為了找出造成故障的原因，我們用電流鉗表對(duì)設(shè)備電流進(jìn)行測(cè)量，然而發(fā)現(xiàn)幾個(gè)鉗表所測(cè)電流值相差非常大，例如下圖的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試圖所示。那么哪個(gè)值才是正確的呢？圖2是該電流的波形。


從電流波形可以看出，該負(fù)載是一個(gè)非線性負(fù)載，波形不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，圖1中左邊的電流表是真有效值測(cè)量?jī)x，右邊的是按有效值校準(zhǔn)的平均值測(cè)量?jī)x。那么為什么這兩種電流表測(cè)出來的電流值會(huì)相差那么大呢？在很好的理解它們差異所在之前必須首先了解有效值的確切含義。

什么是有效值（方均根值）？

交流電流的有效值（RMS）等于在同一電阻性負(fù)載回路中，與其產(chǎn)生等熱量的直流電流的大小。使用交流電時(shí)，電阻產(chǎn)生的熱量與一個(gè)周波內(nèi)的平均電流的平方成正比。換而言之，產(chǎn)生的熱量和電流平方的平均值成正比，也就是說電流值和這個(gè)平方的平均值開方后的值也就是有效值成正比。（由于平方后總是正數(shù)，所以不用考慮極性問題）
對(duì)于如圖 2 所示的純正弦波，有效值是峰值的 0.707 倍（或者說峰值是有效值的 即 1.414 倍）。換句話說，有效值為 1 安培的純正弦波電流的峰值電流為 1.414 安培。如果波形值僅僅被簡(jiǎn)單的平均（對(duì)半個(gè)負(fù)波形取反），平均值就是峰值的 0.636 倍，或是有效值的 0.9 倍。圖 3 所示為這兩個(gè)重要的比例關(guān)系。

波頂因數(shù)=峰值/有效值=1.414

波形因數(shù)=有效值/平均值=1.111
[page]

在測(cè)量一個(gè)純正弦波（僅限于純正弦波）時(shí)，簡(jiǎn)單的測(cè)出平均值（0.636 倍峰值），再乘以波形因數(shù) 1.111（即 0.707 倍峰值）所得到的數(shù)值是完全正確的，這個(gè)數(shù)值也被稱為有效值。這種方法被廣泛用于所有的模擬測(cè)量?jī)x（此時(shí)平均值是靠線圈運(yùn)動(dòng)的慣性和阻尼作用來實(shí)現(xiàn)的）和所有舊式、儀表和大多數(shù)電流表數(shù)字萬(wàn)用表上。這種技術(shù)被稱為“平均讀數(shù)，按有效值校準(zhǔn)”的測(cè)量方法。 問題是這種測(cè)量方法只適用于純正弦波，而在現(xiàn)實(shí)的電氣裝置中根本不存在純正弦波。圖 4 所示的波形圖是一個(gè)接入個(gè)人電腦后所產(chǎn)生的典型電流波形圖。方均根值仍然是 1 安培，但是峰值要明顯高于純正弦波時(shí)的峰值，為 2.6 安培。

同時(shí)平均值則小得多，為 0.55 安培。


如果這個(gè)波形用“平均讀數(shù)，按有效值校準(zhǔn)”的測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，它的讀數(shù)為 0.61 安培，比真有效值（1 安培）少了將近 40%。

至此，也就不難理解為什么斷路器在“不滿載”狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)故障和頻繁誤跳閘啦。所以，針對(duì)非線性負(fù)載的信號(hào)測(cè)量，需要選擇“真有效值“表進(jìn)行測(cè)量，才能正確評(píng)估實(shí)際電流，從而正確選擇合適的導(dǎo)線。

功率分析儀提供精確的真有效值測(cè)量，圖5是功率分析儀的測(cè)量原理圖。


隨著電力電子的快速發(fā)展，開關(guān)技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，同時(shí)碳化硅技術(shù)的發(fā)展讓更高的開關(guān)頻率得以實(shí)現(xiàn)以滿足更高效率的電源設(shè)計(jì)。PA系列功率分析儀帶寬高達(dá)5MHz，采樣率高達(dá)2MS/s，滿足未來高頻的測(cè)量需求。

相關(guān)閱讀：

E9D漏電保護(hù)斷路器 檢測(cè)不容忽視的30mA
針對(duì)斷路器失靈保護(hù)問題的分析
設(shè)計(jì)中有關(guān)熔斷器和斷路器的選型方案