Grid-to-ground yalıtım parametrelerini ölçmek için frekans bölünme yöntemi

Frekans bölme yöntemi, potansiyel transformatörün (PT) açık delta tarafına farklı bir frekansta bir akım sinyali enjekte ederek şebeke-kara parametrelerinin ölçülmesini sağlar.

Bu yöntem yerleştirilmeyen sistemlere uygulanabilir; ancak, nötr noktasının bir yay söndürme bobini aracılığıyla yerleştirildiği bir sistemin şebeke-kara parametrelerini ölçerken, yay söndürme bobini önceden işletimden çıkarılmalıdır. Ölçüm prensibi Şekil 1'de gösterilmiştir.

Şekil 1'de gösterildiği gibi, PT'nin açık delta tarafından farklı frekansta bir akım enjekte edildiğinde, PT'nin yüksek gerilim tarafında sıfır dizi akımı oluşur. Bu sıfır dizi akımın üç fazda aynı büyüklük ve yönü olduğundan, güç kaynağı tarafı veya yük tarafı üzerinden geçemez ve sadece PT ve kara kapasitansı aracılığıyla bir döngü oluşturur. Bu nedenle, Şekil 1'in şematik diyagramı Şekil 2'de gösterilen fiziksel modele daha da basitleştirilebilir.

PT'nin açık delta tarafından enjekte edilen heterofrekanslı akım bilinen bir niceliktir ve bu tarafındaki gerilim sinyali doğrudan ölçülebilir.

Şekil 2'ye dayanarak Şekil 3'te gösterilen matematiksel model oluşturulduktan sonra, orta gerilim dağıtım ağının eşdeğer faz-kara kapasitansı, PT'nin dönüştürme oranı, iki farklı frekansa karşılık gelen enjekte edilen akım genlikleri ve dönüş gerilim genlikleri ile bu iki frekanslarda dönüş gerilim sinyalleri ile enjekte edilen akım sinyalleri arasındaki faz açısı farklarının kombinasyonu ile hesaplanabilir.

Gerilim sinyali ile enjekte edilen akım sinyali arasındaki faz açısı farkını θₘ, dağıtım ağ sisteminin faz direncini R ve dağıtım ağ sisteminin faz impedansını Zₘ olarak kabul edelim. O zaman:

Aşağıdaki şekilde basitleştirilebilir:

Dağıtım ağ sisteminin faz-kara kapasitansı.

Şekil 3'teki fiziksel modele dayanarak, karşılık gelen bir matematiksel model oluşturulabilir. Sinyallerin tespiti ve ölçümü ile üç faz-kara kapasitans değeri (3C) ölçülebilir. Ancak, bu yöntem prensipte belirli içsel hatalara sahiptir.