電壓的瞬態(tài)變化

電壓的瞬態(tài)變化，簡(jiǎn)稱瞬變，是指電氣系統(tǒng)在某些參數(shù)發(fā)生變化時(shí)、或外界干擾信號(hào)產(chǎn)生時(shí)所產(chǎn)生的瞬間反應(yīng)。它主要包括三個(gè)特點(diǎn)：超高壓、瞬時(shí)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(diǎn)是電壓快速上升后緩慢下降；


振蕩瞬變：信號(hào)電壓或電流在穩(wěn)態(tài)時(shí)的突然變化，并按照系統(tǒng)自然頻率振蕩；它會(huì)使電力信號(hào)以非常快的速度交替放大縮小，并常會(huì)在一個(gè)周期內(nèi)衰減到零；


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。


瞬態(tài)過電壓

電壓的瞬變，將會(huì)對(duì)工作電路造成比工作電壓高得多的過電壓的短時(shí)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(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短暫，沖擊性強(qiáng)，與雷電活動(dòng)直接相關(guān)而與設(shè)備電壓等級(jí)無關(guān)。

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內(nèi)部過電壓：由線路故障、空載線路投切、隔離開關(guān)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(duì)地或相間瞬態(tài)過電壓，其波形具有緩波前、持續(xù)時(shí)間短、單極性或震蕩、強(qiáng)衰減電壓特性。

瞬態(tài)過電壓的危害

對(duì)于容性負(fù)載設(shè)備的危害：任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成一個(gè)電容器。然而絕緣都只是相對(duì)的，過高的電壓會(huì)導(dǎo)致原本絕緣的物體導(dǎo)電（電容器被擊穿），形成一個(gè)小型電阻，導(dǎo)致電路中的電流增大，燒壞電路中的設(shè)備，甚至可能有造成起火的危險(xiǎn)。

對(duì)于感性負(fù)載設(shè)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(dāng)斷開線圈電源時(shí)，為了維持原有電流，將會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（通?？蛇_(dá)到外施電壓的幾十倍），不僅會(huì)對(duì)本回路造成強(qiáng)干擾，而且還會(huì)以電磁感應(yīng)的方式施擾于臨近回路，加大對(duì)電氣產(chǎn)品的絕緣沖擊和觸頭的磨損。

瞬態(tài)過電壓的測(cè)量

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

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

高動(dòng)態(tài)范圍：輸入信號(hào)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(cè)量方法：

包絡(luò)線法：以正弦波為基礎(chǔ)設(shè)定波形包絡(luò)線范圍，作為瞬變的記錄出發(fā)條件。可以用于浪涌、波形缺口等瞬變的監(jiān)測(cè)。

方均根值法：使用非?？焖俚牟蓸?，在遠(yuǎn)小于一個(gè)基波周期的間隔內(nèi)計(jì)算，將該方均根值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較。

峰值檢測(cè)法：設(shè)定一個(gè)固定的絕對(duì)閾值，電壓瞬時(shí)值超過此值即為瞬變，可用于浪涌監(jiān)測(cè)。

滾動(dòng)窗口法：將瞬時(shí)值與前一個(gè)周期上相應(yīng)的值進(jìn)行比較，可用于監(jiān)測(cè)功率因數(shù)校正電容器投切的低頻瞬變現(xiàn)象。

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