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周立功致遠電子解析電氣中不可忽視的一瞬間

2015-08-27 16:11 來源:周立功致遠電子 編輯:柚子

在電影《大話西游》中,唐僧的經(jīng)典對白“打雷啦,下雨啦,快回家收衣服??!”——打雷,在電氣系統(tǒng)中十分容易造成電壓的瞬間變化,這種瞬間變化,是什么呢?今天由小編給大家介紹介紹什么是瞬態(tài)。

電壓的瞬態(tài)變化

電壓的瞬態(tài)變化,簡稱瞬變,是指電氣系統(tǒng)在某些參數(shù)發(fā)生變化時、或外界干擾信號產(chǎn)生時所產(chǎn)生的瞬間反應。它主要包括三個特點:超高壓、瞬時態(tài)、高頻次。根據(jù)其表現(xiàn),可將其分為以下三種:

沖擊瞬變:沿線路或電路傳播的瞬態(tài)電壓波,特點是電壓快速上升后緩慢下降;

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沖擊瞬變

振蕩瞬變:信號電壓或電流在穩(wěn)態(tài)時的突然變化,并按照系統(tǒng)自然頻率振蕩。它會使電力信號以非??斓乃俣冉惶娣糯罂s小,并常會在一個周期內(nèi)衰減到零;

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振蕩瞬變

電壓波形缺口:連續(xù)(每周期)的電壓瞬變現(xiàn)象,如大型變流器在換相過程中短暫相間短路引起的電源電壓波形畸變。

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電壓波形缺口


瞬態(tài)過電壓

電壓的瞬變,將會對工作電路造成比工作電壓高得多的過電壓的短時作用,即瞬態(tài)過電壓。其成因可大致分為兩類:

外部過電壓:主要由雷擊引起,特點是持續(xù)時間短暫,沖擊性強,與雷電活動直接相關而與設備電壓等級無關。

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外部過電壓主要由雷擊引起

內(nèi)部過電壓:由線路故障、空載線路投切、隔離開關操作空載母線、操作空載變壓器或其它原因在系統(tǒng)中引起的相對地或相間瞬態(tài)過電壓,其波形具有緩波前、持續(xù)時間短、單極性或震蕩、強衰減電壓特性。

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內(nèi)部過電壓主要由線路故障等原因引起

瞬態(tài)過電壓的危害

對于容性負載設備的危害:任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體都可以構成一個電容器。然而絕緣都只是相對的,過高的電壓會導致原本絕緣的物體導電(電容器被擊穿),形成一個小型電阻,導致電路中的電流增大,燒壞電路中的設備,甚至可能有造成起火的危險。

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瞬態(tài)過電壓的危害

對于感性負載設備的危害:電磁線圈具有抑制加在它上面的電流發(fā)生變化的特性。當斷開線圈電源時,為了維持原有電流,將會產(chǎn)生很強的感應電動勢(通??蛇_到外施電壓的幾十倍),不僅會對本回路造成強干擾,而且還會以電磁感應的方式施擾于臨近回路,加大對電氣產(chǎn)品的絕緣沖擊和觸頭的磨損。

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感性負載設備的危害


瞬態(tài)過電壓的測量

為了能夠監(jiān)測、捕獲與記錄電壓瞬態(tài)變化現(xiàn)象,要求電能質(zhì)量測量儀器具有以下性能:

高采樣率:穩(wěn)態(tài)10kHz級以上,瞬態(tài)MHz級以上

高動態(tài)范圍:輸入信號從幾百伏至8kV,瞬間變化20倍以上

同時,IEC 61000-4-30定義了瞬變的測量方法:

包絡線法:以正弦波為基礎設定波形包絡線范圍,作為瞬變的記錄出發(fā)條件??梢杂糜诶擞?、波形缺口等瞬變的監(jiān)測。

方均根值法:使用非常快速的采樣,在遠小于一個基波周期的間隔內(nèi)計算,將該方均根值與設定的閾值進行比較。

峰值檢測法:設定一個固定的絕對閾值,電壓瞬時值超過此值即為瞬變,可用于浪涌監(jiān)測。

滾動窗口法:將瞬時值與前一個周期上相應的值進行比較,可用于監(jiān)測功率因數(shù)校正電容器投切的低頻瞬變現(xiàn)象。

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