電壓的瞬態(tài)變化

電壓的瞬態(tài)變化，簡(jiǎn)稱(chēng)瞬變，是指電氣系統在某些參數發(fā)生變化時(shí)、或外界干擾信號產(chǎn)生時(shí)所產(chǎn)生的瞬間反應。它主要包括三個(gè)特點(diǎn)：超高壓、瞬時(shí)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(xiàn)路或電路傳播的瞬態(tài)電壓波，特點(diǎn)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態(tài)時(shí)的突然變化，并按照系統自然頻率振蕩；它會(huì )使電力信號以非?？斓乃俣冉惶娣糯罂s小，并常會(huì )在一個(gè)周期內衰減到零；


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


瞬態(tài)過(guò)電壓

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

外部過(guò)電壓：主要由雷擊引起，特點(diǎn)是持續時(shí)間短暫，沖擊性強，與雷電活動(dòng)直接相關(guān)而與設備電壓等級無(wú)關(guān)。

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內部過(guò)電壓：由線(xiàn)路故障、空載線(xiàn)路投切、隔離開(kāi)關(guān)操作空載母線(xiàn)、操作空載變壓器或其它原因在系統中引起的相對地或相間瞬態(tài)過(guò)電壓，其波形具有緩波前、持續時(shí)間短、單極性或震蕩、強衰減電壓特性。

瞬態(tài)過(guò)電壓的危害

對于容性負載設備的危害：任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導體都可以構成一個(gè)電容器。然而絕緣都只是相對的，過(guò)高的電壓會(huì )導致原本絕緣的物體導電（電容器被擊穿），形成一個(gè)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(xiàn)圈具有抑制加在它上面的電流發(fā)生變化的特性。當斷開(kāi)線(xiàn)圈電源時(shí)，為了維持原有電流，將會(huì )產(chǎn)生很強的感應電動(dòng)勢（通?？蛇_到外施電壓的幾十倍），不僅會(huì )對本回路造成強干擾，而且還會(huì )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。

瞬態(tài)過(guò)電壓的測量

為了能夠監測、捕獲與記錄電壓瞬態(tài)變化現象，要求電能質(zhì)量測量?jì)x器具有以下性能：

高采樣率：穩態(tài)10kHz級以上，瞬態(tài)MHz級以上

高動(dòng)態(tài)范圍：輸入信號從幾百伏至8kV，瞬間變化20倍以上

同時(shí)，IEC61000-4-30定義了瞬變的測量方法：

包絡(luò )線(xiàn)法：以正弦波為基礎設定波形包絡(luò )線(xiàn)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測。

方均根值法：使用非?？焖俚牟蓸?，在遠小于一個(gè)基波周期的間隔內計算，將該方均根值與設定的閾值進(jìn)行比較。

峰值檢測法：設定一個(gè)固定的絕對閾值，電壓瞬時(shí)值超過(guò)此值即為瞬變，可用于浪涌監測。

滾動(dòng)窗口法：將瞬時(shí)值與前一個(gè)周期上相應的值進(jìn)行比較，可用于監測功率因數校正電容器投切的低頻瞬變現象。

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