德国GMC电能质量

| 瞬态浪涌抑制器电能质量瞬态测试

当雷暴季节开始时，雷击产生的高频瞬态能量可能造成重大伤害。怎样保护您的设备免受损害变得尤为重要。首步，需确保您的电力监控设备能够胜任工作，并且捕获这些事件。不幸的是，大部分设备并非如此。原因如下：现在几乎每个电能质量监测设备的规格表都定义了“瞬态”这个术语，意思是从1/4周期下降到亚微秒脉冲瞬变的任何事情。根据IEEE标准，RMS变化是持续时间超过1/2周期的事件，瞬态要短于这个。因此，一个典型的仪器在周期内进行128次电压采样，并在RMS变化情况下进行触发，只有在采样周期内恰好发生典型的1.2 x 50微秒闪电脉冲瞬态时才会被捕获。换言之监测设备捕获成功的概率最多只有33%。

与此同时，如果您的设备能够以1MHz或更快的采样率来捕获高频瞬变，或使用高频、可复位双峰值的检测器，概率将显著上升。峰值检测器将高频电路结合到峰值保持回路中，保持其最大幅度值，直到复位为止。如果经常复位，例如每周期128次，则会捕获雷电产生的电压瞬变，并使您能够评估对设备的任何冲击。

现在我们将评估雷电暴风雨中常见的电能质量损失发生情况，并了解一个有效的监测仪器如何捕获这些事件。在接下来的例子中，给设备供电的配电线路有近距离的直接或耦合的雷击。该设施依赖于一些包含TVSS（瞬态电压浪涌抑制器）的浪涌抑制带。当电压试图爬升到超出预设值时，通过从根本上大幅降低其阻抗，这些元件能够将大量能量转移到接地导体中，远离负载设备。

当这些TVSS设备正常工作时，电压将被限制在一个安全的水平。通常是120VAC且峰值低于250V。很多电能质量监测设备的瞬态触发设置在峰值500V或者更高，这样当雷击发生且TVSS工作时，电能质量检测设备将无法触发。在这种情况下，完全不知情将带来危害，因为冲击必然造成一个剧烈的瞬态现象，这意味着能量必须传递到某个地方。幸运的是，使用峰值检测器触发电流瞬变的电能质量监视器将使您能够捕获该数据并评估TVSS的性能。

但是，如果TVSS正常工作并且电压被限制住，那么您为什么还要关心这些事件，特别是如果没有明显的设备损坏情况呢？这是因为TVSS每次受到轻微影响和打击，都会削弱它转移能量的功能。长此以往，TVSS将无法正常工作，此时你将在没有察觉的情况下失去保护。通过同时监测电流和电压瞬态，你将发现雷击的瞬态确实冲击了电气系统，TVSS设备发挥了功效。同时判定TVSS设备是否性能下降并在造成重大损害前更换设备。换句话说，一个有效的监测仪器可以用来在发生破坏性故障前制定维护日程，优化缓冲您的设备使用，并大限度地提高设施的电气可靠性。

现在，让我们观察下面这些图形：电压A和电流C在回路上游，而电压B和电流D靠近负载。前2个图形显示了回路中没有TVSS时的电压和电流的波形。毫不奇怪，1038Vpk和92A瞬态出现在监控中的相同位置。第3个图形显示了一个放大版本的瞬态，伴随着经典的雷击脉冲瞬态的迅速上升和稍微缓慢点的衰减。

后面的2个图形显示了存在400V额定电压浪涌抑制器时，同样的瞬变产生的情形。在设备上游，电压被限定在400V左右而电流上涨到360A。下游部分，电压在400V以内同时电流只有5A。显然，设备这次起到了良好的作用。但是如果监测设备设定在500V峰值触发，由于没有出发电流，TVSS回路中的瞬态将无法补货。使用250V峰值设定的TVSS，即使使用高频瞬态电压检测，在电压触发监视器上丢失事件的可能性也较大。该数据强调说明了在电流瞬态损害你的设备之前，一个可以真正捕获高速电流瞬变设备的重要性。