谐波电流和电压闪烁是电力系统和电气设备电磁兼容性测试中的两个非常重要的检测项目。它们主要用于评估电气设备对电网的影响，确保电网的稳定性和电能质量。

 

一、谐波的产生以及谐波源

 

谐波的产生是由于交流电源线上接入了非线性负载，长江的非线性负载包括开关电源、变速电机驱动器和荧光灯的电子整流器等。

 

主要的谐波源是一个直接连接到交流电源线上的全波整流器，其次是大电容输入滤波器。在这些情况下，当输入电压大于滤波电容上的电压时，电流才流过电源线。结果电源线的电流只在交流电压波形的峰值处流过。合成电流波形有丰富的奇次谐波（三次、五次、七次等）。在这种情况下，总谐波失真达到70％~150％并不罕见。

 

电流脉冲的上升和下降时间，以及电流波形的振幅决定了出现谐波的数量。如果没有某种被动或主动功率因素校正电路，大多数开关电源和变速电机驱动器不能满足这种要求。谐波电流是指电流波形中包含的高频成分，通常是由于非线性负载造成的。例如，现代电子设备（如计算机、电视等）在工作时，由于其内部电路的非线性特性，可能会产生谐波。谐波电流会导致电力系统的损耗增加，甚至可能引发设备过热等问题。在电力系统中进行谐波电流测试，可以帮助识别和评估谐波对设备和系统的影响，从而采取相应的措施进行治理。

 

为了缓解这一问题，交流输入电流脉冲必须延展到一个周期的较大部分，以减少谐波数量。正常情况下，电流脉冲的总谐波失真度必须降低到25％或更低才能符合欧盟的要求。

 

二、谐波对电力系统和用户的危害主要表现在以下几个方面

 

1、对电气设备的危害：谐波会导致电气设备的过热、振动和噪声增加，从而降低设备的使用寿命。此外，谐波还可能引起电气设备的误动作或损坏，如继电保护装置的误动、电动机的转矩脉动等。

 

2、对电力系统的危害：谐波会增加电力系统的损耗，降低系统的传输效率。同时，谐波还可能引起电力系统的电压波动和闪变，影响电力系统的稳定性。

 

3、对通信设备的干扰：谐波会通过电磁辐射干扰周围的通信设备，导致通信质量下降或通信中断。这种干扰可能对工业、商业和居民生活造成严重影响。

 

4、对用户的影响：谐波可能导致用户电器设备的性能下降或损坏，如照明设备的闪烁、电视机的画面失真等。此外，谐波还可能引起用户的电气计量设备的误差，导致用电费用的增加。

 

三、谐波电流测试方法

 

谐波测试通常通过测量设备在运行过程中向电网注入的谐波电流来实现。测试设备包括：功率分析仪（用于测量电流和电压波形）；谐波分析仪（专门用于分析谐波含量）。

 

测试步骤如下：

 

设备的连接：将受试设备连接到电网，并确保测试设备能够准确测量电流和电压。

 

测量：在设备正常运行的条件下，测量电网中的电流和电压波形。

 

分析：使用谐波分析仪计算各次谐波的含量，包含总谐波畸变（THD）。

 

评估：将测量结果与标准限值进行比较，判断设备是否符合要求。

 

四、谐波电流检测结果的评定

 

谐波测试结果通常以各次谐波电流的幅度和总谐波畸变（THD）来表示。如果设备的谐波电流不超过标准规定的限值，则认为受试设备通过了谐波测试。

 

五、电压闪烁

 

电压闪烁是指电压在短时间内的波动现象，通常是由于电力负荷变化引起的。很多人可能会认为，电压波动和闪烁只会在大型工业用电中出现，实际上，家庭用户在使用高功率电器（如空调、冰箱等）时，也可能会遇到电压波动问题。这种现象可能导致灯光闪烁，影响生活舒适度。了解电压波动和闪烁的原因，能够帮助用户在选择和使用电气设备时，作出更合理的决策。

 

由于电源线的有限源阻抗，连接到电源线上的设备改变电流会使得交流电源线产生相应的电压波动。如果电压变化足够大，会产生可察觉的灯光照明变化。如果负载变化的幅度和频率过大，灯光的闪烁就会产生刺激性，令人烦恼。

 

为了确定合适的限值，许多人接受光闪烁实验，来确定过敏的临界值。当闪烁频率较低（小于每分钟一次）时，交流线电压变化3％时就会使人烦恼。当光闪烁频率大约为每分钟1000次时是人们最敏感的。每分钟1000次的频率、0.3％的电压变化与每分钟低于1次的频率、3％的电压变化，对人造成的刺激是一样的。当频率为每分钟1800次以上时，光闪烁就不会被人察觉。

 

大多数EMC发射要求是基于一个测量参数的大小不超过一定的值。但是，闪烁测试的不同之处在于需要进行大量的测试，然后对测量数据进行统计分析，来确定是否超过限值。

 

对于大多数设备而言，这个要求不是问题，因为它们不会产生很大的瞬态电流从而切断交流电源线。但是，对于突然开启会产生大电流的加热器或者重载的电机等产品而言，这种要求就成为一种问题。如：当空调压缩机或复印机的大型加热器突然开启时的情况。

 

六、电压闪烁的产生的主要原因

 

1、负载变化

 

当负载在电源系统中发生变化时，例如突然的负载增加或减小，电源电压可能会瞬时下降或升高，导致电压闪烁。这通常在大功率设备启动或停止时发生，如电动机启动、空调开关等。

 

2、电源电压调整

 

电力系统会根据需求调整电源电压，以保持电网的稳定性。这种调整可能导致电压的周期性变化，称为电压调整。

 

3、电源故障

 

电力系统中的故障，如电源线路中的短路、断路或设备故障，都可能导致电压闪烁。

 

4、电源波动

 

可能有其他电源干扰，如电源波动、谐波或噪声，也会引起电压闪烁。这些干扰可能来自其他设备或系统，或者是由于电源质量问题引起的。

 

5、电源阻抗

 

电源系统中的电阻、电感和电容元件会影响电压的稳定性。不稳定的电源阻抗可能导致电压闪烁。

 

6、电网问题

 

电力系统中的电网问题，如电压暴涨、电压暴跌、电流突变等，都可能导致电压闪烁。

 

7、瞬时负载变化

 

一些设备在瞬间需要大量电力，例如电弧炉、电焊机等，它们的启动和停止可能导致瞬时电压变化。

 

七、电压闪烁测试方法

 

闪烁测试通过通过测量设备在运行过程中引起的电网电压波动来实现。

 

测试设备包含：电压波动和闪烁测量仪（用于测量电压波动和闪烁的幅度和频率）；功率分析仪（用于测量设备功率的变化）。

 

测试步骤如下：

 

设备的连接：将受试设备连接到电网中，并确保测试设备能够准确测量电压。

 

测量：在设备正常运行的条件下，测量电网中的电压波动。

 

分析：使用闪烁测量仪计算电压波动的幅度和频率，并评估闪烁的严重程度。

 

评估：将测量结果与标准限值进行比较，判断受试设备是否符合要求。

 

八、电压闪烁检测结果的评定

 

闪烁测试的结果通常以电压波动的幅度和闪烁指数（Pst和PIt）来表示。Pst是短时间闪烁指数，PIt是长时间闪烁指数。如果设备的闪烁指数不超过标准规定的限值，则认为设备通过了闪烁测试。

 

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关键词： 谐波电流 电压闪烁