실제 디텍션 회로

1. Chap. 6 Actual Detection Circuits 실제 디텍션 회로 6.1 Straight detection 6.2 Balanced detection 6.3 Calibrators 6.4 Interference 6.5 The choice between straight and balanced detection 6.6 Common mode rejection

2. Straight detection

3. Straight detection 1.전원공급기의 필터 : 회로로부터 간섭을 막는데 필요, 10-250kHz의 주파수영역안의 교란신호는 약 80dB의 억랍률을 필요로 함. 고전압 변압기에서 전류의 필요량은 매우 높으며 그 전원공급기의 필터의 형태는 크고 장비도 비싸다. 2. 고전압 변압기 : discharge-free하다. 3. 고전압 필터 : 간섭을 막음, 변압기로부터 방전은 가능하면 작아야 하다. 4. High-voltage rail : 코로나로부터 free, 직경이 큰 도선과 장비의 연결에 사용해야하다. 5. 시료 a : 고전압과 접지사이에 연결, 시료의 위치는 특별한 접지연결을 필요로 하지 않아야 한다. 6. 결합캐패시터 k : discharge-free, 검출 임피던스에 연결, a와 k의 위치는 필요에 의해 바뀔 수 있다. 7. 검출임피던스 Z : 검출기의 민감한 입력측에서의 과전압으로부터 보호를 위해 분로(shunt)한다. Z는 1:N의 승압변압기, 고전압-시험전압을 측정을 위한 추가적 출력단같은 개개의 기기들을 보호를 해준다.임피던스는 저항 또는 감쇠하는 공진회로 또는 대역필터의 역할을 한다. 50-100kHz의 대역폭은 분해능을 만족하지만 500kHz이상의 큰 대역폭에서는 잘 사용하지 않는다.

4. Straight detection 8.1:N 승압변압기 : 회로의 노이즈를 증폭하며 가변적이며 상호변환적이기도하다. 9. 증폭기(A) : Z보다 더 넓은 대역폭을 가진다. 전원공급기의 간섭대역을 피하기위하여 상이한 중간대역주파수의 좁은 대역들이 선택되어지기 때문에 때때로 대역폭은 가변적이다. 예를 들어 실제 디텍터에서는 10kHz(mid-point 75kHz), 30kHz(mid-point 150kHz), 350kHz(mid-point 22kHz) 10. 임펄스는 시간기준의 타원에 표시되거나 타원위의 점으로 표시된다. 빛나는 임펄스나 정류된 임펄스와 같은 시각적인 임펄스의 대조를 증명하기위해 특별한 장비는 항상 필요하다. 가장 큰 임펄스의 최고점은 시험전에 picocoulomb meter에서 제공되어지는 picocoulomb단위로 측정되어지는 peak voltmeter로서 측정된다. picocoulomb meter는 약 30배의 방전의 크기를 단한번에 읽을 수 있도록 대수적으로 항상 주어진다. X-Y recorder는 picocoulomb meter의 대수적 출력에 연결되고, 고전압 시험전압에 비례하는 신호에 만족한다. 11. 시험회로는 Faraday cage안에 놓이거나 완벽한 고전압실은 실험실 자체가 Faraday cage이다. 회로와 cage 어느 한점은 접지되어야 한다. 검출기의 전원공급기는 X-Y recorder와 조명, 제어기와 같은 보충장비같이 필터이어야 한다.

5. Straight detection 6.1.2 Characteristics 1.방전 q의 응답은 디텍션임피던스의 임펄스 크기와 모양에 의해 주어진다. 그림5.2와5.3에서 주어진 응답의 최고치는 여기서 n=a/k 이고, v는 작은 시편의 수mV 부터 1uF인 큰 시편의 uV까지 변한다. 2. 가장 작게 검출할 수 있는 방전에서의 민감도(만약 회로noise가 승압변압기의 증폭noise와 일치한다면) (pC) 는 증폭기의 응답이고 a와 C는 pF으로 주어진다. 예) 표 6.1

6. Straight detection 3. 분해능은 ¼분면에 보일수 있는 방전의 개수이다.분해능은 오실로스코프 검출임피던스 증폭기에 의해 결정된다. 연속하는 두펄스 사이가 20us에 상응하는 4분면 당 250개의 임펄스가 적당하다. <그림5.8>

7. Straight detection 6.1.3 Calibration - 정해진 용량(1,5,100pC)을 시료안에 삽입한다. 그러면 전하의 이동은 직렬로 연결된 수 pF의 작은 용량 안에 수볼트의 빠른 이동에 의한것처럼 보일 것이다. Calibrator는 시편의 양끝단에 직접 연결한다. 이러한 방법은 pC의 방전과 검출기의 출력 사이의 전체와 관련된 임피던스의 독립과, 변압비, 대역폭 등에서 확정된다. 같은방법으로, 만약 원한다면 pC 미터와 기록계의 Y 축에서 calibrate 한다. Calibrator는 Calibration 후에 제거하고 모든 setting은 정지시키거나 적어둔다. No setting 이면 고정된 감쇠기를 사용하며(0.1 , 10 , 100×)시험하는 동안 변할 것이다. 고전압 시험동안 setting 된 시험을 사용하지 않는다면 약간의 불이익의 방법을 가진다.

8. Straight detection 6.1.4 Nonrecommendedcalibration 그림6.3 -Calibration 의 방법은 그림 6.3에서 보여지며 상업적인 방전검출에 많이 사용된다. 를 검출 임피던스 안에 삽입한다. 만약 검 출기가 이러한 내부 calibrator 라면 기구의 값은 잘못된 것이다. real discharge q와 내부 calibration discharge qcal의 관계를 예측하면 : (만약 기구의 두가지 값이 똑같이 주어졌다면) (6.3)

9. Straight detection real discharge 는 internal calibraion의 아주 작은 기록이 주어지며 이값보다 더크게 나타난다. 시편과 결합 capacitor와 같다면 작은시편의 에러는 작고, 큰시편에서는 이미 100%로의 에러라면 에러비율은 그 스스로 수배로 읽혀질 것이다. 이 에러는 앞장에서의 내용을 정리하여 적용할 수 있고, 시료와 결합캐패시터의 많은종류의 용량은 알려지지않고, 개별적으로 정의되어야 한다. 게다가 시료는 순순한 용량이 아니라 복잡한 임피던스의 형태이다. 변압기와 긴 송전케이블을 예로 들면, 콘덴서의 접지는 벗어나거나 다른전극의 역할을 할수 있다. 사실상 (1+(a/k)의 정정은 전혀 적용하지 않는다. 6 . 2 Balanced detection

10. Balanced detection 6.2.1 priciples 시료안의 방전은 시료외부로부터의 방전신호를 억압할수 있지만 앞서와 같이 검출한다.이 뜻은 결합캐패시터나 변압기안의 방전은 거부되거나 main으로부터의 간섭은 상당하게 억누를수 있다. 임피던스 Z1 과 Z2 는 balance 한 여러 가지를 얻을수 있다. 즉 시료 a와 a' 은 가급적이면 동일해야하지만 좋은결과는 결합캐패시터 a' 과 대조된 시료 a와 함께 얻을수 있다. balancing 의 절차는 간단하다 (그림6.5) 큰방전은 브리지 회로안에 삽입된다. 임피던스는 편의를 위하여 저항과 같이 실현되고, 검출기의 최소응답을 조절한다. <그림 6.5>

11. Balanced detection 6.2.2 Rejection ratio 외부방전의 응답은 (그림6.5의 위치1)내부방전의 응답과 비교된다: 위치2의 normal calibration . 이두값의 관계는 rejection ratio m 이라 부른다. m=외부방전의 display / 내부방전의 display 식(6.4) calibration 은 balancing 후에 오직 유효하며, 정확한 진행은 첫째로 위치1의 balance를 조절하며, 그리고 위치2의 검출기의 calibrate , 마지막으로 다시 위치1의 외부방전의 응답을 결정하는 것이다. rejection ratio 는 다른 두시료사이에 의해 영향을 받는다. 다음 비율에서 찾아보자. m = 5000 for two identical samples , well screed. m = 100 to 500 for two unequal samples but with the same insulating material m = 3 to 30 for a sample balanced against a coupling capacitor

12. Balanced detection 6.2.3 Advantage of balanced detection 비록 balanced 검출기가 straight 검출기보다 더 완성적이지만 그것은 본래부터 외부방전의 억압에 대한 유리함을 가지고 있다. 이 유리함은 다른방법으로 사용될수 있다. 1 . 방전 검출은 외부방전이나 다른 간섭의 존재안에서 수행될수 있다. 2 . 첫 방전이 나타날 때 그것이 내부인지 외부인지 balance의 변화, 아주넓은곳이 외부 방전으로 변하며, 내부방전은 전혀 또는 거의 일어나지 않는 원천을 확인할수 있다. 이것은 straight 검출기보다 더 많은 유리함이 있다. 3 . balanced 검출기는 다음장에서 논의될것이며, 방전의 위치를 위해 사용할수 있다. 6.2.4 Actual balanced circuit 완전한 balanced 회로는 크루거 브리지와 같이 알려져 있고, 그림 6.6에 보여진다. Zaengl과 Klauss는 전기적잡음환경에 브리지를 사용한 훌륭한 예제를 보여준다. balanced 회로는 다음과 같은 특징을 갖는다.

13. Balanced detection

14. Balanced detection 1 . 여과는 straight 회로보다 엄밀하게 작을수 있다. 그러나 전원공급안의 필터나 고전압을 이끄는 필터에 아마도 사용될 것이다. 2 . 고전압 변압기는 아마도 상당한 방전을 보일 것이다. 3 . 고전압 연결은 코로나-free를 완전히 필요로 하지 않는다. 그러나 더 높은 전압에서는 완전 방전-free 이거나 코로나-free 연결은 적절하기때문에 큰 코로나 방전을 보일수 있다. 4. 결합 캐패시터 k는 검출회로를 필요로 하지 않는다. 하지만 만약 시료가 크고, k는 작다면, 외부방전의 증가의 감도와 이 rejection ratio를 해치게 된다. 큰 시료를 시험할때는 같은 크기의 결합캐패시터는 추가해야 할 것이다. 5 . 동일한 유전체의 두 시료는 여기서 보여지지만 시료 a는 절연종이를 대신거나압축된 가스의 표준 정전용량의 위치 a'을 대신하여 balanced 될 수 있다. 시료 a와 a'은 전극 끝에 분리되어 여기에 보여진다. 이것은 아마도 변압기의 부싱이나 케이블 끝, gis의 입구 .등등에서 실제화 될 것이다. 이 전극의 끝의 접지에 의해서 가능한한 방전의 의도는 억압된다.이것은 balanced 검출기의 다른 유리함이다. 6 . 저항 R과 R'은 항상 다음과 같이 준비한다. R은 시료용량과 필적한 단계의 제한된 수안에서 스위치칭될수 있으며시정수 R a 는 일정시간동안 유지된다. R'은 모든범위에서의 다양하고, balance 달성을위해서 fine-turned 되어야 한다.캐패시턴스 C는 어느 한쪽과 다른 쪽의 굽은 캐패시턴스를 서로 균형시키기위해 스위칭되어야 한다. 시료 a와 a' 사이에서 비율이 개략적으로 나타날지라도 R과 R'을 읽을때는 중요하지않다.

15. Balanced detection 7 . 스위치 S와 S'는 balanced 회로의 추가시 중요한 형태이다. 만약 S는 switchedover 면 (1)시료 a 안에 방전이 나타나고,(2)시료 a'안에 방전은 남으며, (3)외부방전은 다방면으로 증가할 것이다. 스위치 S'은 정반대에 상응하게 주어지고, 그래서 첫관측에서의 double-check를 만든다. straight 와 balanced 검출은 오늘날 그들 스스로 오래동안 방전이 없이 동등하였다 . 비록 몇몇 전극의 끝을 교묘하게 처리가 가능하다면.straight 검출은 그것이 방전과 관련되었는지 아니면 외부의 잡음인지 드러나지 않고 있다. balanced 검출기는 스위치 S와 S'에 운용에 의하거나, 외부신호안의 변화에 의해 balance가 이동하거나 내부안의 신호가 없을지라도 방전 관측의 본성은 나타난다. 8 . 신호는 가장좋은 대칭을 얻기위하여 1:1의 비를 가지는 브리지 변압기에 공급된다. 변압기는 1:N 나뉘고 , 5장에서 논의된거처럼 증폭기의 회로는 일치한다. 9 . 오실로스코프의 화면과 , pC미터, 다른 options 들은 straight 검출회로의 형태와는 다르지 않다. 10 . Faraday cage 는 주위잡음, 다른 원인으로부터의 방해와 다른 balance의 setting이 필요한것등이 빠져있어 여기서는 나타낼수가 없기 때문에 다른 심사가 필요하다.

16. Balanced detection 6.2.5 Characteristics balancing 과의 관계는 별도로한 balanced detector의 특징은 straight detector과 동일하다. balanced detector의 동작의 결정과 특징은 다음과 같다. 1. 펄스의 크기와 모양은 브리지 points에서 balancigntransformer로 공급되고 다음에 의해 주어진다. 식(6.5) 여기서 이고 이다. 그림 6.7을 보면 이 관계는 브리지가 balance 할때 타당 하다. striaghtdetection과 같은 방법으로 시료 가 작다면 기생정전용량 C와 C＊가 공 급되고, 큰시편에서는 응답이 거꾸로 비례한다.

17. Balanced detection v=q/a (6.6) if a>>C and C＊ 깨끗한 펄스 v(t)는 그림 6.7의 v(display)처럼 임펄스는 약간의 overshoot 되어 표시됨에 따라서 증폭기안의 낮은주파수는 cutoff 되고, 브리지 변압기에 영향을 받는다. 2 . 시료 a 의 감도는 straight 회로와 유사하며 (pC) 식(6.7) 는 가장 작은 검출방전인 pC으로 표현되고, n은 시료와 그림5.8에 의한 증폭기의 응답ζ와 pF으로 표현되는 그림 6.7의 a ,C 그리고 C＊사이의 비이다. 따라서 큰시료의 감도는 에 비례한다. 이 승압 변압기를 이루기 위해서는 바른 정비와, 두 번째 시료 a' 은 a의 증가분에 따라서 선택되므로, a'은 a와 같은 크기로 하면 balance에 이익이 된다. 표6.2에 브리지의 균형잡힌 a=a' . C+2C＊=2000pF과 감도를 2배의 잡음으로 보여주고 있다.

18. Balanced detection 3 . balanced detector의 resolution 은 방전 임펄스의 수와 같이 표현되고, 화면위의 타원의 1/4분면 resolution 된다. 이 resolution r 은 straight detection 과 같은 방법으로 결정되고, 그것은 다음 3가지 값의 최소값에 의해 주어진다. 1) 오실로스코프의 최적 resolution 은 1/4분면에 250개의 임펄스가 나타난다. 2) r∼1/500τ τ는 위에서 주어진것과 같이 검출임펄스의 시정수이다. 3) r∼B/100 B는 증폭기의 대역폭이다. <Table 6.2>

19. Balanced detection 4분면에 25에서 50개의 resolution 이 보여진 결과 에 불만족하며, resolution 250에서 1000개는 훌륭 하였다. 오실로스코프상에서 2500개의 high resoluton이거나 희미한 임펄스까지 포함하면 더 많을 것이다. Resolution 은 오염의 표시를 나타내는 레벨이 너무 낮아서, 방전패턴을 인식할 수가 없고, (그림 6.8)또한 임펄스를 포개놓은 방식을 예견할 수가 없어서 읽을 때 에러가 난다. 4 . A high rejection ratio m 은 (예를 들어 m=1000이나 그이상) 만약 a가 a'와 동일하다면 쉽게 획득할수 있다. low-end electrode 는 때때로 이것을 얻기위해서는 차폐기를 필요로 한다. 그러나 high rate와 같은 이것은 항상 실습이 필요로 하지 않는다. n=100에서 500까지의 medium rate 의 order를 동일한 절연체와 같지않은 캐패시턴스의 시료와 함께 취득할수 있다. 외부방전을 피할 수 없기에 실측시에 편리하다. Terminals의 약한 방전을 가진 캐이블 시료는 터미널전하의 접지에 의해 정확히 측정 할 수 있다. 그러나 m=3보다 적을 때는 그림6.6의 스위치 s, s’의 조정에 의해 외부와 내부 방전을 구별하기 유용하다. <그림 6.8>

20. Balanced detection 6.2.6 calibration calibrate를 신뢰할수 있는방법은 그림 6.9의 위치1처럼 시료안에 알고있는 전하를 삽입하고 검출기의 가변셋팅을 조절하는 것이다. 만약 같지않은 시료를 사용한다면 두 개의 calibration 이 필요할 것이다. (하나는 a 하나는 a') 내부 calibration은 (그림6.9 의 위치2)두개의 시료를 직렬로 연결하여 삽입한 calibrate charge처럼 stright detection 만 큼 위험하지 않다. 만약 q cal 를 시료안의 방전 q와 일치하는 브리지 point에 삽입한다면 식(6.8) 사실상 동일한 시료는 (n=a/a'=1) 이와같이 된다. 식(6.9) 그리고 calibration은 가능한한 시료의 100pC방전 에 내적으로 50pC펄스 응답을 잊지않게금 내부에서 수행되어진다. <그림 6.9>

21. Calibrators 6.3 Calibrators constant 크기의 방전들은 두 경우들로 : (1) 전기적으로 (2) 물리적으로 만들어 질수 있다. 전기적인 수단으로, 방전 검출기를 위한 첫째 기준들은 구성된다. 물리적인 수단으로, constant 방전 근원들은 둘째 기준들로써 사용될수 있을 때 형성된다. 그러나, 우선 첫째 기준에 의해 계산되어져야 한다. 계산기들의 4가지 가능형태들은 여기서 서술된다. 1. Square wave generator 2. Portable calibrator 3. Point dischage gap 4. Artificial cavity 6.3.1 Square wave generator 전압 임펄스들은 상업적으로 가능한 기구로써 square wave generator를 발생시킬 것이다. 한 구형전압파 e 은(Figure 6.10) 발전기로 직렬한 커패시터 b안에 전하 이동 q=e·b 야기하게 한다. 이 전하 이동은 샘플 안에 주입되어지고, 이것속에 원인들은 검출 임피던스 위에 일정전압 임펄스를 바꾼다. 알려진 크기의 방전들은 제공되어지고 피코쿨롱들내의 직접계산은 이방법에 포함된다. (그러나 b《a 되게 함)

22. Calibrators <그림 6.10> 6.3.2 Portable calibrator 1. 이것은 작고 휴대가 가능하다. 그래서 샘플 위 에 연결되기 위한 고전압 구역을 쉽게 받아 들일 수 있다. 2. 이것은 배터리로 작동된다. 3. 이것은 몇 picofarads의 한 작은 내부용량을 가 진다. 4. 이것은 Figure 6.10에서 보여준 한 형태의 하나 또는 두 개의 임펄스들 당 50∼60 Hz 싸이클을 제공한다. 5. 이것은 시험전압에서 동시에 일어날 수 있다.: 이것은 항상 실험실에 둘러싼 빛을 가진 기구와 동시에 일어나는 photocell로 형성된다. 6. 이것은 방전크기; 예로 5, 50, 500 , 5000 pC의 고정 범위를 제공한다. (그러나, 다시 b《a가 되게함) 7. 이 몇경우들에서, 이중 임펄스는 조절할수 있는 시간 지연을 가지고 잘 발생되어 질수 있다. 이경우는 검출기의 resolution을 확인할 수 있다. 4분면당 25 임펄스의 resolution에 상응하는 200 μs이하로부터 시작하는 time lag Δt는 감소된다. 검출기 화면에서 두 개의 임펄스들은 흐릿해지거나 겹쳐짐이 빠를수록 resolution r은 도달되거나 다음과 같다 :

23. Calibrators - impulses per quadrant 식(6.10) 여기서 ⊿t는 us 이내이다. 계산기와 같은 예는 (그러나 이중 펄스특성이 없이) Figure 6.11.에서 보여진다. 6.3.3 Point discharge gap 방전들에서 간편한 물리적 근거는 첨단에서 코로나를 바탕으로 한다. 소자는 Figure 6.12에서 보여진다. 지점은 그 점 주위에 대칭 영역을 포함하기 위하여 counter-electrode 로써 선택된 오목한 반구를 향하여 존재한다. 그 지점에서 방전의 작은 이동은 방전을 대신하는 영역을 거의 변화하지 않는다. 이방법의 일정하고 규칙적인 재회로 방전들은 포함된다. 이 부분은 탄소강으로 만들어지고 , 갈은 후 식힌다. 그리고 15도의 각도를 가진 원뿔형이다. 7.5와 30 도의 각도들은 결과에서 상당히 다른점들 없이 잘 사용되어졌다. 이 지점은 위가 둥글게 되어져 있다. 지름은 방전들의 크기를 위해 중요하다 - 지름 보다 크고 방전들보다 크게 될 것이다. 그 지점은 요구된 지름이 숫돌의 도움을 얻은 후에 선반 위에 그 각으로 놓이고 자극물위에 뾰족하게 된다.

24. Calibrators <그림6.12> 초기전압에서, 한 두 개의 방전들은 50 또는 60 Hz 사인파의 각각 반대 반 싸이클 동안에 일어난다. 만일 전압이 조금씩 증가된다면, 방 전의 수는 증가한다. 그러나 방전의 크기는 같게 남아있다. 방전의 패턴은 Figure 6.13에 보여진 것 같이 나타난다. (이것은 다소 다른 방전 크기들로 주어질지 모를 하나의 지름과 <그림 6.13> 는 명백한 관계는 아니다. 초기전압은 또한 반지름이 다양하다. 방전패턴의 방전크기와 특성에 영향을 끼치는 한 요인은 대기중의 상 대습도이다. 크기와 특성은 예측할 수 없고 변경할 수 없는 한 방법 안에서 습도가 다양 하다.

25. Calibrators <그림 6.14> 이것은 상대습도가 35와 80 퍼센트 사이에서 와 가급적이면 50과 70 퍼센트 사이에서 적 어도 유지 되어야 함을 서술하고 있다. 먼지, 오일 , 오일증기에 의한 오염, 손에 의한 접촉 들은 이 기준의 역할에서 불리한 것이다. 이 지점 방전 갭은 지속적으로 오랫동안 적절한 수행을 위해 둘러싼 공기로부터 고립되어야 한다. 한 밀폐된 지점의 방전갭은 발생된 방 전크기에서 변화없이 여러달동안 주기적으로 사용될수 있다. 하루동안의 테스트들을 위한 open 공극은 충분할 것이다.

26. Calibrators 갭은 방전패턴의 특성이 더 높은 전압에서 장시간 사용으로 쇠퇴함으로써 초기전압을 넘어 조금씩 사용되어져야 한다. 부분방전갭은 계산을 위해 정상적으로 사용되지 않지만 다음의 목적들을 위해 사용되어진다. 1. 오실로스코프에서 시험전압의 양과 음의 최대치를 결정하기 위해서 (Figure 6.13 ). 2. 코로나 임펄스들이 해결되지 않을 때까지 초기전압을 넘어 전압을 조금씩 증가함으로써 검출기의 resolution을 확인하기 위해. 같은 방법으로 picocoulombmeter에서 확인이 되어 진다. : 읽기는 하나 또는 많은 코로나 임펄스들이 반주기 당 발생하는 것에 상관없이 같게 남아야 한다. 3. 복잡한 검출기 회로들에서 (예로 여러번 감은 변압기들과 여러 가지 부속품들을 가진 케 이블 샘플들) 다른 위치들에서 방전들의 반응들은 확인될수 있다. 작은 내부용량과 시험 전압에 의한 활성화들은 이것을 실제 방전들의 실제적인 대용으로 만든다.

27. Calibrators 6.3.4 Artificial cavity <그림 6.15> • Figure 6.15 내부 방전들의 source . 이 샘플 장치는 다섯 개의 플라스틱필름들과 두 개의 전극들로 만들어졌으며 일정한 방전을 합리적으로 만든다. • 단순한 배치도는 Figure 6.15에서 보여진다. 0.1mm의 다수의 플라스틱 필름들은 대략 30 mm 지름 두개의 원형의 전극들 사이에 삽입된다. 그것들의 필름중 하나 안에 뚫린 한 구멍은 약 3mm 의 지름을 가진다. 장치는 합성수지로 주조하거나 self-amalgamating 테입으로 덮혀 있다. 이 장치의 방전들은 규칙적이지 않고 코로나 방전들처럼 일정하지 않다.

28. Calibrators 그러나 이 장치의 방전들은 그렇지 않은 무방전 샘플 위에 연결하는 검출회로들의 빠른 확인을 만드는데 충분히 안정하다. artificial cavity는 단지 부분 방전갭으로써 시험을 위해 또한 유용한 기구이다. 이것은 샘플 커패시턴스보다 훨씬 더 작은 (b in Figure 6.10) 계산기의 내부커패시턴스인지 항상 확인하는 것이 참으로 중요하다. 상태가 위태롭게 될지 모르는 곳에 두 개의 실제적 사례들이 있다. 1. 많은 상업적인 검출기들은 100pF고전압 시리즈 커패시터안에 전압 steps을 주입하는 내부 calibrator 를 가지고 있다. 이것은 대단히 중요하게 될 것이다. 그러나 샘플 커패시턴스를 확인하기 위해 20%보다 큰 에러들을 일으키지 않게 되면 , 500pF보다 더 커지면 된다. 2. Portable calibrator들은 출력을 여러개인 내부 커패시턴스를 가진다. 전형적인 예는 Table 6.3에서 보여진다. 큰 출력에서 계산할 때 (또는 rejection ratio를 결정할 때) 샘플 커패시턴스는 작은 에러를 유지하기 위해 커져야 한다. ( i.e. 5nFmore)

29. Calibrators <Table 6.3> 6.3.5 결론 만일 샘플 커패시턴스가 5배 b보다 작다면 calibration 간격의 크기는 과대평가 되는 경향이 있다. 수정은 다음에서 만들어 져야 한다.

30. Calibrators 식(6.11) 이 샘플에 인가된 실제 방전인 곳에서, 는 계산기에서 가리키는 방전 크기, a는 샘플 커패시턴스 그리고 b는 계산기의 커패스턴스 또는 커패시터를 계산하는 고전압의 커패시턴스이다. 만일 sensitivity level이 불완전한 계산으로 써 결정된다면, real level은 또한 a/(b+a) 배보다 더 낮다. 6.4 Interference 검출회로들의 신뢰도와 감도는 간섭에 의해서 심하게 영향을 받는다. 1. 감도 : 정해지기 전과 마찬가지로 최소의 감도들은 만일 외부 신호들이 회로의 열의 노이즈보다 큰 노이즈 밴드를 만들면 흔히 떨어진다. 2. 신뢰도: 외부 신호들은 시험 전압이 상승하고, 시료로부터 방전신호들이 오판되어질 때 자주 나타난다. 간섭과 소거의 원인들은 다음의 순서로 설명되어 진다 : (1) 간선 ;(2) 고전압 회 로 ; (3) 픽업 ;(4) 혼선 노이즈. 참고문헌19를 참조하시오.

31. Interference 6.4.1 Mains Mains으로부터의 간섭은 측정들을 방해할 것이다. supply의 필터는 이들의 간섭을 막기 위해 때때로 쓰인다. 필터링은 많은 전기스위칭이 생기는 산업환경에 특별히 쓰인다. 6.4.2 고전압 회로 6.4.2.1 고전압원 고전압 변압기에서의 방전들은 바른 검출기들에 의해 보여진다; 무방전 변압기의 경우들에서 요구되어진다. 또한, 필터는 변압기의 방전 펄스들을 제한하기 위해서 고전압 선에 삽입 할 수 있다. 그 필터는 검출기의 주파수 범위 내에서 모든 주파수들을 억제해야 하지만, 저 주파수 시험전압을 통과해야한다. 6.4.2.2고전압 전선들 만일 고전압 전선들이 적당하게 디자인되지 않았다면, 코로나 방전들이 뾰족한 부분들에서 발생된다. 전들은 시험전압에서 코로나를 방지하기 위해 충분한 직경의 원통형과 구형으로 이루어져야 한다. 그러나, 많은 저자들은 구형보다 다루기 쉬운 환상면체(도넛형 모양)의 사용을 제안한다.

32. Interference <그림6.16> 두 환상면체는 평행면들에 둘 수 있다; 한 삼각형안에 세 환상면체, 등 (Figure 6.16). 환상면체의 구조들은 원통모양 의 고전압 전선들을 특별히 일정한 배열들 없이 삽입할 수 있는 구형을 능가한다. <그림 6.17> Figure 6.17 은 원통형과 구형 그리고 평행한 두 환 상면체의 코로나 초기전압을 보여준다. 많은 다른 형 태로 또한 사용된다. 사발 모양의 차폐물들과 반구들 은 수많은 작은 금속판들로 구성되었다. 이 모든 장 치들은 그들의 곡률들이 Figure 6.17안에 것들을 따라 야 하는 일반적인 특징을 가지고 있다.

33. Interference 6.4.2.3 커플링 커패시터 커플링 또는 블로킹 커패시터는 방전이 없어야 한다. 단지 두 개의 샘플들은 커플링 커패시터가 필요가 없을 그때 테스트 되어진 미분회로에서는 예외이다. 6.4.2.4 Terminals 여러 가지 고압장치들에서, Terminals는 테스트중인 장치의 한 필수적인 부분은 아니다. 이것은 변압기들안의 부싱과 커패시터들, 케이블들의 terminals, 고정자 코일들의 끝에 응용된다. terminals는 미리 테스트 되어져야 하고 , 무방전 샘플들은 설치되어지거나, 또는 terminals 안에 방전들은 균형된 검출에 의해 분리되어진다. 6.4.3 Pick-up 전기자기 방출은 회로에 의해 발견되어질 것이다. 광범위한 경로들은 간섭을 포착한 안테나의 고접압 결합의 활동으로써 형성된다. 라디오 송신기와 전기 스위치등과 같은 외부로 부터의 간섭은 Faraday cage에 의해 효과적으로 차폐 될 수 있다. 만일 여러 가지 고전압 테스트들이 Faraday cage처럼 지어진 한 고압 실험실 안 또는 하나의 cage 안에서 수행되어진다면 관리는 상호간섭이 일어나지 않도록 행하여 져야한다. 좋은 Faraday cage는 두 개의 층으로 이루어진다: (1) 저주파수 간섭에 대응하는 자성을 띤 것(e.g. 강철). 80에서 100dB의 감쇠계수들이 요구된다.

34. Interference 6.4.3.1 유도된 방전들 까다로운 교란들은 나쁘게 접지된 구성요 소들 또는 작게 떠다니는 부분들에 의해 야 기되어질수 있다. 이들 부분들에서 어떤 전 압은 결합이 있거나 녹슨 접촉을 통해서 주 기적으로 방전된 시험전압에 의해 유도되 어진다 (Figure 6.18). 떠다니는 부분들은 그 것들이 실방전들로부터 때때로 구별하기 어려우므로, 많은 난처함을 야기할 수 있고, 이것은 원인을 찾아내거나 제거하는데 상 당한 시간이 걸릴 수 있다. 금속조각들 또는 실험실 바닥에 놓여있는 전선들, 부식된 접지 결합들, 지붕안에 맞지 않는 램프갓, 네온 램프 등은 모두 유도된 방전들의 주요원인들이다. 저자에 의해 경험된 극단적인 경우는 검출기와 재현할 수 있는 초기전압에서 안정된 방전펄스들을 야기 시키는 고전압 시험 램의 벽에 서있는 금속 사다리였다;고전압 실험실의 바닥은 항상 작거나 큰 외부의 물체들로부터 여유가 있어야 한다.

35. Interference 6.4.3.2 다중 접지 교란의 주요한 원인은 다중 접지이다. 만일 회로와 이것의 검출기가 여러 지점들에 접지되었다면, 신호들과 교란 사이의 일반 경로는 만들어 질수 있고 중대한 문제를 발생할수 있다. 검출기와 보조 장치에 전력공급은 또한 다중 접지를 야기할수 있다. 신중한 신호지점의 접지는 간섭이 없는 검출을 위해 요구되어진다. 6.4.4 접촉 노이즈 6.4.4.1 회로에서 접촉 노이즈 불량 접촉들 또는 서투른 접지는 비록 그들이 방전 충격들로 구별이 어렵더라도, 교란시키는 신호들을 야기할지 모르며, 50 c/s 사인파의 제로 지점들 주위에 집중하는 경향이 있다. 양호한 결합들과 적절한 접지는 확실한 결과를 얻을수 있다.

36. Interference 6.4.4.2 샘플에서 접촉 노이즈 다양한 접촉들은 이것 자체 샘플에서 또한 존재될 수도 있다. 이것은 접촉텝들 또는 무접합으로 압축된 결합을 만드는 넓혀진 금속조각들을 포함하는 커패시터들로 잘 알려져 있다. 가끔 이것은 적어도 임시적으로 적당한 현재의 충격을 가진 다양한 접촉들을 용접하는 것에 의해 고쳐지는 경향이 있다. 이것은 거칠게 작동하는 전압과 단락상태에서 직류 전압을 가진 커패시터를 충전하는 것에 의해서도 이루어 질 수도 있다. 변압기들과 텝 변환기 또는 부싱의 불양하게 접속된 접지 금속 조각들은 유전체에는 위험하지는 않는 방전을 야기할지 모르지만, 그럼에도 불구하고 샘플의 나머지에서 감수되어 질 수 있는 방전들보다는 크다. 저자는 플라스틱으로 절연된 케이블을 전형적인 경험으로 서술했다. 접촉 노이즈는 절연체에서 반도체 층과 금속 외장 사이에서 발생되었다. 불충분한 분석 때문에 노이즈 충격들은 테스트 전압에서 노이즈 밴드는 회로 노이즈보다 더 크게 관측되어서 증가되었다. 충격파들의 부가물은 입력회로의 resolution을 증가하는 것에 의해 감소되어졌다. (i.g. 브릿지 저항들을 감소하는 것)(Figure 6. 19). 비록 영전압에서 이론적인 감도가 이 측정에 의해 감소했지만, 시험전압에서 감도 실행은 향상되었다.

37. Interference <그림 6.19> 6.4.5 점검표 위의 샘플들은 관측된 방전 충격들이 교란들에 의해 야기되지 않는다는 확신이 얼마나 어려운가를 보여준다. 이것은 특별히 새롭고 잘 알려지지 않은 회로를 가지고 간섭과 잘못된 방전들의 모든 가능한 자원들을 조사하는 방전 테스트들을 만들 때 좋은 실습이다. 이것은 회로 실험에서 가스압 기준 커패시터의 예로 무방전 샘플을 삽입것이 유용할 것이다. 그러나, 회로가 무방전 되는 것이 증명되어진 후에, 원치 않은 방전들 또는 간섭은 만일 실제 샘플들이 삽입되어지면 다시 생길지도 모른다. Table 6.4는 점검표 로써 역할을 할 것이다; 간섭을 컨트롤하는 몇 가지 예들과 방법들이 주어진다.