Voltage divider : development of a voltage divider with nonlinear resistance distribution

Denna rapport ämnar ge en utförlig beskrivning av vad som krävs vid framtagandet av en trådlindad spänningsdelare med olinjär resistansfördelning. Spänningsdelaren är dimensionerad för att kunna utföra noggranna mätningar av blixtimpulser med amplituder upp till 800 kV. Information om hur mätkretsen är uppbyggd från generering av en blixtimpuls till mätning via spänningsdelning delges i rapporten. Några av de moment som utförts under processen är simuleringar av elektriskt fält, dimensioneringar av ingående komponenter och beräkning av resistansfördelning. Projektet är initierat av RISE i Borås då behov av ett nytt referensmätsystem uppkommit för att den befintliga grundreferensen inte har visat sig helt tillfredsställande. Syftet med detta examensarbete har varit att beräkna, simulera, dimensionera och konstruera en olinjärt trådlindad resistiv spänningsdelare för 800 kV som kan användas som referensmätningssystem i Högspänningslaboratoriet på RISE i Borås. Arbetet har resulterat i framtagandet av en spänningsdelare som visar prov på goda egenskaper. Dock uppstod en resistansförändring av motståndstråden vid trådlindningen som gjorde att fullständiga tester av spänningsdelaren inte kunde utföras inom ordinarie projekttid. Om en förfining av trådlindningen skulle göras med hjälp av de förbättringar som avhandlas i diskussionen av denna rapport skulle syftet troligtvis uppfyllas fullt ut. This specification aims to provide a detailed description of what is required in the manufacture of a wire-wound voltage divider with a nonlinear resistance distribution. The voltage divider is designed to perform accurate measurements of lightning impulses with amplitudes up to 800 kV. Information about how the measuring circuit is built from the generation of a lightning impulse, to measurement via voltage dividing is accounted for in the report. Some of the work performed during the process is simulations of electric fields, dimensioning of ingoing components and calculation of resistance distribution. The project has been initiated by RISE in Borås as the need for a new reference measurement system has arisen because the existing reference has failed in proving satisfaction. The purpose of this bachelor thesis is to calculate, simulate, dimension and construct an nonlinear wire-wound resistive voltage divider for 800 kV that can be used as a reference measurement system in the high voltage laboratory at RISE in Borås. The work has resulted in the production of a voltage divider which shows samples of good properties. However, a change of the resistance in the wire arose during the application. Because of this, complete tests of the voltage divider couldn´t be executed. If a refinement of wire winding would be made using the improvements stated in the discussion part of this report, the purpose would probably be fulfilled