電壓的瞬態變化

電壓的瞬態變化，簡稱瞬變，是指電氣系統在某些參數發生變化時、或外界干擾信號產生時所產生的瞬間反應。它主要包括三個特點：超高壓、瞬時態、高頻次。根據其表現，可將其分為以下三種：

沖擊瞬變：沿線路或電路傳播的瞬態電壓波，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態時的突然變化，并按照系統自然頻率振蕩；它會使電力信號以非常快的速度交替放大縮小，并常會在一個周期內衰減到零；


電壓波形缺口：連續（每周期）的電壓瞬變現象，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，特點是持續時間短暫，沖擊性強，與雷電活動直接相關而與設備電壓等級無關。

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內部過電壓：由線路故障、空載線路投切、隔離開關操作空載母線、操作空載變壓器或其它原因在系統中引起的相對地或相間瞬態過電壓，其波形具有緩波前、持續時間短、單極性或震蕩、強衰減電壓特性。

瞬態過電壓的危害

對于容性負載設備的危害：任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體都可以構成一個電容器。然而絕緣都只是相對的，過高的電壓會導致原本絕緣的物體導電（電容器被擊穿），形成一個小型電阻，導致電路中的電流增大，燒壞電路中的設備，甚至可能有造成起火的危險。

對于感性負載設備的危害：電磁線圈具有抑制加在它上面的電流發生變化的特性。當斷開線圈電源時，為了維持原有電流，將會產生很強的感應電動勢（通常可達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的方式施擾于臨近回路，加大對電氣產品的絕緣沖擊和觸頭的磨損。

瞬態過電壓的測量

為了能夠監測、捕獲與記錄電壓瞬態變化現象，要求電能質量測量儀器具有以下性能：

高采樣率：穩態10kHz級以上，瞬態MHz級以上

高動態范圍：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：

包絡線法：以正弦波為基礎設定波形包絡線范圍，作為瞬變的記錄出發條件。可以用于浪涌、波形缺口等瞬變的監測。

方均根值法：使用非常快速的采樣，在遠小于一個基波周期的間隔內計算，將該方均根值與設定的閾值進行比較。

峰值檢測法：設定一個固定的絕對閾值，電壓瞬時值超過此值即為瞬變，可用于浪涌監測。

滾動窗口法：將瞬時值與前一個周期上相應的值進行比較，可用于監測功率因數校正電容器投切的低頻瞬變現象。

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