التخصس 91 ؟ كهر الفصل الأول
قوى كهربائية تقنية ا لجهدالعالي تولدا لجه العالي
(١لأ)‏ مقدمة
عادة ما تستخدم أجهزة اختبار الجهد العالي بي معامل الأبحاث والتي تختلف من مؤسسة إلى
أخرى حسب الاحتياجات التي تحددها تلك الجهة وتحتوي معامل الجهد العالي على أجهزة لتوليد وقياس
الجهود العالية كما تستخدم أجهزة اختبار الجهد العالي بي معامل الاختبار الروتيني للأجهزة؛
كالكيبلات والمحولات والقواطع الكهريائية والجلب العازلة وغيرها وتستخدم أجهزة الجهد العالي
لدراسة سلوك العوازل الكهربائية ومدى تحملها للجهود المحلبقة عليها يك مواقع العمل وعادة ما يكَون
جهد الاختبار أعلى من الجهد الذي تعمل عذده تلك الأجهزة و العوازل ؛ وذلك لتحديد عامل الأمان لعملها
ولابد لأي معمل جهد عال أن يحتوي على أجهزة لتوليد الجهود المرتفعة التالية:
11:6 ‏الجهود العالية المترددة 1701:3856 3181 متا‎ ١٠
" الجهود العالية المستمرة 1701:3556 1581 666 :101
" الجهود العالية النبضية أو الدفعية 170118886 دع 115 1101011156
وكذلك تجهيزات لقياس تلك الجهود وسنستعرض فيما يلي الأنواع المختلفة للجهود وطرق
توليدها والدوائر المستخدمة لذلك
لأ ‎)١‏ توليد الجهود العالية المترددة
من الممكن توليد الجهد المتردد باستخدام المولدات المتزامنة؛ ولكن للتكلفة الباهظة لبذه الطريقة
ولمحدوديتها بالنسبة لمقدار الجهد العالي المتولد؛ فقد اعتمددت طريقتان لتوليد الجهد العالي المتردد وهما:
باستخدام محولات الجهد العالي؛ وهي محولات رفع تختلف ةك تصميمها عن محولات القدرة بزيادة عزل
الملفات لتتحمل الإجهادات الناشئة عن القصر بخ حالة انهيار العينة التي تم اختبارها والطريقة الثانية
باستخدام دوائر الرنين وسيتم فيما يلي شرح كل طريقة وميزة الطرق المذكورة أعلاه أنه يمكن
توليد جهد عال متردد باستخدام محولات موصلة بمصدر الجهد العام والذي عادة ما يكون ‎١7‏ أو ‎77١‏
‏فولت بذنبذبة ‎1٠١‏ هرتزية المملكة العربية السعودية
‎)٠-7-١(‏ توليد الجهود العادية المترددة باب تخد ام محولات الجهد
‎١‏ توليد الجهد العالي باستخدام مخول مفره 1121151011121 تهنا 5111516
تستخدم محولات مفردة لاختبار الأجهزة والعوازل الكهربائية لضمان تحملها للإجهادات التي
تنشاً عن هذه الجهود عند تركيب تلك الأجهزة والعوازل يخ الموقع والشكل (11) يبين
التجهيزات الأساسية لمعمل جهد عال يحتوي على محول مفرد يتم تغذية المحول المتغير 1788018
‏:180506 و 710 عن طريق مصدر جهد يعمل عند ذبذبة ‎٠١‏ هرتز: مما يؤدي إلى

7 ؟ كير الفصل الثاني
قوى كهربائية تقنية الجهدالعالي طرق قياس الجهدالعالي
جدول ونام العلاقة بين معامل التصحيح 1[ ومعامل كشافة البواء 0
ويمكن استنتاج العلاقات الآتية بين جهد الشرارة والرطوبة من النتائج التي حصل عليها الباحثون
‎١‏ -يزداد تأثير الرطوبة مع زيادة حجم الكرات المستعملة وتبلغ أقصى تأثيرلبا مع ثغرات
‏" -يزداد جهد الشرارة مع الضغط الجزتّي لبخار الماء يق البواء وعذد ثبات الرطوبة يزداد
التغير يخ جهد الشرارة مع زيادة طول الثغرة

التخُصمر ‎١‏ ؟ كهر الفصل الثاني
قوى كهربائية تقنية ا لجهد العالي طرق قياس الجهدالعالي
إسقاط الأشعة فوق البنفسجية أو أشعة إكس يساعد ب عمليات التآين داخل الثفرة بين الكرتين ويسرع
بانهيارها ويكون هذا التأثير مميزا ب مسافات الثغرة الصغيرة يكون الانخفاض به جهد الشرارة
حنود ‎"١7‏ لمسافات ثفرة 1(0١,؛‏ و 10 مع قطر كرة يقدر ب ‎٠١‏ سم تحت تآثر الجهود المستمرة
ويكون الانخفاض بق جهد الشرارة أقل من 0/7 لمسافة ثغرة أكبر من ‎٠٠١‏ سم وبق حلود ‎٠,07‏ لمسافة ثغرة
> "سم الأشعة الساقطة هامة يخ ثفرات الشرارة الكروية الصغيرة ذات مسافة الثغفرة الأقل من ‎٠١١‏ سم
وذلك للحصول على قيم متطابقة
(ث) تأثير القطبية وموجة الجهد
القطبية السالبة النتاتج العملية أووضحت أن الاختلاف ق جهد الشرارة للموجات الموجبة والسالبة لا تزيد
عن ‎١‏ للكرات ذات الأقطار من 0 1,7 إلى 0" سم للكرات الأقل من ؟ سم فإن الاختلاف اخ جهد
الشرارة للموجة الدفعية ذات القطبية السالبة والموجبة ذات الموجة ‎١/70٠0‏ ميكرو ثانية يكون ّي حنود /ر
وكذئلك فإن زمن مقدمة وذيل الموجة أيضا له تآثير كبير على جهد الانهيار للثفشرة وتكون ثغفرات
الشرارة الكروية غير مناسبة لموجة جهد ذات زمن مقدمة مقداره أقل من ‎٠,0‏ ميكروثانية وزمن ذيل
الموجة أقل من 0 ميكروثانية حيث إن جهود الانهيار تكون غير متطابقة
الارتفاع السريع يغ الجهد عادة ما تكون مجزثات جهد باستخدام المقاومات أو المكثفات أو عناصر
مختلحلة من المقاومات و المكثفات ويوصل ذراع الجهد المنخفض للمجزئٌ عادة بجهاز تسجيل سريع
للموجات أو جهاز قراءة القيمة العظمى من خلال كابل تآخير (68016 7ز0618) و يوضح شكل ‎),١(‏
‏رسماً تخمليطلياً لمجزئ جهد مع المعدات المستعملة ,7 تكون إما مقاومة أو مجموعة مقاومات على التوالي
بي حالة مجزئ الجهد باستخدام المقاومات أو مكثف أو عدة مكثقات يك حالة مجزئ الجهد باستخدام
المكثفات ويمكن أيضا أن تكون خليطا من المقاومات والمكثفات ,2 يمكن أن تكون مقاومة أو
مكئف أو معاوقة 16-00 لبقا لنوع المجزئ كل عنصر من عناصر المجزئ المستخدم ل الجهد العالي
يكون له مقاومة ذاتية أو مكثف ذاتي و بالإضافة لذلك فإن عناصر المقاومات تكون لبا حث متبقي
(© 111011612116 168101181 و مكثفات تسريب عند الأطراف

زا 7 ؟ كير الفصل الثاني
قوى كبربانية تقنية الجهدالعالي طرق قياس الجهدالعالي
شكل (710) شكل تخطليطي لمجزئ جهد مع كابل تآخير وراسم ذبذبات
العناصر التالية تتسبب ‏ الأخطاء المختلفة للقياسات:
‎١‏ -الحث المتبقي ليخ عناصر المجزئ
" -مكئفات التسرب الآتية:
‎١‏ -بين عناصر المجزئٌ
ب -من آجزاء وآطراف العناصر للأرض
ت -بين طرف توصيل الجهد العالي للعناصر أو الأجزاء
» -أخطاء المعاوقات والتي تسببها:
آ -أطراف التوصيل بين المجزئٌ وعينة الاختبار
ب -1طراف الرجوع الأرضية والتيار الخارجي ني آطراف التوصيل الأرضية
-الاهتزازات المتطفلة على الجهد الأصلي من خلال أطراف التوصيل وحث الكابل وسعة طرف
الجهد العالي للأرض
مجزئ الجهد باستخدام المقاومات لقياس الجهود الدفعية الملخفضة
والنبضات ذات الارتفاع السريع للجهد
مجزئ الجهد البسيط باستخدام المقاومات يتكون من مقاومتين بآ و +16 على الترالي كما شكل
(17) عامل التضعيف للمجزئ أو نسبة الجهد تعحلى بالعلاقة الآتية:

التخُصمر ‎١‏ ؟ كهر الفصل الثاني
قوى كبربائية تقنية الجهدالعالي طرق قياس الجهدالعالي
حال
شكل (7,13) مجزئٌ الجهد باستخدام المقاومات
عمليا يوصل عنصر المجزئ ,16 من خلال كابل محوري لراسم ذبذبات معاوقة الدفعة للكابل م تكون
على التوازي مع معاوقة الدخل لراسم النبذبات (من,دية]1) وعادة ما تكون م1 أكبر من ‎٠٠١‏ ميجااوم و
السعة ل تتراوح بين ‎٠١‏ إلى ‎0٠‏ بيكو فاراد للترددات العالية والجهود الدفعية النسبة يق حيز التردد
(117 10117 [1160116116) تعحلى بالعلاقة:
لذلك فإن النسبة دالة يق التردد لتجنب اعتادية نسبة الجهد 8 على التردد ؛ يضاف إلى المجزئ مكثف
إضاية ,0 على التوازي مع 16 وتجعل قيمة ,) المجزئ غير معتمد على التردد ويمكن تحديد قيمة ,ل من
العلاقة الأتية:
وهذا يعني آن الثابت الزمني لذراعي المجزئ لابد آن يكونا متساويين مجس (0(1006 راسم الذبذبات
عادة ما تضبط قيمة سعته بحيث تتضمنه قيمته نل وك زلك تتضمن سعة الكابل المحوري ويبين شكل
(3:117) رسماً تخطليدلياً لدائرة مجس راسم الذبنبات

التخُصمر ‎١‏ ؟ كهر الفصل الثاني
قوى كهربائية تقنية ا لجهد العالي طرق قياس الجهدالعالي
راسم الذبذبات
شكل (317) رسم تخليطلي لدائرة مجس راسم ذبذبات لمجزئ جهد
مجزءات الجهد المستخدمة يذ قياس الجهود النبضية (الدذعية») العالية
تعتبر بأو بآ[ مجزتات الجهد المستخدمة للمقاومات والتي تستخدم يخ قياس الجهود المنخفضة
السابقة كمقاومات ذات أبعاد صغيرة ولكن ل حالة الجهود الأعلى من آي[١٠٠‏ لم تعد ,1 صغيرة
الأبعاد وتصنع عادة من عدد من المقاطع ولذلك لم يعد المجزئ الذي يستخدم سي قياس الجهود العالية يعتبر
كمقاومة صغيرة مجمعة العناصر ولكنه يعتبر كدائرة مكافئة موزعة مع و جود مكثفات التسريب
والمكثفات بين العناصر على التوالي كما سي شكل (314)
المقاومة الكلية على التوالي ,15 تصنع من عدد 11 من المقاومات قيمة كل منها ,15 وقيمة المقلومة
الكلية 'ب016 3 وتمثل و0 السعة بين طرف كل مقاومة والأرض و 0 السعة بين أطراف كل مقطع
حث كل عنصر عادة ما يكون صغيرا ويمكن إهماله بالمقارنة مع المقاومة والسعة ويوضح شكل
(,7) الدائرة المكافئة بوضع حلقة تحجيب عند مختلف نقاط العناصر حيث ,) تمثل سعة التسريب بين
طرف الجهد العالي و حلقة التحجيب وو ضع هذه الحلقة يقلل من التشوه الموجود يق المجزئ العادي

التخصس 9 ؟ كهر الفصل الثاني
قوى كبربانية تقنية الجهدالمالي طرق قياس الجهدالعالي
شكل ‎),١٠١(‏ الدائرة المكافتة لمجزئ الجهد باستخدام المقاومات

التخُصمر ‎١‏ ؟ كهر الفصل الثاني
قوى كبربانية تقنية ا لجهد المالي طرق قياس أ لجهد العالي
مجزئ الجهد باستخدام المكثفات
مجزئ الجهد باستخدام المكثفات مثالي لقياس الجهود النبضية ولك لقياس الجهود ذات مقدمة
الموجة السريعة ولا تعتمد نسبة السعة على التردد إذا كانت مقاومة التسرب كبيرة بقيمة كافية
لإهمالبا ولكن بق نفس الوقت فإن المجزئ يتصل بالمصدر عن طريق طرف توصيل طلويل له حث ومقاومة
متبقية لابد من أخذهم ةق الاعتبار وأيضا فإن الملكثف المستخدم للجهد العالي تكون أبعاده كبيرة
وبالتالي لا يعتبر كعناصر مجمعة (616112610 60 111110 ولذلك فإن الجهد الخارج على أطراف المجزئ
للترددات العالية و الجهود الدفعية يحدث بها تشوء كما مجزئ الجهد باستخدام المقاومات
مجزئات الجهد باستخدام المكثفات النقية
تستخدم مجزتات الجهد باستخدام المكثفات النقية لقياس الجهود العالية وتهمل فيها قيمة عناصر
التسريب كما ب شكل ‎)77١(‏ نسبة الجهد للمجزئ هي:
وتتكون السعة 2ْ) بين طرف الجهد العالي للمصدر و طرف الجهد العالي للعينة تحت الاختبار أو أي نقطة
أخرى للقياس ويوضع راسم النبذبات ل محيط السعة المحجبة ,0) وتتضمن ,0) سعة المكثف المستخدم
وسعة آطراف التوصيل وسعة الدخل لراسم النبذبات والسعات الأخرى للأرض من مميزات هذا التوصيل
أن الحمل على المصدر يمكن إهماله ولكن نسبة الجهد للمجزئ يمكن أن تتآثر بأي تغيير مكان
8 أو مصدر الجهد العالي أو و جود أي أشياء مؤرضة قربية من إن
تستخدم المكثفات المعزولة بالغاز المضغوط ب وعاء أسطلواني متحد المحور يمكن الحصول على نسبة
جهد دقيقة حتى ‎٠٠٠١١‏ لجهد دفعي قيمته العظمى 217[ 700 والحد الأعلى للتردد 1/1112 ١٠وللجهود‏
الأقل (حتى 17[ ‎)٠١ ١‏ يمكن الوصول بالحد الأعلى للتردد إ لى 1/1117 ‎٠٠١‏

التخُصمر ‎١‏ ؟ كهر الفصل الثاني
قوى كهربائية تقنية ا لجهد العالي طرق قياس الجهدالعالي
دمل )تح
1/20 علج ا مسرم 1 680
شكل (1,70) مجزئ جهد باستخدام المكثقات والدائرة المكافئة
نوع آخر من المجزءات باستعمال المكثفات ويستعمل غالبا بجمل ,© تتكون من عدد من المكثقات ",0
على لتوالي للجهد المحللوب ,/آ ويبين شكل (711) مجزئ الجهد السعوي مع شبكة التوزيع ودائرتها
المكافتئة إذا كان ,)>>,) و ,)>>و0) توزيع الجهود على سلسلة المكثفات هو توزيع غير خحلي
ويتسبب بك توزيع الموجة الخارجة لكن الخلا ب نسبة الجهد تكون ثابتة ولا تعتمد على التردد مقارنة
بمجزئٌ الجهد المستخدم للمقاومات
نسبة الجهد للمجزئٌ هي:
النسبة ثابتة وتععلى نسبة خآ أقل من /0 تكون الدائرة المكافئة مستقرة تماما حتى ‎١1/1117‏ عندما
تكون و) نا