*二十六节 什么是浪涌电压

       浪涌电压是电网上突发的瞬间电压变化,时间很短,一般在几十微秒,幅度可以达到数千伏。浪涌电压是现代电网上较常见的电能质量问题之一,对现代化的自动控制设备和信息设备造成了严重的威胁。IBM公司研究了各种危害信息设备的因素,结果如图1所示。

      根据IBM公司的调查,数据系统的故障原因中,45.3%是由于电能质量导致的,而其中浪涌电压占到90%。因此,对于电子信息系统合自动控制系统,解决了浪涌电压防护的问题,数据系统的**性就会大大提高。

      浪涌电压的产生原因有两个,一个是雷电,另一个是电网上的大型负荷接通或断开(包括补偿电容的投切)时产生的。其中,后者占到浪涌现象的80%以上,图2是在某个工厂监测到的电压波形,可见浪涌电压出现的频度很高。

      过去,人们对浪涌电压的危害局限在雷电导致绝缘损坏的范围内,对于浪涌导致的系统误动作几乎没有概念。因为这种短暂的变化对传统的电力负荷几乎没有任何影响。一的不良影响是,可能对负荷的电气绝缘造成损伤。

      现在,人们越来越关注浪涌电压对制造系统、信息系统造成的影响。这主要是因为,现代工业的核心是自动化,自动化依靠计算机(常用就是PLC,这是一种通用的工业计算机)来控制。计算机对于浪涌电压十分敏感。浪涌电压是导致计算机误动作、数据丢失的主要原因。

      浪涌电压也会导致计算机软损伤,软损伤就是计算机受到浪涌电压作用后,**性降低,寿命缩短。浪涌电压导致现代化制造系统出现的故障主要包括:

      ·存储器内数据丢失

      ·I/O接口电路复位,导致控制过程中断

      ·线路板上的器件损坏

      ·预置的校准值漂移

      ·程序跑飞、系统死锁

      ·变频器、直流电机驱动器等的输入整流模块故障

      ·控制器发出错误指令,导致系统误动作

      浪涌电压之所以会造成控制设备、信息设备的误动作甚至损坏,主要因为浪涌电压会导致直流母线电压升高。以变频器为例,图3(a)所示的是母线上的无功补偿电容投切时产生的浪涌电压,图3(b)所示的是变频器直流母线上出现的浪涌电压,变频器母线上的电压变化,电压**过了过压报警线,变频器会进入过压保护状态。

      类似于电容投切浪涌这种内部电网上产生的浪涌电压虽然十分频繁,但是幅度较小,较大的危害是导致设备误动作,很少导致设备损坏。但是雷电导致的浪涌电压,如图3(c)所示,其幅度很高,可能会导致电子设备的硬件损坏。

      浪涌防护是现代制造系统、信息系统中**考虑的问题。

      需要注意的是,浪涌保护的标准也发生了**的变化。传统的浪涌保护措施,只要保护电气设备的绝缘不被浪涌电压损坏即可。而现代浪涌保护措施,要确保控制系统、信息系统在浪涌电压的条件下,不会出现误动作。较近,发生在高铁上的重大事故,据说是因为天气恶劣,导致信号系统出现误动作。这有可能是雷电导致的浪涌电压使信号系统出现误动作。因此,在进行现代化的自动系统集成时,**充分考虑浪涌电压的防护。

      能够对自动控制系统和信息系统提供**浪涌保护的设备叫做“正弦波跟踪浪涌保护器”。使用这种设备,不仅能够保护电气设备的绝缘不被损坏,还能够**控制设备、信息设备的**工作。事实证明,在浪涌保护方面的投资会通过减少设备损坏、降低维护成本、延长系统正常工作时间等途径很快收回。从维护系统的安全**运行的角度,安装浪涌保护器是十分必要的。

      航天科工集团706所开发的HTSP系列浪涌保护器,采用了国际上较先进的正弦波跟踪技术,不仅能够保护设备的绝缘和硬件,还能确保设备的内部数据不会受到损坏和误动作,是现代化工业制造系统的理想配套设备。


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    词条说明

  • 现代建筑中的三次谐波问题

    1、现代建筑物与传统建筑物有什么不同? 答:电气负荷的性质发生了根本的变化。过去的建筑物中,负荷基本是电阻性和电感性的,而现代建筑物中的负荷大部分是整流电路负荷。 整流电路就是将电网的交流电变换成直流电的装置。任何电子设备,小到手机充电器、节能灯,大到复杂的通信设备、电子医疗设备、科学实验设备,都包含整流电路。因为任何电子线路都**使用直流电工作,需要整流电路完成供电的任务。 传统的电气负荷从电

  • 谐波电流是怎样对其他设备造成干扰的

      谐波电流的主要危害之一是对同一个电网上的其它电子设备形成干扰。那么这种干扰是怎样形成的呢?了解了这种干扰产生的机理,就能够有效地预防干扰。 这种干扰是电流流过电网系统的负载时产生的。要记住:非线性负载向电网发射的谐波电流本身并不会对其他设备产生影响,我们所看到的谐波对其他设备的影响,是谐波电流通过电网的阻抗产生谐波电压产生的。 关于这种现象的解释如图1所示。 这里设备1是产生谐波电

  • *三十一节 什么是电能调节器

      电能调节器是一种能够将畸变的电压整理成标准正弦波电压的设备,主要用于关键控制设备、贵重设备的供电。电能调节器能够将电网上的各种不良因素消除。 过去,电网的主要问题是电压不稳定,负荷大时,电压过低,负荷小时,电压过高。例如,过去,办公室的电压,在夏季较低可以低到165V,许多科学仪器都无法正常工作。这时因为夏季是用电高峰季节,由于电网的容量不足,较大的电流在系统阻抗上形成了较大的电压

  • *三十三节 为什么传统的谐波治理方法不能解决谐波干扰的问题

      传统的治理谐波的方法是在变压器的下端安装陷波器型的谐波滤波器。这种滤波器的基本原理是为谐波电流提供一个低阻抗通路,旁路掉谐波电流,从而避免谐波电流流入变压器,如图1所示。 这种方法对于传统的谐波治理是有效的,但是对于解决企业内部电磁干扰的问题效果很差。之所以这样,是因为大部分谐波源是电压源性质的,也就是,它发射的谐波电流随着系统的阻抗降低而增强。因此,当安装了滤波器后,系统在某次谐

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