[科普中国]-电压突波

电压突波是指当电源所接负载设备中，附近高电流的设备在关机后，在电力的运送中会造成惯性的突波。一般计算机或精密设备均有设计一定的电压范围，以接受此种状况之发生。但若此电压突波超过所设范围将会损坏设备组件而导致故障与寿命减短。

简介电压突波的现象是一种瞬时的现象其瞬时频率介于数kHz至数十kHz之间，且瞬时频率与系统电容成反比，尤其在极少电容量之开关切换其瞬时频率相对比较高。电压突波的方式及类型有很多种，较常见且对于电力系统影响较大的有下列四种：高压开关动作时所引起之突波；各种负载设备在投入与切离所产生之电力电弧；电力系统中电容组开关动作时所产生之开关突波；断路器再清除故障时开关动作所引起之瞬时突波。对于电压突波，设备都会突波保护器防止电压突波损坏设备组件，常见的的保护器有电压突波保护器、稳压器和UPS单元。电压突波保护器是一种保护设备免受高压突波破坏的设备。稳压器是使输出电压稳定的设备。稳压器由调压电路、控制电路、及伺服电机等组成。UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。

突波干扰模式突波对于电力系统、电子系统、通信系统的干扰模式有三种型态，分别为横向模干扰、常模干扰及共模干扰三种型态。

横向模干扰。输电网络、浮动系统及未接地的网络系统，因雷云闪络、无线电传输器、汽车点火系统、电弧及其他类似的辐射干扰源，造成电磁场以横向模式传送至电力系统的输电线上，称之为横向模干扰。大部分这类噪声在变压器绕线的输入端即自行消失，由于不平衡的对地阻抗，一小部分的横向干扰噪声未消失，此噪声通常重迭在AC正弦波上。此类干扰噪声之辐射频率约10kHz以上，因此仅对高频的接收器有影响。

常模干扰。配电系统中任何两输送电流线路的导体，出现了不该有的电位差称之常模干扰。换句话说就是噪声重迭在线电压正弦波上称之常模噪声。其干扰形式有雷云闪络突波，远方的开关突波侵入干扰变压一次侧，而以磁耦合方式耦合至二次侧形成常模噪声干扰；分支电路上负载的启动使用与关闭形成瞬间开关突波迭在AC线电压上形成常模噪声干扰；非线性或开关负载影响到电力系统的源阻抗造成总线的供电受干扰，这亦是另一种常模噪声干扰。

共模干扰。配电系统中任一输送电流的线路导体与接地导体间，出现不该有电位差称之共模干扰。另在三相Y接的供电系统中在中性点与地间有异常的电位差亦称之为共模噪声干扰。通常共模噪声对灵敏度极高的设备影响较大1。

突波操作突波的正常操作

对于常态的电力系统开关操作突波是可以预见的，但有可能发生非预期的电流、电压突波附带效应，具体有以下三种类型。

较小的开关切换：靠近关注点的开关切换，如家用设备周期性、随意性的开关切换，白炽灯白勺投入，支路会有较高的涌入电流供电至灯丝，产生相当于火线于零线之间线电压一半的暂态电压。这种现象是良性的，但有可能会超过监则器扰动记录仪的设定值。凹陷电压：凹陷电压发生在电力电子转换器整流期间的每个周期内，凹陷电压是具有快速电压变化的瞬时相对相短路导致。这一现象可能干扰一些电子负载。

主电力系统元件开关操作：电力系统上与电容器组开关切换有关的暂态过电压，在开关操作情况下，其电压通常是正常电压的两倍。然而，当电容器组安装在低压设备时，突波放大倍数是可能发生的，这些暂态现象可能会实时发生，且它们的波形一般显示比正常电容器开关切换所造成的振荡周期还要长。

突波的异常操作

电力系统在异常、非预期状况下可能产生开关突波。电力系统对于异常状况的预期反映也能产生电流或电压突波的附带效应，具体有以下几种：

电弧故障：电弧故障一般为绝缘劣化及典型的接地故障引起的。虽然大小比雷击故障小，但电弧故障可能产生高的热量及电弧电压，扩大绝缘材料的进一步碳化。

故障清除：在发生故障的负载电路被限流型熔丝及快速动作断路器清除斯间，故障电流通过会在故障备清除的负载电路上存储较高的电感性能量。

电力系统恢复：在故障后电力系统恢复有时会发生接触相关闭。三相系统中单一熔丝操作也会在剩余的电路产生单向运行2。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学