Generadores de impulsos u distrital

MARCO REFERENCIAL DE LOS GENERADORES DE IMPULSOS.

Los ensayos de aislamiento a impulso normalizado que simulan los transitorios con frente brusco de origen atmosférico o de maniobra, se realizan con generadores de impulso.
El esquema básico de los generadores de impulso fue originalmente propuesto por E. Marx en 1924, los generadores de Marx son probablemente la manera más común de generarlos impulsos de alto voltaje para probar cuando el nivel voltaico requerido es más alto que el disponible cargando voltajes de fuente, consiste en un cierto grupo de capacitores que se cargan en paralelo por medio de rectificadores de alta tensión, a través de resistencias de carga. La descarga de los capacitores se realiza a través de espinterómetros de esferas en un circuito serie que incluyeresistencias amortiguadoras de las oscilaciones.
La carga de los capacitores y en consecuencia la tensión total del generador puede variarse regulando la tensión del rectificador. La polaridad de la tensión se cambia invirtiendo las conexiones de los capacitores al rectificador.
El método más utilizado para originar la descarga del generador consiste en aplicar un impulso de tensión al electrodocentral de un espinterómetro con tres esferas, que está colocado entre el primer y segundo grupo, por medio de una fuente auxiliar. Iniciada la descarga, ésta se propaga a todos los espinterómetros de la cadena.

PRINCIPIO BÁSICO DEL GENERADOR DE IMPULSOS
Muchos años de investigación han determinado que una sobretensión atmosférica se puede representar como un impulso unidireccional de tensión yobtenerse a partir de los circuitos mostrados en la siguiente figura(1):

Analizando cualquiera de los circuitos propuestos se obtiene que inicialmente el condensador C1 (que representa al generador de impulsos), es cargado con tensión continua Vo, de polaridad positiva o negativa, y luego es súbitamente descargado en un circuito conformado por el condensador C2 y las resistencias R1 y R2.Este proceso de descarga se inicia en el instante en cual se establece entre las esferas del espinterómetro SG un arco eléctrico y la tensión se transfiere a C2, que representa básicamente a un objeto bajo prueba. Entonces, la expresión analítica del voltaje de impulso en C2 tiene la forma:
(1)
Si los parámetros de resistivos y capacitivos del circuito son constantes y los valores de α y β sonrelativamente diferentes entre sí, se pueden analizar separadamente dos circuitos: el del frente de onda y el de la cola.

Figura (2)
Ahora bien, considerando el circuito del frente de onda en el momento en que ocurre la descarga entre las esferas del espinterómetro SG, el condensador C2se carga con la constante de tiempo T1:
(2)
Definida como el producto de la resistencia de frente R1 con lacapacidad equivalente serie de los dos condensadores C1 y C2. Generalmente, se asume que C1>>C2por lo que la relación se puede simplificar a:
(3)
Que indica que la duración del frente de la onda de tensión en el condensador C2 es directamente proporcional a la resistencia de frente R1 y a la capacidad del objeto de prueba C2.
Haciendo un proceso análogo en el circuito de cola, en elinstante en el cual la transferencia de carga de C1 a C2 es cero (debido a una redistribución de la carga eléctrica entre ambos), los condensadores se descargan en la resistencia R2 con una constante de tiempo T2 igual a:
(4)
y simplificando con la suposición C1>>C2, se tiene que:
(5)
Que depende proporcionalmente de la resistencia de cola R2 y la capacidad C1.
Es importante señalar queconociendo los valores de C1, C2, T1 y T2 es posible establecer, al menos en una primera aproximación, los valores necesarios de R1 y R2 para obtener en el objeto bajo prueba la forma de onda de tensión de impulso determinada [1]- [2].
Analizando el circuito (a) de la Figura 1, a partir del instante en ocurrir la transferencia de energía entre el capacitor C1 y C2 se tiene la siguiente ecuación en...