The Design and create of a voltage divider with a vacuum-insulated capacitor type for 200 kilovolts maximum peak measuring.

Main Article Content

Trirath Pati

Abstract

This research presents the design and create of a voltage divider utilizing vacuum-insulated capacitors for measuring peak voltages up to 200 kilovolts. The divider achieves a voltage reduction ratio of 1000:1 by employing polypropylene film sub-capacitors, which are capable of withstanding high voltages and temperatures. In the high-voltage section, sub-capacitors with a nominal value of 47 nanofarads are connected in series to provide a total capacitance of 97.91 picofarads. This assembly is encapsulated in a thick-walled PVC cylindrical housing and insulated using a vacuum. The low-voltage section uses the same type of sub-capacitors connected in parallel, resulting in a total capacitance of 97.92 nanofarads. The design and testing comply with the IEC 60060-2 (2010) standard.


                  Experimental results demonstrated that simulations using Matlab/Simulink software, with an input voltage of 200 kilovolts and an output voltage of 200 volts, were consistent with the designed 1000:1 voltage reduction ratio. This configuration was then used for actual high-voltage AC measurements in a high-voltage electrical laboratory. Comparative measurements at a voltage level of 100 kVrms showed a deviation from the standard of 0.000594, with measured values differing from the reference system by no more than ±1. Consequently, the designed and constructed voltage divider meets the specified standards.

Article Details

How to Cite
[1]
T. Pati, “The Design and create of a voltage divider with a vacuum-insulated capacitor type for 200 kilovolts maximum peak measuring. ”, NKRAFA J SCI TECH, vol. 20, no. 2, pp. 56–71, Oct. 2024.
Section
Research Articles

References

ณัฐพงศ์ ตัณฑนุช. (2564). วิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูง.พิมพ์ครั้งที่ 1.ปทุมธานี: มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์.

สำรวย สังข์สะอาด. (2549). วิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูง.พิมพ์ครั้งที่ 3. กรุงเทพมหานครฯ: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.

E. Kuffel. & W.S. Zaengl. High Voltage Engineering Fundamentals. Great Britain. A division of Reed Educational and Professional Publishing Ltd.

มินเรศน์ เตชะวงศ์ และ วรพงศ์ กันทะ. (2556).การออกแบบและสร้างชุดแบ่งแรงดันไฟฟ้าแรงดันสูงกระแสสลับแบบตัวเก็บประจุขนาด 150 กิโลโวลต์ .วารสารวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีดิจิทัลJEDT, 1(2): 43-48

อติกร เสรีพัฒนานนท์, ธนากร น้ำหอมจันทร์, พงษสวัสดิ์ คชภูมิ และ สุพิศ บุญรัตน์. (2563).การออกแบบและสร้างโวลเตจดิไวเดอรแบบตัวเก็บประจุขนาด 150 กิโลโวลต์ สำหรับใช้วัดแรงดันสูงกระแสสลับ. วารสารมหาวิทยาลัยอีสเทิร์นเอเชีย, 2(1): 19-25

อานนท์ อิศรมงคลรักษ์ และคณะ. (2565). การออกแบบและสร้างเครื่องมือวัดไฟฟ้าแรงสูงด้วยเทคนิคการแบ่งแรงดันไฟฟ้าชนิดตัวเก็บประจุพิกัด100kV สำหรับห้องปฏิบัติการไฟฟ้าแรงสูง. ในการประชุมวิชาการระดับชาติ ครั้งที่14(931-942). นครปฐม: มหาวิทยาลัยราชภัฏนครปฐม.

ไชยพร หล่อทองคำ. (2546). โวลเตจดิไวเดอร์แบบวงจรร่วมสำหรับใช้วัดแรงดันสูง กระแสสลับ กระแสตรงและแรงดันอิมพัลส์” โครงการวิจัยภาควิชา วิศวกรรมไฟฟ้ากำลัง มหาวิทยาลัย เทคโนโลยีมหานคร, 2546.

International Electrotechnical Commission (IEC), IEC standard publication 60060-1: High-Voltage Test Techniques - Part 1: General definitions and test requirements, 3rd edition, 2010.

International Electrotechnical Commission (IEC), IEC standard publication 60060-2: High-Voltage Test Techniques - Part 2: Measuring Systems, 3rd edition, 2010.

IEEE Standards Association, IEEE 4-2013: Standard Techniques for High-Voltage Testing, 2013.

Uros Kovacevic, Zijad Bajramovic and Bojan Jovanovic. THE CONSTRUCTION OF CAPACITIVE VOLTAGE DIVIDER FOR MEASURING ULTRAFAST PULSE VOLTAGE∗ Retrieved on December 1,2022. From https:// ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7296889

Simon Boonants.(2022). Testing and analysis of universal high voltage divider. (Master’s Degree Program in Electrical Engineering, Tampere University).