电设备对电压波动的敏感度究竟如何

在冬天的晚上，经常会遇到供电不足的情况，电灯打开后也要等好一会才逐渐变亮，有时还出现忽明忽暗的闪烁，这是什么原因呢？本文来解答。

遇到这种情况后，大家第一反应一定是发电站出了问题，供电不足导致的。事实上，是有一定的影响来至发电站，但也不是绝对的。单从灯光忽明忽暗的闪烁来看，可以认为和电厂关系不大，这种现象称为闪变。

由于一般用电设备对电压波动的敏感度远低于白炽灯，为此，选择人对白炽灯照度波动的主观视感，即“闪变”，作为衡量电压波动危害程度的评价指标。闪变的主要决定因素有：

1. 供电电压波动的幅值、频度和波形；

2. 照明装置，以对白炽灯的照度波动影响最大，而且与白炽灯的瓦数和额定电压等有关；

3. 人对闪变的主观视感等。研究表明，人眼对电压波动频率8.8Hz 左右最为敏感。

在用电环境中，不光存在基波、谐波、次谐波、高次谐波，同时也存在间谐波。按照国际标准IEC 6100-4-7（电源系统及并网设备的谐波、间谐波测量方法和测量仪器技术标准）的定义，通常所说的谐波是工频整数倍的频谱分量，间谐波是指非整数倍基波频率的谐波，而低于工频的间谐波称为次谐波，频率在2kHz~9kHz范围内定义为高次谐波，如其中间谐波产生于非线性的波动负荷（如电弧炉、电焊机、变频调速装置、感应电动机等）。由于各次间谐波周期与基波不同步，如果电压中包含间谐波，会使电压幅值发生波动，实际上就是电压闪变的一种形式。如果波动的幅度足够大，波动的频率在人类视觉敏感范围内，也就是我们日常生活中遇到的照明灯闪烁。所以以后再遇到楼道或房间的灯突然亮了一下，不要在怀疑是自己眼花了或联想起某些电影片段而自个吓自个了。

图1 基波、谐波、次谐波、高次谐波、间谐波定义及频段划分举例（50Hz基波）

针对以上电压波动，可从波形上判断信号中是否含有间谐波：

1、基波信号上叠加上谐波合成的波形，因与基波同步，波形以基波频率周期变化，峰值固定，不会出现电压波动现象，如图2；

2、基波信号上叠加谐波、间谐波合成的波形，在仪器的测量间隔内，波形可能不再具有周期性，波形可能会出现无规则的波动与变化，如图3。

图2 基波谐波合成波

图3 基波谐波间谐波合成波

虽然电压波动会引起部分电气设备不能正常工作，但由于实际运行中出现的电压波动值往往小于电气设备对电压敏感度的阈值，所以因电压波动引发设备出现运行故障并致损坏的情况并不多见。在照明系统中，白炽灯的光功率与电源电压的平方成正比，所以受电压波动影响较大。

间谐波的主要效应就是电压闪变，进而引起灯的光闪烁。间谐波水平可以通过IEC标准的间谐波子组来评估，ZLG致远电子PA功率分析仪完全符合IEC61000-4-7标准，可对间谐波电流及其含量测量进行完美评估，一键测试被测设备是否存在闪变现象。