電氣中不可忽視的一瞬間
在電影《大話西游》中,唐僧的經典對白“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)在某些參數發(fā)生變化時、或外界干擾信號產生時所產生的瞬間反應。它主要包括三個特點:超高壓、瞬時態(tài)、高頻次。根據其表現,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;
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衰減到零;
電壓波形缺口:連續(xù)(每周期)的電壓瞬變現象,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。
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。
內部過電壓: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。
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。
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,將會產生很強的感應電動勢(通常可達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,加大對電氣產品的絕緣沖擊和觸頭的磨損。
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)變化現象,要求電能質量測量儀器具有以下性能:
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??梢杂糜诶擞俊⒉ㄐ稳笨诘人沧兊谋O(jiān)測。方均根值法:使用非??焖俚牟蓸?,在遠小于一個基波周期的間隔內計算,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)測功率因數校正電容器投切的低頻瞬變現象。