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(shù)發(fā)生變化時、或外界干擾信號產(chǎn)生時所產(chǎn)生的瞬間反應(yīng)。它主要包括三個特點：超高壓、瞬時態(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(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(guān)而與設(shè)備電壓等級無關(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(fù)載設(shè)備的危害：任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成一個電容器。然而絕緣都只是相對的，過高的電壓會導(dǎo)致原本絕緣的物體導(dǎo)電（電容器被擊穿），形成一個小型電阻，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。

對于感性負(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，為了維持原有電流，將會產(chǎn)生很強的感應(yīng)電動勢（通常可達(dá)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(yīng)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(xiàn)象，要求電能質(zhì)量測量儀器具有以下性能：

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

高動態(tài)范圍：輸入信號從幾百伏至8kV，瞬間變化20倍以上

同時，IEC61000-4-30定義了瞬變的測量方法：

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。

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

峰值檢測法：設(shè)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(yīng)的值進(jìn)行比較，可用于監(jiān)測功率因數(shù)校正電容器投切的低頻瞬變現(xiàn)象。

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