăđi nădungăđ m

Đ l ch c aănóăđ i v i giá trị định m c x y ra tần s 5ăMHz.ăĐ i v i b phân áp cóăđi n tr đ mă750ăΩăthìă tần s 11 MHz ậ 12ăMHz,ăđ l chăkhôngăv ợt quá gi i

h năchoăphép.ăNh ăv y, b phân áp này có th sử d ngăđ đoăxungăcắt v i th i gian

2 1

- Thông s b phân áp:

L = 2,5 µH 1)ăăRă=ă250Ω

C0 = 150 pF 2)ăăRă=ă500Ω

C = 1 pF 3)ăăRă=ă750Ω

= + (�/�) 2

F 0 (ω)

ω 0

f(t)

t U

0 khi t < 0

� khiă0ă<ătă<ăτ 0ăkhiătă>ăτ

+ 2 − � ��

− �� �� 1/2

F 0 (ω)

ω 0

f(t)

t 0

Ch ngă3 CÁC LO I B PHÂN ÁP CAO ÁP 3.1 B phơnăápăđoăl ng

3.1.1 Khái ni m chung

ứ Vi c ghi l iăxungăđi n th vƠăđoăbiênă đ c aăchúngăth ngă đ ợc sử d ng

bằngădaoăđ ngăkỦăđi n tử,ădaoăđ ng ký s ,ă…ăN i li n v i b phân áp thông qua h

th ngăcápăđo.ăĐ đoă giáătrị biênăđ c aăxungăđi n áp.Thôngăth ngăng i ta xử

d ng máy phát xung n i ti p v i b phân áp Từ đó,ătaăcóăth k t lu n rằng m t H

th ngăđo g m 3 b ph n:

+ B ộ chuyển đổi tín hiệu đo: Có vai trò thu nh n và chuy năđ i tín hi u phù

hợpăđ máyăđoăcóăth đ c và xử lý

+ B ộ truyền tải tín hiệu đo: B ph n này th ngălƠăcápăđoăhayăcácăthi t bị có

ch cănĕngătruy n t i tín hi uăđoătừ b chuy năđ i tín hi uăđ n thi t bị đo

+ B ộ phận xử lý tín hiệu: Là m t trong những thành phần quan tr ng trong

H th ngăđo.ăĐ ghi nh n tín hi u, ta có th sử d ngădaoăđ ng ký ho c máy ghi tín

hi uăđi n

c ủa thiết bị bằng điện áp xung

Trongăđoăl ngăđi năcaoăápăth ng xuất hi n 2 vấnăđ quan tr ng:

-V ấn đề thứ nhất:lƠăđánhăgiáăsự méo d ng c a tín hi uăraă(ăđi năápăđo)ăđ ợc

ghi nh n trên các b n cực l ch c aădaoăđ ng ký ho c c a vôn k xung khi truy n tín

hi u v i th i gian cực ti u

-V ấn đề thứ hai: là vi căliênăquanăđ n nhăh ng c a các tham s c a máy

phápăxungăđi n áp, v t thử nghi m và m chăđoătrênăgiáătrị và d ngăđi năápăđo.ăC hai vấnăđ trên càng quan tr ngăh năkhiăđi năápăđoăcƠngăcaoăvƠăquáătrìnhăxungăx y

ra càng ngắn.ăDoăđó,ăvi căđoăl ngăcácăxungăđi n áp lo iăquáăđi n áp khi quy n ( sóngăquáăđi năápădoăsét)ăkhóăkhĕnăh nănhi u so v i lo iăquáăđi n áp thao tác

N uănh ăkíchăth c c a m ch thử nghi m bé thì v t thử nghi m và b phân

áp có th xemănh ălƠăn i song song v iăđi nădungăđầu sóng CđsăvƠăđi n tr phóng

đi n Rp c a máy phát xung (n uăRpăđ ợc mắc giữa máy phát xung v i Cp) Khi kíchăth c c a m ch thử nghi m l n thì nhăh ng c aăcácăđi n tr c a v t thử nghi m và các b phơnăápăcũngănh ăc a h th ng m chăđoăđ ợc kh oăsátănh ălƠă

m t m ch truy n quá trình sóng

Bây gi , chúng ta hãy xem xét vấnăđ ch t o b phơnăápăcóăđi năápăđoăv i

đ méo d ng bé Quan h giữa t ng tr z1 và z2 c a b phơnăápăđ ợc ch nănh ăth nƠoăđ đi năápăr iătrênăphần tử z1 l năh nărất nhi u so v iăđi n áp trên phần tử z2,

lúcăđóăh s phân áp s có giá trị giá trị l năh nărất nhi u so v iăđ năvị H s phân ápăKdăđ ợcăđịnhănghĩaălƠătỉ s c a t ng tr toàn phần c a b phân áp z1 + z2 và

t ng tr c a phần tử đi n áp thấpăz2,ăcóătínhăđ n t ng tr c a h th ng cápăđoăvƠăthi t bị đo.ăV yăthìătrongătr ng hợp b quaăđi n tr R3 và Rd h s phân áp có th

đ ợc vi tănh ăsau:ă

Kd = (z1 + z2)/ z2 v i z2 = z2 R2/(z2 + Rz) Trongăđó: R3 ậ là tr kháng c a t ng tr z3

Rz ậ là tr kháng c a t ng tr zk Khi giá trị Kd đ l năthìăđi năápăđoăcóăth ghi l i trực ti pătrênădaoăđ ng ký

ho c trên vôn k xung

Ng i ta sử d ng các lo iăphơnăápăsauăđơy:

1 B phơnăápăđi n tr không có màn che: phần tử cao th c a b phân áp này

là nhữngăđi n tr ăChúngăkhôngăđ ợc sử d ng v i bất c m t bi n pháp che

chắn nào

2 B phơnăápăđi n tr có màn che: phần tử cao th c a b phân áp này là

nhữngăđi n tr ăChúngăđ ợc cung cấp thêm nhữngămƠnăcheăđ làm gi m nh

h ng c aăđi nădungăkỦăsinhăđ i v iăđấtăvƠăđ i v i v t thử nghi m Những

màn che này đ ợc n iăđất ho c nằmăd iăđi n áp

3 B phơnăápăđi n dung: phần tử cao th c a b phân áp này là t đi n

4 B phân áp dung ậ tr : các phần tử c a b phơnăápănƠyălƠăđi n tr và t đi n Chúngăđ ợc ghép dong song ho c n i ti p

3.2 B phơnăápăđi n tr có màn che và không có màn che

Các b phơnăápăđi n tr có th đ ợc ch t o từ cácăđi n tr làm bằng chất

l ng, chẳng h nănh ăcácădungădịch CuSO4, HCl, NaCl, ho c các chất l ngăđ c bi t

v iăđi n tr suất cao Trong thực t đi n tr lo i này rất d ch t o,ănh ngăth ng ít

đ ợc sử d ngăvìăđi n tr c a chất l ngăthayăđ i nhi u theo nhi tăđ ,ătheoăđi năápăđ t vƠoăchúng…ăThôngăth ngăthìăng i ta sử d ngăđi n tr dây quấn v iăđi n tr suấ caoă(Crom,ăConstantan…).ă

H n ch c a các lo iăđi n tr dây quấn là t n t i giá trị đi n c măđángăk ăĐ

gi m giá trị đi n c mă ng i ta dùng các cách quấn dây khác nhau (ki u quấn Wener, ki u quấnăkép…).ăCácădơyăđi n tr đ ợc quấnătrênălõiăcáchăđi năcóăđ ng kính 5080mm (hình ve) Tuỳ vào cấpăđi n áp c a b phơnăápămƠăcácăđi n tr này

s đ ợc ch t o theo d ng khô ho c d ng nhúng trong ngăcáchăđi n ch a dầu Khi đóăđi n áp vầngăquangăbanăđầu s tĕng,ăđ ng th i làm t tăh năđi u ki n làm mát c a

đi n tr ăCácăđi n tr đ ợc ch t oănh ăhìnhă3.2ăthìăđi n c m s gi m do cách quấn dây 2 nhánhăng ợc nhau

Trong hình 3 mô t chung c a b phơnăápăđi n tr v iăcácăđi n dung kí sinh

C1 đ i v iăđất, C2 đ i v iăđầu cao th Trong b phơnăáp,ăd i tác d ng c a xung

đi n áp và các thi t bị khác nhăh ngăđ n là m t quá trình ph c t p, nhăh ng này có th đ ợc gi m thấp n u b phơnăápăđ t xa các trang thi t bị khác so v i tính toánăđi n dung kí sinh C1, C2, ho c b trí màn che trong các b phân áp

nhau c ủa điện trở cao thế

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0

1320

1 B ộ phân áp không màn che; 2 Màn che hình xuyến đặt trên đỉnh của bộ phân áp;

3 Màn che đặt ở vị trí 480 mm cách đỉnh; 4 Màn che đặt ở độ cao 480 mm;

5 Phân b ố điện áp đều

ngăđ ợc v trong H3.5.ăĐi n cực cao th A là hình cầuăcóăkíchăth căđ l năđ tránh hi năt ợng vầngăquangăgơyăraătrênăchínhănó.ăĐi n cực này k t hợp v iăđi n

cựcă phíaă d i t oă thƠnhă đi nă dungă C1.ă Đi n cựcă d iă cóă kíchă th că đ nh và không cần ph i có bi n pháp khử vầngăquang,ăđ ng th i bao quanh nó bằng các màn che n iăđấtăcóăkíchăth c l n.ăĐi nădungăC2ălƠăđi n dung c a cựcăd i c a t

đi n cao th đ i v i màn n iăđất.ăĐi n dung C3 bao g m c đi nădungăđầu vào c a daoăđ ng kí Trong m tăvƠiătr ng hợp,ăđi n dung này g măthêmăđi n dung ph

đ ợc n iăvƠoăđ tĕngăh s phơnăáp.ăĐ gi măđ méo d ng khi ghi xung thì giá trị

c a C2 và C3 ph i khác nhau nhi u,ăcóănghĩaălƠăch n ho c C2<<C3 ho c C2>>C3

nh ngăđ m b o t ng s C2 và C3 là không d i.ăĐi n c m L c a dây n i cần có giá

trị bé nhất Khi giá trị đi n tr r bé ho c bằngăkhôngăthìăđi n c măLăxácăđịnh tần s vƠăbiênăđ c aădaoăđ ng riêng c a b phơnăáp.ăĐ gi măđ daoăđ ngănƠy,ăng i ta

đ tăthêmăvƠoăđi n tr đ m Rđ m.ăĐi n tr Răđ ợcăđ aăvƠoăvƠămắc đầu vào c a dao

đ ngăkíăđ gi iăthoátăcácăđi n tích tự do ( các ion ho căđi n tử)ătíchălũyă đi n cực

d i c a t đi n cao th khi thử nghi m các v t th có phát sinh vầng quang ho c khi trên dây d n có xuất hi n vầngă quang.ă Đi n tr này có giá trị t iă uăkho ng

chừngă10MΩ

c ủa bộ phân áp điện dung của bộ phân áp điện dung

3.4 B phân áp dung ậ tr

Đi n dung kí sinh C1 phân b d c theo b phơnăápăđi n tr đ i v iăđất xấuăđiă

đ c tính c aăhƠmăquáăđ c a b phơnăáp.ăĐi u này có th h n ch bằng cách n i

những t đi n song song v iăcácăđi n tr c a nhánh cao th c a b phân áp Trên H3.6 TrìnhăbƠyăs ăđ c a m t b phơnăápănh ăth Từ hình v này, có th cho rằng

b phân áp dung-tr đ ợc cấu thành từ hai b phơnăápăđi n tr vƠăđi n dung ghép song song.ăDoăđó,ăđ ghi l i xung t tăh năng i ta thực hi n cân bằng h s phân áp

c a hai b phân áp ghép chung:

(R + Rtd) /Rtd = (C+Ctd)/C đơyăRă=ărăn;ăCă=ăc/n;ănăậ s t đi n ho căđi n tr trong nhánh cao th c a

b phân áp

Hình 3.8 S ự méo dạng của xung đoqua bộ phân áp dung – trở

trong nhánh h th c a b phân áp, cần thi t ph i tính toán t ng tr c a cápăđoăzkăn i v iădaoăđ ngăkí.ăĐi n dung c a cáp là Ck

Nh ăv y:

Rtd = R2.Rzk/(R2+Rzk); Ctd =C2 +Ck Không thực hi n th aămƣnăph ngătrìnhă(2.4)ăs d năđ n sự méo d ng xung TrênăH3.7ăchoăcácăđ ngăcongăxungăđi năápăđ ợc ghi l i bằngădaoăđ ng kí Vi c ghi l iăxungăđ ợc thực hi nănh ăsau:ătr c h t ghi xung bằng b phơnăápăđi n tr (đ ng 1), ghi bằng b phơnăápăđi nădungă(đ ngă3),ăvƠăsauăđóăghépăchúngăsongăsong l i v iănhau,ăđ ng th i thực hi n vi căghiăxungăđi n áp qua b phân áp t ng

hợp dung tr (đ ng 2) Từ hình v nh n thấy rằng: đầu sóng c a xung thì s ph thu cătheoăđi nădungăvƠăđuôi sóng thì ph thu căvƠoăđi n tr ,ăcóănghĩaălƠăxungăghiă

ph thu c vào sự t ngăquanăgiữa h s phân áp c a hai b phơnăápăđi n tr vƠăđi n dung riêng lẻ Khuy tăđi m c a b phân áp dung ậ tr lƠănóăcóăđi n dung l n và do đóăcóă nhăh ng l năđ n m ch thử nghi m