浪湧電壓產生的物理原理是什麼,能具體的從基礎的層面解釋一下嗎?

時間 2021-06-06 11:30:41

1樓:月黃昏

不是很清楚題主提問的浪湧電壓具體指的是什麼,關心的是什麼領域。

@Patrick Zhang從電動機起動的角度解釋了浪湧電流產生的原因。

還有另乙個角度是電磁相容測試的角度。電磁相容測試的乙個測試專案是「浪湧抗擾度」。具體測試方法可以參考IEC 61000-4-5和GB/T17626.5

這個測試的目的是檢測產品在連線電纜附近有直接雷/感應雷(高電壓放電)情況下的工作狀態。如果產品連線的電纜(電源電纜或者訊號電纜)比較長(大於3公尺的電纜需要測試),電纜附近有雷擊放電時會在電纜上感應出比較大的電壓,標準對這種情況下的產品抗擾度是有要求的,不同產品要求不同,測試可以驗證產品在這種情況下的抗干擾能力。

下圖是浪湧發生器開路的輸出電壓波形供題主參考。

2樓:Patrick Zhang

配電系統中,最典型的感性負載就是變壓器和電動機。

我們知道,電動機中有定子繞組,有轉子繞組,而定子和轉子之間有氣隙。

當把電壓載入在電動機定子上,由於轉子還未旋轉,此時的電流就是勵磁湧流電流或者起動衝擊電流Ip,這個值很大,大約為電動機額定電流的10到14倍;當轉子開始旋轉後,電流迅速降低到起動電流Ia,此時的電流大約為額定電流的6到7倍;當電動機的轉速到達額定轉速時,電機的電流下降到額定電流Ie。

我們看下圖:

這張圖對於經常看我的帖子的知友們來說不陌生。

我來解釋一下:

圖中黃色線就是電動機起動電流曲線。電動機上電後,電流從零迅速上公升到起動衝擊電流Ip,之後下降到Ia,最後下降到額定執行電流Ie。

圖中I曲線是斷路器的短路保護引數設定值,它必須大於勵磁湧流Ip。

若電動機的起動電流大於6倍額定電流,或者起動時間長於45秒,則稱為過載起動。過載起動的電動機對電網的浪湧衝擊影響很大。

同樣地,變壓器也存在首次上電的勵磁湧流。

至於電容,在工業中並不多見,倒是低壓配電系統中存在無功補償的電容器,且對電網的衝擊並不是很大。

上述過程談到了浪湧電流產生的原因之一是低壓電動機的起動。

由於低壓配電網電力變壓器的容量是固定的,當電機起動時的浪湧衝擊電流出現後,電力變壓器的低壓側電壓會出現一定程度的下降。這種下降被稱為電壓凹陷。

顯見,電壓凹陷與題主所期望說明的電壓浪湧正好相反。

為了說明問題,我們先來了解與電壓凹陷的相關問題。

在我的書《老帕講低壓電器技術》的2.4.2節中,談到了上述問題。我們來看節錄:

根據阻抗電壓的定義可知:變壓器的阻抗壓降與變壓器的輸出容量成正比,也就是式4-20的第乙個表示式的意義;

式4-20的第二個表示式的意義是電動機起動時變壓器輸出容量,它包括正在起動的電動機部分容量和其它負載部分的容量;

式4-20的第三個表示式的意義是電動機的功率Pn與電動機額定容量之間的關係。

我們看下圖,此圖是書上依據不同的阻抗電壓和變壓器容量及電機功率,列出的電壓凹陷百分位數:

再看曲線:

當變壓器阻抗電壓一定時,隨著負載率遞增,變壓器支援電動機起動的能力越來越弱;而當負載率一定時,變壓器阻抗電壓越低,變壓器支援電動機起動的能力也越來越弱。

弄清楚電壓凹陷後,我們再來看看電壓浪湧是怎麼回事。

電壓浪湧有兩種,一種是雷電引起的,另一種是電路元件引起的。後者因為時間很短,常常被稱為過電壓。

我們來看看過電壓的問題。

上班,且待續。

3樓:Roget Noprl

記得高中物理有說過,感性電器和容性電器啟動時會對電網電壓造成影響(也就是會向電網放電,但是比較小,只會造成瞬間的高壓),具體的還是請高人回答吧

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