Τα μονωτικά υλικά αποτελούν συνήθη πρακτική στο σχεδιασμό μονωτικών διατάξεων για εξοπλισμό Υψηλής Τάσης. Χαρακτηριστική περίπτωση αποτελεί η μόνωση των τυλιγμάτων Μετασχηματιστών Υψηλής Τάσης, όπου γίνεται συνδυαστική χρήση ενός κύριου μονωτικού μέσου (υγρής φύσης μονωτικό έλαιο) και δευτερευόντων (συνθετικά λεπτά φύλλα στερεής φύσεως που καλύπτουν τα τυλίγματα). Σε τέτοιου τύπου περιπτώσεις, όπου το ένα μονωτικό μέσο κυριαρχεί, οι διεπιφάνειες παίζουν καθοριστικό ρόλο, καθώς λόγω της εκεί συσσώρευσης φορέων φορτίου και άλλων ανομοιογενειών αλλάζει τη διηλεκτρική συμπεριφορά της συνδυαστική μόνωσης, με τρόπο όχι ως σήμερα εξακριβωμένο. Στόχος της παρούσας διπλωματικής είναι η διερεύνηση των επιδράσεων της εισαγωγής συνθετικού μονωτικού διαφράγματος εντός διακένου που μονώνεται από ειδικό λάδι και καταπονείται υπό γραμμικά αυξανόμενη AC τάση. Για τον λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκε η συσκευή BAUR Oil Tester DTA 822-129-1, κομμάτι του ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού του εργαστηρίου Υψηλών Τάσεων. Επίσης η παραγωγή γραμμικά αυξανόμενης (με σταθερό ρυθμό 2 kVrms/s) AC τάσης, καθώς και η μέτρηση της τάσης διάσπασης έγιναν από τη συσκευή αυτή. Η ίδια πειραματική διαδικασία ακολουθήθηκε για συνδυασμούς ενός λαδιού ανοιχτού χρώματος με 2 διαφράγματα ιδίου τύπου από 3 διαφορετικούς τύπους (κατά δομή ή κατά πάχος ή και τα δύο) διαφραγμάτων – ήτοι συνθετικό χαρτί NOMEX 0.15mm & 0.25mm , και HYPERTHERM 0.37mm ενώ ΝΟΜΕΧ 0.15 mm δοκιμάστηκε σε συνδυασμό με ένα δεύτερο λάδι σκούρου χρώματος. Για λόγους δυνατότητας σύγκρισης δοκιμάστηκε το λάδι σκούρου χρώματος μόνο του (χωρίς διαφράγματα) και με ένα διάφραγμα. Τα αποτελέσματα και η διαγραμματική τους απεικόνιση με τις απαραίτητες παρατηρήσεις, δίνονται στην παρούσα εργασία και βασιζόμενοι σε αυτά δώσαμε και ανάλογα συμπεράσματα. Έτσι προέκυψε πως η συνδυαστική χρήση μονωτικού ελαίου και συνθετικών διαφραγμάτων μπορεί να επηρεάσει περισσότερων του ενός διηλεκτρικών μεγεθών. Η διηλεκτρική αντοχή, προσδιοριζόμενη από τη μέση τιμή της τάσης διάσπασης των δοκιμίων, παρουσιάζει σημαντικές μεταβολές. Τα διαφράγματα από χαρτί NOMEΧ παρουσιάζουν μια σχετικά σταθερή συμπεριφορά ενώ το HYPERTHERM επιδεικνύει πτωτική τάση της διηλεκτρικής του αντοχής. Το σκέτο λάδι εμφανίζει μέση τιμή διηλεκτρικής αντοχής χαμηλότερη και πιο σταθερή. Λιγότερο αναμενόμενη, ήταν η προκύπτουσα μείωση του σχετικού σφάλματος της συνδυαστικής μονωτικής διάταξης, μέγεθος που χαρακτηρίζει το στοχαστικό χαρακτήρα του συστήματος. Καλύτερα συνεργαζόμενα με το μονωτικό λάδι απεδείχθησαν τα διαφράγματα χαρτιού NOMEX 0.15 / Insulating materials are common in the design provisions for insulating high-voltage equipment. An example is the insulation of windings Transformer High Voltage, which is combined using a principal material of isolation (insulating oil liquid nature) and secondary (synthetic foil solid nature covering the windings). In this case where a material of isolation dominates, the surfaces has a special role, there due to accumulation of electrical load and other entities heterogeneity changes the dielectric behavior of the combination of insulation, so far as not verified. The objective of this diplomatic mission is to investigate the effects of the introduction of synthetic aperture in the insulating gap of special insulated from oil-stressed and under linearly increasing AC voltage. For this reason, we used the device BAUR Oil Tester DTA 822-129-1, part of the electromechanical equipment of the High Voltage Laboratory. Also, the production increased linearly (with constant rate of 2 kVrms / s) AC voltage and measuring the voltage division performed by the device. The same experimental procedure was followed for a combination of oil (type light color) with 2 paper with same type of 3 different types (in structure or thickness or both) bulkhead – i.e. synthetic paper NOMEX 0.15mm & 0.20mm, and HYPERTHERM 0.37mm -. The same bellows tested in combination with half oil dark color. For reasons of comparability tested oil dark color only (without paper) and with only one paper . The results and their diagrammatic representation with the necessary comments are given in this work and based on them and we have similar conclusion. This showed that the combined use of insulating oil and synthetic aperture can affect more than one dielectric sizes. The dielectric strength, determined by the mean breakdown voltage of essays, introduced important changes..ΝΟΜΕΧ shows less stability than HYPERTHERM and give more stable and lower dielectric strength. Less expected, but perhaps more important, was the resulting reduction of the error of combined insulating device, size characterizing the stochastic nature of the system. Better partner with the insulating oil proved the paper thick NOMEX 0.15.

[pt] O objetivo desta dissertação de mestrado foi projetar um voltímetro utilizando a técnica de acoplamento capacitivo para medições de tensão. O design proposto do voltímetro oferece uma alternativa simples e econômica aos métodos tradicionais de medição de tensão. Ao utilizar o acoplamento capacitivo, a necessidade de contato elétrico direto entre o circuito de medição e a fonte de tensão é eliminada, permitindo medições de forma não invasivas. O processo de desenvolvimento envolveu o projeto e a construção de um circuito de acoplamento capacitivo, que possibilitou a transferência do sinal de tensão para um circuito de medição. O circuito de medição incluiu componentes de condicionamento de sinal e um conversor analógico-digital para permitir leituras de tensão com confiabilidade metrológica. O sistema foi calibrado e testado usando uma fonte de valor de tensão conhecido para garantir medições confiáveis e precisas. Os resultados experimentais mostram que o voltímetro obteve desempenho satisfatório para a voltagem usual de 127 V em corrente alternada (127 V CA) e uma distância máxima de 0,2 m do ponto de interesse, mantendo um baixo nível de interferência de ruídos elétricos externos. O design proposto do voltímetro tem potencial para várias aplicações, especialmente em cenários onde o contato elétrico direto com a fonte de tensão é indesejável ou impraticável. Ele oferece uma solução confiável e eficiente para medições, sendo adequado tanto para fins industriais quanto de pesquisa. / [en] The objective of this master s thesis was to develop a voltmeter using the capacitive coupling technique for voltage measurements. The proposed voltmeter design offers a simple and cost-effective alternative to traditional voltage measurement methods. By using capacitive coupling, the need for direct electrical contact between the measuring circuit and the voltage source is eliminated, allowing for non-invasive voltage measurements. The development process involved the design and construction of a capacitive coupling circuit, which enabled the transfer of the voltage signal to a measurement circuit. The measurement circuit included signal conditioning components and an analog-to-digital converter for accurate voltage readings. The system has been calibrated and tested using a known voltage source to ensure reliable and accurate measurements. The experimental results show that the voltmeter obtained satisfactory performance for the usual voltage of 127 V AC and a maximum distance of 0.2 m from the point of interest, maintaining a low level of interference from external electrical noises. The proposed voltmeter design has potential for several applications, especially in scenarios where direct electrical contact with the voltage source is undesirable or impractical. It offers a reliable and efficient solution for voltage measurements, being suitable for both industrial and research purposes.

O motor de indução é, talvez, o mais robusto e, certamente, um dos motores mais comumente usados. Graças à simplicidade de sua construção, do seu baixo custo, confiabilidade e rendimento relativamente alto com carga nominal é provável que ele permaneça sendo a principal fonte de transformação de energia elétrica em energia mecânica nas aplicações industriais e comerciais por um futuro previsível. O estudo de economia de energia pela redução de perdas é o objetivo do presente estudo. Os motores de indução operam regularmente com fluxo quase constante no entreferro e, portanto, com perdas magnéticas quase constantes. A utilização de um circuito gradador de tensão em série com a alimentação do motor para reduzir o fluxo no entreferro pela redução da tensão aplicada quando a carga não requer fluxo total é o objeto de análise neste estudo. Com a redução da tensão, para manter o conjugado de operação, a velocidade de rotação diminui, ou seja, há um aumento no escorregamento até um valor ótimo para reduzir as perdas totais. Então, esperaria-se que com a redução da tensão aplicada, as perdas magnéticas decresceriam e a eficiência total cresceria. Via de regra, no motor de indução, dada a característica mergulhante de sua curva Conjugado x Velocidade na região em torno da velocidade nominal, o conjugado varia muito mais que a velocidade. Para operação eficiente, a sua tensão aplicada deve ser função da carga que traciona. É objetivo desse trabalho estudar um dispositivo que, colocado em série com a fonte de alimentação de um motor de indução de CA, promove a redução de potência fornecida ao motor, quando a carga aplicada ao motor é menor que a carga nominal. Uma análise da redução da tensão senoidal aplicada através de um auto-transformador de tensão variável é comparada com a redução da tensão através de um circuito gradador baseado em tiristores. A melhor tensão a ser obtida é a que reduz as perdas magnéticas ao mínimo, para cargas que não requerem o fluxo total no entreferro como quando da tensão nominal aplicada. As limitações do processo são estudadas e apresentadas. / The induction motor is perhaps the most rugged, and certainly one of the most commonly used motors. With simply construction, low cost, reliability and efficiency relatively high with rated-load it seems to be a good way to convert electric energy into mechanical energy for industrial and domestic applications for a predictable future. An economy in energy consumption by loss reduction is the goal of this study. The induction motors as normal operate with constant flux in the air-gap and, hence with almost constant losses in the core. The use of a voltage gradador circuit in series with the voltage source applied to the motor for flux reduction in the air-gap by reduction of the voltage when the load do not need full-flux is this study proposal. Hence, with applied voltage reduction, to keep the operational torque, the motor rotation decreases or the slip increases to an optimum value to reduce the total core losses and increase the efficiency. As a rule, the induction motor, by the dip characteristic of the torque x speed curve in the region near the nominal speed, the torque changes much more then the speed. For efficient operation, the applied voltage should be a function of the load. It is the goal or aim of this work to study a device which, when placed in series with the power input of an alternating current induction motor, will produce a reduction in power normally provided to the motor when operated in either a condition where motor loading is less than a rated load. An analysis of voltage ideal sine wave supply reduction applied by an autotransformer with variable voltage is compared with the voltage reduction using a gradador circuit based on thyristors. The optimal voltage operation is the one that decrease the iron losses to minimum, for partial-load that do not need full-flux in the air-gap as when the full voltage is applied. Limitations in the process are investigated and will be showed.

O motor de indução é, talvez, o mais robusto e, certamente, um dos motores mais comumente usados. Graças à simplicidade de sua construção, do seu baixo custo, confiabilidade e rendimento relativamente alto com carga nominal é provável que ele permaneça sendo a principal fonte de transformação de energia elétrica em energia mecânica nas aplicações industriais e comerciais por um futuro previsível. O estudo de economia de energia pela redução de perdas é o objetivo do presente estudo. Os motores de indução operam regularmente com fluxo quase constante no entreferro e, portanto, com perdas magnéticas quase constantes. A utilização de um circuito gradador de tensão em série com a alimentação do motor para reduzir o fluxo no entreferro pela redução da tensão aplicada quando a carga não requer fluxo total é o objeto de análise neste estudo. Com a redução da tensão, para manter o conjugado de operação, a velocidade de rotação diminui, ou seja, há um aumento no escorregamento até um valor ótimo para reduzir as perdas totais. Então, esperaria-se que com a redução da tensão aplicada, as perdas magnéticas decresceriam e a eficiência total cresceria. Via de regra, no motor de indução, dada a característica mergulhante de sua curva Conjugado x Velocidade na região em torno da velocidade nominal, o conjugado varia muito mais que a velocidade. Para operação eficiente, a sua tensão aplicada deve ser função da carga que traciona. É objetivo desse trabalho estudar um dispositivo que, colocado em série com a fonte de alimentação de um motor de indução de CA, promove a redução de potência fornecida ao motor, quando a carga aplicada ao motor é menor que a carga nominal. Uma análise da redução da tensão senoidal aplicada através de um auto-transformador de tensão variável é comparada com a redução da tensão através de um circuito gradador baseado em tiristores. A melhor tensão a ser obtida é a que reduz as perdas magnéticas ao mínimo, para cargas que não requerem o fluxo total no entreferro como quando da tensão nominal aplicada. As limitações do processo são estudadas e apresentadas. / The induction motor is perhaps the most rugged, and certainly one of the most commonly used motors. With simply construction, low cost, reliability and efficiency relatively high with rated-load it seems to be a good way to convert electric energy into mechanical energy for industrial and domestic applications for a predictable future. An economy in energy consumption by loss reduction is the goal of this study. The induction motors as normal operate with constant flux in the air-gap and, hence with almost constant losses in the core. The use of a voltage gradador circuit in series with the voltage source applied to the motor for flux reduction in the air-gap by reduction of the voltage when the load do not need full-flux is this study proposal. Hence, with applied voltage reduction, to keep the operational torque, the motor rotation decreases or the slip increases to an optimum value to reduce the total core losses and increase the efficiency. As a rule, the induction motor, by the dip characteristic of the torque x speed curve in the region near the nominal speed, the torque changes much more then the speed. For efficient operation, the applied voltage should be a function of the load. It is the goal or aim of this work to study a device which, when placed in series with the power input of an alternating current induction motor, will produce a reduction in power normally provided to the motor when operated in either a condition where motor loading is less than a rated load. An analysis of voltage ideal sine wave supply reduction applied by an autotransformer with variable voltage is compared with the voltage reduction using a gradador circuit based on thyristors. The optimal voltage operation is the one that decrease the iron losses to minimum, for partial-load that do not need full-flux in the air-gap as when the full voltage is applied. Limitations in the process are investigated and will be showed.

O motor de indução é, talvez, o mais robusto e, certamente, um dos motores mais comumente usados. Graças à simplicidade de sua construção, do seu baixo custo, confiabilidade e rendimento relativamente alto com carga nominal é provável que ele permaneça sendo a principal fonte de transformação de energia elétrica em energia mecânica nas aplicações industriais e comerciais por um futuro previsível. O estudo de economia de energia pela redução de perdas é o objetivo do presente estudo. Os motores de indução operam regularmente com fluxo quase constante no entreferro e, portanto, com perdas magnéticas quase constantes. A utilização de um circuito gradador de tensão em série com a alimentação do motor para reduzir o fluxo no entreferro pela redução da tensão aplicada quando a carga não requer fluxo total é o objeto de análise neste estudo. Com a redução da tensão, para manter o conjugado de operação, a velocidade de rotação diminui, ou seja, há um aumento no escorregamento até um valor ótimo para reduzir as perdas totais. Então, esperaria-se que com a redução da tensão aplicada, as perdas magnéticas decresceriam e a eficiência total cresceria. Via de regra, no motor de indução, dada a característica mergulhante de sua curva Conjugado x Velocidade na região em torno da velocidade nominal, o conjugado varia muito mais que a velocidade. Para operação eficiente, a sua tensão aplicada deve ser função da carga que traciona. É objetivo desse trabalho estudar um dispositivo que, colocado em série com a fonte de alimentação de um motor de indução de CA, promove a redução de potência fornecida ao motor, quando a carga aplicada ao motor é menor que a carga nominal. Uma análise da redução da tensão senoidal aplicada através de um auto-transformador de tensão variável é comparada com a redução da tensão através de um circuito gradador baseado em tiristores. A melhor tensão a ser obtida é a que reduz as perdas magnéticas ao mínimo, para cargas que não requerem o fluxo total no entreferro como quando da tensão nominal aplicada. As limitações do processo são estudadas e apresentadas. / The induction motor is perhaps the most rugged, and certainly one of the most commonly used motors. With simply construction, low cost, reliability and efficiency relatively high with rated-load it seems to be a good way to convert electric energy into mechanical energy for industrial and domestic applications for a predictable future. An economy in energy consumption by loss reduction is the goal of this study. The induction motors as normal operate with constant flux in the air-gap and, hence with almost constant losses in the core. The use of a voltage gradador circuit in series with the voltage source applied to the motor for flux reduction in the air-gap by reduction of the voltage when the load do not need full-flux is this study proposal. Hence, with applied voltage reduction, to keep the operational torque, the motor rotation decreases or the slip increases to an optimum value to reduce the total core losses and increase the efficiency. As a rule, the induction motor, by the dip characteristic of the torque x speed curve in the region near the nominal speed, the torque changes much more then the speed. For efficient operation, the applied voltage should be a function of the load. It is the goal or aim of this work to study a device which, when placed in series with the power input of an alternating current induction motor, will produce a reduction in power normally provided to the motor when operated in either a condition where motor loading is less than a rated load. An analysis of voltage ideal sine wave supply reduction applied by an autotransformer with variable voltage is compared with the voltage reduction using a gradador circuit based on thyristors. The optimal voltage operation is the one that decrease the iron losses to minimum, for partial-load that do not need full-flux in the air-gap as when the full voltage is applied. Limitations in the process are investigated and will be showed.

This master’s deals with the calibration routines of the alternating voltage measurement standard Datron 4920. The first part introduces the basic terminology of metrology, its history and organizations specializing in metrology. The thesis describes the alternating voltage at the highest metrological level through AC/DC difference. The theoretical part also describes the alternating voltage measurement standard Datron 4920 and its measurement functions together with the calibration routines. The main aim of thesis is to create the calibration procedures AVMS Datron 4920. Based on the created calibration procedures, a flowchart of application for calibration routines is designed. The practical part then continues with programming application for calibrating AVMS Datron 4920 based on the created flowchart. In conclusion, the application is tested at selected points of measurement and an analysis of measurement uncertainties is carried out.