고전압케이블을 가능한 짧게 유지해야 하는 이유와 케이블의 길이를 검토해야하는 이유

AN-19

스펠만의 고전압전원장치의 대부분은 고압전원장치의 출력을 "부하"에 연결하기 위해 특수 유형의 케이블을 사용합니다. 이러한 케이블 중 대부분은 동축 케이블입니다. 동축 케이블은 접지된 쉴드와 노이즈 억제 및 소스에서 부하까지 양호한 접지 경로로 인해 안전 보호 기능이 있습니다..

그러나 동축 케이블은 출력에 커패시턴스를 갖게 됩니다. 사용된 동축 케이블의 특정 유형에 따라 커패시턴스는 고전압 케이블 길이 당 30pF 이상의 커패시턴스 일 수 있습니다. 극한의 고압에서 스펠만의 전원장치가 작동하기 때문에 명목상의 정전 용량이라도 상당한 양의 저장 에너지를 가질 수 있습니다. 커패시터에 저장된 에너지는 다음과 같이 계산됩니다.

Stored Energy (Joules) = ½ CV². 여기서 C는 커패시턴스이고 V는 인가 된 전압이다.

고전압이기 때문에 작은량의 커패시턴스도 전압의 제곱에 따라 큰 양의 저장 에너지가 될 수 있습니다. 고전압 케이블이 전원장치의 출력 커패시턴스보다 많은 저장 에너지를 가지는 경우가 있습니다.

이 케이블 커패시턴스는 전원장치에 대한 외부 커패시턴스로 간주됩니다. 전원장치는이 커패시턴스를 충전 및 구동해야하며 경우에 따라 문제가 발생할 수 있습니다. 그러나 실제 문제는 아크가 발생할 때 일어나는 일입니다. 이 케이블 커패시턴스의 위치로 인해 저장된 에너지가 방전될때 직렬로 연결된 저항이 없습니다. 전원장치에는 출력부분에 아크 제한 저항이 내장되어 아크 전류 방전 크기를 안전하고 예측 가능한 수준으로 제한합니다. 케이블 커패시턴스에는 아크가 발생하는 동안 방전 전류가 커질 수 있고 에너지로 인해 기전력이 발생할 수 있으므로 이러한 제한이 없습니다. "링잉 (ringing)"은 케이블과 전원 공급 장치에 매우 위험 할 수 있습니다. 결국 에너지는 아크 임피던스 및 기타 발산되는 요소에 의해 사라지지만 매우 높은 전압의 링잉이 발생한 후에만 소비됩니다. 이것은 또한 고객의 부하가 미약하고 부적절하게 접지 된 장비에 큰 타격을 줄 수 있습니다.

이러한 이유로 고전압 케이블의 길이를 가능한 한 짧게 유지하는 것이 좋은 엔지니어링 기법으로 간주됩니다. 케이블 길이가 긴 전원 공급 장치를 사용할 수 없다는 뜻입니까? 아닙니다. 그러나 모든 것이 같으면 짧은 고전압 케이블을 사용하는 것이 매우 긴 고전압 케이블을 사용하는 것보다 문제가 될 가능성이 적습니다.