Perangkat Penyambungan ke Tanah Wagner

Perangkat Penyambungan Bumi Wagner: Definisi, Fungsi, dan Konstruksi

Definisi

Perangkat penyambungan bumi Wagner memainkan peran penting dalam jembatan listrik dengan menghilangkan pengaruh kapasitansi tanah. Ini pada dasarnya adalah rangkaian pembagi tegangan khusus yang dirancang untuk mengurangi kesalahan yang disebabkan oleh kapasitansi parasit, sehingga secara signifikan meningkatkan akurasi pengukuran jembatan.

Dalam sistem jembatan listrik, pencapaian pengukuran yang tepat sangat penting. Namun, pada frekuensi tinggi, kapasitansi parasit menjadi masalah yang signifikan. Kapasitansi parasit dapat terbentuk antara berbagai elemen jembatan, antara elemen-elemen ini dan tanah, serta antara lengan-lengan jembatan yang berbeda. Koneksi kapasitif tidak sengaja ini memperkenalkan kesalahan ke dalam proses pengukuran, merusak keandalan hasilnya.

Salah satu pendekatan umum untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menyisipkan elemen-elemen jembatan dalam perisai. Perisai ini membantu mengandung dan mengurangi dampak medan elektromagnetik eksternal yang berkontribusi pada kapasitansi parasit. Metode lain yang sangat efektif adalah penggunaan perangkat Wagner Earth, yang ditempatkan secara strategis di antara elemen-elemen jembatan untuk menangkal efek kapasitansi parasit.

Konstruksi

Diagram rangkaian perangkat Penyambungan Bumi Wagner, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, mengungkap struktur uniknya. Dalam konteks jembatan listrik, biarkan Z1, Z2, Z3, dan Z4 mewakili lengan impedansi jembatan itu sendiri. Perangkat Penyambungan Bumi Wagner mencakup dua impedansi variabel, yang dinotasikan sebagai Z5 dan Z6. Fitur kunci dari perangkat ini adalah titik tengahnya terhubung ke tanah, memberikan referensi tanah untuk operasinya.

Impedansi lengan perangkat Wagner dirancang dengan hati-hati agar mirip dengan lengan jembatan. Setiap lengan perangkat Wagner terdiri dari kombinasi komponen resistansi dan kapasitansi. Konfigurasi spesifik ini memungkinkan perangkat Penyambungan Bumi Wagner berinteraksi dengan rangkaian jembatan sedemikian rupa sehingga efektif membatalkan efek kapasitansi parasit, memungkinkan pengukuran yang lebih akurat dan dapat diandalkan.

Operasi dan Fungsi Perangkat Penyambungan Bumi Wagner dalam Rangkaian Jembatan

Impedansi Wagner Z5 dan Z6 ditempatkan secara strategis dalam rangkaian jembatan listrik untuk memfasilitasi penyeimbangan elemen-elemen jembatan. Secara khusus, mereka bekerja bersama untuk memastikan bahwa pasangan impedansi Z1 - Z3 dan Z2 - Z4 dibawa ke keseimbangan. Dalam setup ini, C1, C2, C3, dan C4 mewakili kapasitansi parasit yang inheren pada komponen jembatan, sementara D berfungsi sebagai detektor jembatan, yang sangat penting untuk mengidentifikasi saat jembatan mencapai kondisi seimbang.

Untuk jembatan mencapai kondisi seimbang, impedansi lengan Z1 dan Z4 perlu disesuaikan dengan hati-hati. Namun, keberadaan kapasitansi parasit sering kali menjadi hambatan, mencegah jembatan mencapai kondisi seimbang. Operasi rangkaian dipengaruhi oleh posisi saklar S. Ketika S tidak diatur ke posisi 'e', detektor D terhubung antara titik p dan q. Sebaliknya, ketika S dipindahkan ke 'e', detektor D kemudian dihubungkan antara terminal b dan tanah.

Untuk meniadakan efek kapasitansi parasit dan mencapai keseimbangan yang akurat, nilai impedansi Z4 dan Z5 disesuaikan secara metodis. Proses penyesuaian ini didasarkan pada pemantauan output detektor, biasanya menggunakan headphone. Operator mulai dengan menghubungkan headphone antara titik b dan d dan menyetel ulang Z4 dan Z5 untuk meminimalkan suara yang terdengar melalui headphone. Proses iteratif ini, yaitu menghubungkan kembali headphone antara b dan d dan menyetel ulang Z4 dan Z5, diulang hingga keadaan diam dicapai, menunjukkan bahwa jembatan telah mencapai kondisi seimbang.

Setelah jembatan berhasil seimbang, titik b, d, dan e mencapai potensial listrik yang sama. Pada tahap ini, efek merugikan dari kapasitansi parasit C1, C2, C3, dan C4 secara efektif dihilangkan dari rangkaian jembatan. Selain itu, impedansi Wagner Z5 dan Z6, setelah menjalankan fungsinya untuk memfasilitasi keseimbangan, juga secara efektif dihapus dari operasi fungsional rangkaian, memungkinkan pengukuran yang sangat akurat dan dapat diandalkan dari jembatan.