温馨提示：祥和节能集团首席科学家兼国家节能减碳产业创新联盟理事长、四川大学锦城学院特聘教授、节能减碳高级专家伍泽涌先生，率领祥和节能集团总工办、产品研发部、技术保障处及安装工程部的专业技术人员，按照科学、实用、通俗的原则，在国家节能减碳产业创新联盟官网及其公众号、祥和节能集团官网及其公众号、国家节能减碳产业创新联盟10大微信圈，自2019年8月9日起同时开讲，每天1讲（周六、周日、节假日除外）。敬请关注和浏览。

 

 

第七十八讲 三大常见电能污染的定义、特点和来源

 

①瞬流

 

A.定义

 

瞬流这类电能污染，我国研究得不多，是三种电能污染中最不为人们所熟知的。瞬流几乎存在于所有工业用电和民用电的电能系统之中，是高爆发的电能，是交流正弦波电路上电流与电压的一种瞬时的畸变。其主要表现形式为浪涌、谐波、尖峰、间谐波。

 

B.特点

 

瞬流的特点是超高压、超高速、超高频次。它在微秒级和纳秒级这样短的时间内，其电压高出正常值的几十倍到几百倍甚至几千倍。例如，在额定电压为380伏的用户配电系统中，电压如果分别上升到50倍、500倍、5000倍，则用户配电系统中的设备、仪表、仪器、线路和开关，则在微秒级或纳秒级这样短的时间内，瞬时承受的电压分别高达1.9万伏、19万伏、190万伏。读者朋友们可能要问，这么高的电压，怎么我们单位的用电设备没有被烧毁呀！这是由于瞬流产生的电压虽然非常非常的高，但持续的时间确很短很短。所谓超高速是指瞬流尖峰发生在极短的时间内，能够在数纳秒内，完成从产生、迸发到消失的全过程；所谓超高频次是指瞬流尖峰的活动十分频繁，可以说无时不有，无处不在。

 

C.来源

 

瞬流产生的原因主要来自用户配电系统外部和内部两大类。其中，外部原因来源占10%-20%，如雷电、相邻单位个人用电产生的谐波等；内部原因来源占80%-90%，如负载频繁开关、负载频繁变化，大功率设备的损坏等。据福特公司的测试，一盏灯的开关，一个电器的开启，甚至电脑键盘的点击，就有数十个瞬流产生，电压高达500伏-1200伏。再如一个日光灯管的开与关，就有24个瞬流产生。

 

祥和中央节能保护装置

 

②浪涌

 

A．定义和种类

 

所谓浪涌又叫突波、瞬变、脉变，是瞬流的一种特殊形式，其英文为Electricieal Surgy，是指在不超过1毫秒的短时间内，所产生的超出正常工作电压（电流）的瞬间过（低）剧烈脉冲电压（电流），包括浪涌电压和浪涌电流。

 

所谓浪涌电压是指超出正常工作电压的瞬间过电压，是沿线路或电路传输的瞬变电压波形，其特征为该电压具有一个迅速上升的前沿和一个下降较慢的尾部过程。浪涌电流是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下，产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。

 

B．浪涌的主要特点

 

浪涌产生的时间非常短，属于微秒级水平，但不包括纳秒级水平，其浪涌电压的峰值超过正常值的2倍以上，在瞬间的电压峰值可由几百伏上升到两万伏。浪涌可以说在用户配电系统中无处不在，普遍存在于常见配电系统之中。

 

C．浪涌的来源

 

以用户配电系统为参照物，浪涌仍可分为外部浪涌和内部浪涌两大类。其中，外部浪涌为雷击浪涌电网中开关操作，相邻单位设备开启和切除操作产生的浪涌，约占20%左右；内部浪涌是由负载操作与故障引起的冲击，如空调、电磁、电焊机、空压机、水泵、开关电源、复印机、其它感应设备、大型设备的投切、大型晶闸管的开断等。属于震荡型浪涌。

 

祥和集团总部

 

③谐波

 

A.谐波定义

 

1822年，法国数学家傅里叶指出，一个任意函数都可以分解为无穷多个不同频率正弦信号的和。据此，IEEE（美国电气与电子工程师协会）定义，谐波是周期性波形或周期量的正弦分量，其频率为基频的整数倍。目前一个普遍接受的谐波定义为，谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。

 

谐波是狭义和广义两种，是主频的N倍波，可分为狭义的谐波，又叫高次谐波，是指电流中所有的频率为基波的整数倍的电量。一般指周期性的非正常电量进行的傅里叫级数分解，其余大于基数频率的电流产生的电量，也就是谐波是主电网频率的倍数。

 

如电网频率为50赫兹时，3次谐波为3×50赫兹=150赫兹；5次谐波为5×50赫兹=250赫兹，以此类推。

 

广义的谐波是指由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此，任何与工频的频率不同的成分，都是谐波，从而产生分数谐波、间谐波、次谐波等说法。

 

B.谐波的特点

 

谐波的产生规律是，只要电流的形态发生变化就会产生。典型的谐波源为震流、电弧、磁滞型设备、交流变直流、交注变为电弧等。

 

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C.谐波的来源与常见谐波装置

 

谐波的产生来自两个方面，一是用户的用电设备产生的谐波，这些谐波最多。二是输电和配电系统产生的谐波。常见的谐波有下列三类：

 

一是用户端的低压电器设备类：

 

如计算机、充电器、医疗设备、科研用仪器、调速驱动器、节能灯、激光打印机等。

 

二是电子装置类：

 

如整流器、逆变器、斩波器、变频器等多种交流与直流的交流装置，以及双向晶闸管可控开关设备等。

 

三是变压器类：

 

因变压器铁芯的饱和，磁化曲线非线性，加上设计时考虑经济性，其工作磁化选择在磁化曲线的近饱和线上，造成磁化电流成尖顶波形。

 

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祥和节能集团（成都祥和云端节能设备集团有限公司），是成立于1992年的成都高新区的国家级高新技术企业，是国家节能减碳产业创新联盟与四川省节能减碳产业创新联盟的依托单位和理事长单位，荣获中国节能节电行业标杆企业称号，是工信部、商务部、国家机关事务管理局“三部局”推荐的祥和中央节能保护装置的发明者，是集用能安全与能效监测一体的祥和监测机器人的研发单位，在北京、上海、重庆、广州、青岛、合肥、西安等地拥有40多家子公司或合资公司，以“让用电更安全更省钱”为宗旨，以“致力于成为解决新时代用电问题的领先者”为愿景。专家答疑电话：13908004376 伍先生。

 

 

 

 

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