| 瞬態(tài)浪涌抑制器電能質(zhì)量瞬態(tài)測(cè)試

當(dāng)雷暴季節(jié)開始時(shí)，雷擊產(chǎn)生的高頻瞬態(tài)能量可能造成重大傷害。怎樣保護(hù)您的設(shè)備免受損害變得尤為重要。首步，需確保您的電力監(jiān)控設(shè)備能夠勝任工作，并且捕獲這些事件。不幸的是，大部分設(shè)備并非如此。原因如下：現(xiàn)在幾乎每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備的規(guī)格表都定義了“瞬態(tài)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，意思是從1/4周期下降到亞微秒脈沖瞬變的任何事情。根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)，RMS變化是持續(xù)時(shí)間超過(guò)1/2周期的事件，瞬態(tài)要短于這個(gè)。因此，一個(gè)典型的儀器在周期內(nèi)進(jìn)行128次電壓采樣，并在RMS變化情況下進(jìn)行觸發(fā)，只有在采樣周期內(nèi)恰好發(fā)生典型的1.2 x 50微秒閃電脈沖瞬態(tài)時(shí)才會(huì)被捕獲。換言之監(jiān)測(cè)設(shè)備捕獲成功的概率最多只有33%。

與此同時(shí)，如果您的設(shè)備能夠以1MHz或更快的采樣率來(lái)捕獲高頻瞬變，或使用高頻、可復(fù)位雙峰值的檢測(cè)器，概率將顯著上升。峰值檢測(cè)器將高頻電路結(jié)合到峰值保持回路中，保持其最大幅度值，直到復(fù)位為止。如果經(jīng)常復(fù)位，例如每周期128次，則會(huì)捕獲雷電產(chǎn)生的電壓瞬變，并使您能夠評(píng)估對(duì)設(shè)備的任何沖擊。

現(xiàn)在我們將評(píng)估雷電暴風(fēng)雨中常見的電能質(zhì)量損失發(fā)生情況，并了解一個(gè)有效的監(jiān)測(cè)儀器如何捕獲這些事件。在接下來(lái)的例子中，給設(shè)備供電的配電線路有近距離的直接或耦合的雷擊。該設(shè)施依賴于一些包含TVSS（瞬態(tài)電壓浪涌抑制器）的浪涌抑制帶。當(dāng)電壓試圖爬升到超出預(yù)設(shè)值時(shí)，通過(guò)從根本上大幅降低其阻抗，這些元件能夠?qū)⒋罅磕芰哭D(zhuǎn)移到接地導(dǎo)體中，遠(yuǎn)離負(fù)載設(shè)備。

當(dāng)這些TVSS設(shè)備正常工作時(shí)，電壓將被限制在一個(gè)安全的水平。通常是120VAC且峰值低于250V。很多電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備的瞬態(tài)觸發(fā)設(shè)置在峰值500V或者更高，這樣當(dāng)雷擊發(fā)生且TVSS工作時(shí)，電能質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備將無(wú)法觸發(fā)。在這種情況下，完全不知情將帶來(lái)危害，因?yàn)闆_擊必然造成一個(gè)劇烈的瞬態(tài)現(xiàn)象，這意味著能量必須傳遞到某個(gè)地方。幸運(yùn)的是，使用峰值檢測(cè)器觸發(fā)電流瞬變的電能質(zhì)量監(jiān)視器將使您能夠捕獲該數(shù)據(jù)并評(píng)估TVSS的性能。

但是，如果TVSS正常工作并且電壓被限制住，那么您為什么還要關(guān)心這些事件，特別是如果沒(méi)有明顯的設(shè)備損壞情況呢？這是因?yàn)門VSS每次受到輕微影響和打擊，都會(huì)削弱它轉(zhuǎn)移能量的功能。長(zhǎng)此以往，TVSS將無(wú)法正常工作，此時(shí)你將在沒(méi)有察覺(jué)的情況下失去保護(hù)。通過(guò)同時(shí)監(jiān)測(cè)電流和電壓瞬態(tài)，你將發(fā)現(xiàn)雷擊的瞬態(tài)確實(shí)沖擊了電氣系統(tǒng)，TVSS設(shè)備發(fā)揮了功效。同時(shí)判定TVSS設(shè)備是否性能下降并在造成重大損害前更換設(shè)備。換句話說(shuō)，一個(gè)有效的監(jiān)測(cè)儀器可以用來(lái)在發(fā)生破壞性故障前制定維護(hù)日程，優(yōu)化緩沖您的設(shè)備使用，并大限度地提高設(shè)施的電氣可靠性。

現(xiàn)在，讓我們觀察下面這些圖形：電壓A和電流C在回路上游，而電壓B和電流D靠近負(fù)載。前2個(gè)圖形顯示了回路中沒(méi)有TVSS時(shí)的電壓和電流的波形。毫不奇怪，1038Vpk和92A瞬態(tài)出現(xiàn)在監(jiān)控中的相同位置。第3個(gè)圖形顯示了一個(gè)放大版本的瞬態(tài)，伴隨著經(jīng)典的雷擊脈沖瞬態(tài)的迅速上升和稍微緩慢點(diǎn)的衰減。

后面的2個(gè)圖形顯示了存在400V額定電壓浪涌抑制器時(shí)，同樣的瞬變產(chǎn)生的情形。在設(shè)備上游，電壓被限定在400V左右而電流上漲到360A。下游部分，電壓在400V以內(nèi)同時(shí)電流只有5A。顯然，設(shè)備這次起到了良好的作用。但是如果監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)定在500V峰值觸發(fā)，由于沒(méi)有出發(fā)電流，TVSS回路中的瞬態(tài)將無(wú)法補(bǔ)貨。使用250V峰值設(shè)定的TVSS，即使使用高頻瞬態(tài)電壓檢測(cè)，在電壓觸發(fā)監(jiān)視器上丟失事件的可能性也較大。該數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)說(shuō)明了在電流瞬態(tài)損害你的設(shè)備之前，一個(gè)可以真正捕獲高速電流瞬變?cè)O(shè)備的重要性。