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揭秘浪涌的洪荒之力
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2017-11-10
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里约奥运过去已久， 但“洪荒之力”的余力仍旧笼罩整个网络世界，作为一个伪技术宅却在想究竟有什么东西可以产生洪荒之力？
“古人云：天地玄黄，宇宙洪荒。传说天地初开之时，曾经有过一次大洪水，几乎毁灭了整个世界。因此，洪荒之力指的是如天地初开之时这种足以毁灭世界的力量。”在电力的世界里，洪荒之力的担当就是浪涌。
我们首先做一个小科普：什么是浪涌？
浪涌还有一个名字叫做突波，所以简单理解，浪涌就是电压突破了正常的正弦波形；准确来说是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。
图1
这种‘洪荒之力’是怎样来的？
浪涌产生的原因比较多，比如重型设备、短路、电源切换或大型发动机都可能引发电路中产生浪涌。总结而言，供电系统浪涌产生的原因分为外部和内部两种。
1、外部原因
外部原因主要是雷电，雷电引发电涌过电压。在雷击放电时，以雷击为中心1.5~2KM范围内，都可能产生危险的过电压。雷击引起电涌的特点是单相脉冲型，能量巨大。
外部电涌的电压在几微秒内可从几百伏快速升高至20000V，可以传输相当长的距离。按ANSI/IEEE C62.41-1991说明，瞬间电涌可高达20000V，瞬间电流可达10000A。根据统计，系统外的电涌主要来自于雷电和其它系统的冲击，大约占 20%。间接雷击和内部浪涌发生的概率较高，绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以电源防浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。
图2
2、内部原因
内部原因则主要在于电气设备启停和故障等。比如，在电力系统内部，由于断路器的操作、负荷的投入和切除或系统故障等系统内部的状态变化，而使系统参数发生变化，从而引起的电力内部电磁能量转换或传输过渡过程，将在系统内部出现过电压。系统内的电涌主要来自于系统内部用电负荷的冲击，大约占 80%。
是不是所有的‘洪荒之力都有意向不到的惊喜？
不，浪涌只有意想不到的惊吓。
浪涌的危害主要分成两种：灾难性的危害和积累性的危害。
1、灾难性危害
灾难性危害就是一个电涌电压超过设备的承受能力，则这个设备完全被破坏或寿命大大降低。比如，电机通常的绝缘电压为正常工作电压的 2 倍加 1000V 左右，故 220V 电机的绝缘电压一般为 1500V。电涌不断地冲击电机的绝缘层， 会导致绝缘层被击穿。
2、积累性危害
积累性危害则是类似多个小电涌累积效应造成半导体器件性能的衰退、设备发故障和寿命的缩短，最后导致停产或是生产力的下降。
“古人云：天地玄黄，宇宙洪荒。传说天地初开之时，曾经有过一次大洪水，几乎毁灭了整个世界。因此，洪荒之力指的是如天地初开之时这种足以毁灭世界的力量。”在电力的世界里，洪荒之力的担当就是浪涌。
我们首先做一个小科普：什么是浪涌？
浪涌还有一个名字叫做突波，所以简单理解，浪涌就是电压突破了正常的正弦波形；准确来说是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。
图1
这种‘洪荒之力’是怎样来的？
浪涌产生的原因比较多，比如重型设备、短路、电源切换或大型发动机都可能引发电路中产生浪涌。总结而言，供电系统浪涌产生的原因分为外部和内部两种。
1、外部原因
外部原因主要是雷电，雷电引发电涌过电压。在雷击放电时，以雷击为中心1.5~2KM范围内，都可能产生危险的过电压。雷击引起电涌的特点是单相脉冲型，能量巨大。
外部电涌的电压在几微秒内可从几百伏快速升高至20000V，可以传输相当长的距离。按ANSI/IEEE C62.41-1991说明，瞬间电涌可高达20000V，瞬间电流可达10000A。根据统计，系统外的电涌主要来自于雷电和其它系统的冲击，大约占 20%。间接雷击和内部浪涌发生的概率较高，绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以电源防浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。
图2
2、内部原因
内部原因则主要在于电气设备启停和故障等。比如，在电力系统内部，由于断路器的操作、负荷的投入和切除或系统故障等系统内部的状态变化，而使系统参数发生变化，从而引起的电力内部电磁能量转换或传输过渡过程，将在系统内部出现过电压。系统内的电涌主要来自于系统内部用电负荷的冲击，大约占 80%。
是不是所有的‘洪荒之力都有意向不到的惊喜？
不，浪涌只有意想不到的惊吓。
浪涌的危害主要分成两种：灾难性的危害和积累性的危害。
1、灾难性危害
灾难性危害就是一个电涌电压超过设备的承受能力，则这个设备完全被破坏或寿命大大降低。比如，电机通常的绝缘电压为正常工作电压的 2 倍加 1000V 左右，故 220V 电机的绝缘电压一般为 1500V。电涌不断地冲击电机的绝缘层， 会导致绝缘层被击穿。
2、积累性危害
积累性危害则是类似多个小电涌累积效应造成半导体器件性能的衰退、设备发故障和寿命的缩短，最后导致停产或是生产力的下降。
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