真有效值

许多商业和工业的装置都为断路器的频繁误跳闸所烦扰。这些跳闸看上去经常像是随机的、令人费解的。其实这里面是有其原因可究。造成这种现象的原因一般来说有两个方面。第一个可能原因是一些负载,特别是个人电脑和其它电子设备开机时所产生的冲击电流。关于这种原因,将会在本指南的后面章节里具体讨论。另一个可能原因是回路里的真实电流测量值低于真实值——换而言之,是实际电流过高而引起的。

在现代化装置中这种电流测量值偏低是个高发现象。既然当前的数字测量仪器如此精确可靠,为什么又会发生这种现象哪?答案就是许多测量仪都不适合于测量失真(畸变)电流,而现在绝大多数的电流都是失真的.

什么是有效值(方均根值)?

交流电流的有效值(RMS)等于在同一电阻性负载回路中,与其产生等热量的直流电流的大小。使用交流电时,电阻产生的热量与一个周波内的平均电流的平方成正比。换而言之,产生的热量和电流平方的平均值成正比,也就是说电流值和这个平方的平均值开方后的值也就是有效值成正比。(由于平方后总是正数,所以不用考虑极性问题)

真有效值仪表工作时,先采集输入电流的瞬时值平方,按时间取平均值,最后显示这个平均值的平方根值。如果能够理想地实施这种测量方法,无论是怎样的波形都能达到绝对精确。当然在现实中理想的测量是不可能实现的,有两个制约因素要考虑在内:频率响应和峰顶因数。

对于电力系统,一般测量到50次谐波就足够了,也就是说最高频率测量到2500赫兹。峰顶因数(峰值和有效值的比率)是个很重要的决定因素,较高的峰顶因数要求采用动态测量范围较大的仪表,因此转换电路的精度也就更高。峰顶因数最小应达到3。

值得注意的是尽管两种仪表测量失真波形的时候读数不同,而它们在测量纯正弦波时却读数一致。这个状态就是两种测量仪的校准状态,因而两个测量仪都可以看作为已经校准过了—仅限用于正弦波。

很明显,只有真有效值仪表才能给出正确的测量值,才能正确确定电缆、母线和断路器的额定值。一个很重要的问题:怎样才能知道仪表是否是真有效值仪表?通常可以通过产品说明书作出判断,可往往是在实际需要的时候产品说明书并不在手边。有一个很好的办法:分别用已知的平均值仪表(往往是手头最便宜的那种)或已知的真有效值仪表和待定的测量仪同时测量个人电脑这样非线性负荷的电流和白炽灯回路的电流值,比较其读数。对于白炽灯负荷,两种测量仪的读数应一致。而在接入个人电脑后一台仪表的读数比另外一台仪表大很多(比如说20%以上)则此仪表很可能是真有效值仪表。若此时两表读数接近,说明两种仪表是同一类型的。

结论

真有效值测量对于任何带有很多非线性负载(个人电脑、电子镇流器和紧凑型荧光灯等)的装置意义重大。平均值测量仪的测量值比真实值最多可小40%,从而会导致电缆和断路器在“不满载”状态下而出现故障和频繁误跳闸。


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发布人:众宇旺仪器 发布时间:2010年7月14日 已被浏览 1635 次 〖 打印本文