瞬态电压

瞬态电压

瞬态电压是在规定的环境温度下,处于关断状态时固态继电器输出端能承受的不被击穿或失去阻断功能的最大瞬时电压。

类型
瞬态电压有两种型式,即差态及共态。差态电涌波也称为正常或横向的感应电压, 其在一对导线上所产生的电压和正规的电压是同一方式的,都属差态电涌波。共态电涌波也称为纵向的感应电压,对同一参考点,其在一对导线上所产生的电压是相等的。差态电涌波易造成继电器的误动作,而共态电涌波则易造成绝缘的破坏。不过,如将一单纯共态电涌波加于一不平衡的电路时,也可能产生一差态电涌的分量,反之亦然。
主要特征
瞬态电压扰动的主要特征包括:
(1)瞬态谐振。其特征指标是波形、峰值和持续时间,产生的原因是由于线路、负载和电容器组的投切,造成的后果是破坏运行设备的绝缘、损坏电子设备等。
(2)瞬态脉冲。其特征指标是电压上升时间、峰值和持续时间,产生的原因是线路遭受雷击或感性电路分合等,造成的后果是破坏运行设备的绝缘。
(3)瞬时电压上升或暂降。其特征指标是幅值、持续时间、瞬时值/时间,产生的原因通常是由于大容量电动机启动、负荷瞬变、电力系统切换操作或远端发生故障等引起的,这是电力用户投诉最多的一种电压扰动,这是因为瞬时电压上升或暂降可能造成用电设备发生运行故障、敏感负载不能正常运行等后果。
产生原因
(1)电力系统发生短路故障造成电网电压波动、闪变,如三相短路故障、两相短路故障、单相接地短路故障等。这种扰动由高电压等级向低电压等级以及在相同电压等级之间传播,其传播的强度与电网结构及电器参数存在密切的关系。
(2)雷击引起电压波动和闪变。
(3)电力系统中电源设备切换形成操作波,造成电压波动和闪变。电力系统正常的断路器投切往往总伴随着瞬间的电压跌落与上升,但幅度一般不大。如果操作较大负荷的合闸或分闸,就会产生较大的电压跌落与上升。
(4)储能设备的正常操作,如电力电容器或电抗器投入或退出运行时,根据负荷的水平情况,会产生一定的无功波动,从而产生电压上升与跌落。一般可采用冲击电流法来分析计算其产生电压扰动的大小。
(5)电动机的启动产生电压波动和闪变。电动机的启动需要较大的启动电流,从而产生短暂的电压跌落,特别是有些高压大容量电动机的启停频度很大,因此,由此产生的电压波动与闪变不容忽视。一般而言,电动机的启动电流可按额定电流的6~8倍来考虑,并根据其接人点的短路容量可简单计算电压跌落的强度,其启停频度可根据生产过程统计而进行估算。
抑制瞬态电压
抑制瞬态电压的对策,可在继电器设计及应用两方面考虑。
(1)用隔离的方法。因为这问题是与耦合电容有关,而耦合电容是与距离成反比,故如将带有杂声的电路与不带杂声的电路予以隔离,即可有效而显著的将瞬态电压的干扰改善。例如将敏感度相近的电路集合在一起,并与其他的线路远离。及控制电缆的布线,使应尽可能与高压母线相互垂直。
(2)在瞬态电压电源处抑制。如将一电阻插人断路器或隔离开关中,在操作时瞬态电压将会显著的降低。大部分的电容器用断路器,都使用附有电阻的断路器(价钱较高)。
(3)在高阻抗的辅助线圈电路上并联一稳压二极管,可有效的抑制开断高阻抗线圈电路时所引起的反冲电压。严重的反冲电压会将继电器接点烧损。
(4)使用屏蔽线。屏蔽体两端接地有助于消除电磁感应的瞬态电压。但如屏蔽体是被用为信号的回路时,则两端都不可接地。
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