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电源质量问题的危害及解决方案

电源是信息系统及电子产品地心脏，交流电源的质量决定了信

息系统及电子产品能否正常地工作。因此了解交流电源的质量问

题，才能为其提供有效的解决方案。

交流电源存在的质量问题有以下几种。

1.电压的变化范围过大，电网供电不足，供电部门采取降压

供电，或地处偏远地带，损耗过多，导致电压偏低；电网用电太

少，导致电压偏高。电压太低，负载不能正常工作；电压太高，

负载使用寿命缩短，或将负载烧毁。

2.波形失真（或称谐波）产生的原因是整流器、UPS电源、

电子调速装备、荧光灯系统、计算机、微波炉、节能灯、调光器

等电力电子设备和电器设备中开关电源的使用。谐波对公用电网

的危害主要包括：

1）使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低了发电、

输变电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时，会引起线路

过热甚至发生火灾；

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2）影响各种电气设备的正常工作，除了引起附加损耗外，还

可使电机产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，

使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏；

3）会引起公用电网中局部并联谐振和串联谐振，从而使谐波

放大，使前述的危害大大增加，甚至引起严重事故；

4）会导致继电保护和自动装置误动作，并使电气测量仪表计

量不准确；

5）会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信

质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

3.突波（或称电涌、浪涌）指在瞬间内（数毫秒间）输出电

压有效值高于额定值110%，持续时间达一个或数个周期，是破坏

精密电子设备的主要元凶。除受到雷击产生外，另外主要是由于

电网上连接的大型电气设备关机开机时，电网因突然卸载而产生

的高压。

1)电涌对敏感电子电器设备的影响有以下类型。

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破坏：电压击穿半导体器件；破坏元器件金属化表层；破坏

印刷电路板印刷线路或接触点；破坏三端双可控硅元件／晶闸

管……。

干扰：锁死、晶闸管或三端双向可控硅元件失控；数据文件

部分破坏数据处理程序；出错：接收、传输数据的错误和失败；

原因不明的故障……。

过早老化：零部件提前老化、电器寿命大大缩短；输出音质、

画面质量下降。

2)电涌会毁坏哪些电气设备含有微处理器的电气设备极易受

到电涌的毁坏，这包括计算机及辅助设备、程序控制器、PLC、传

真机、电话机、留言机等；程控交换机、广播电视发送机、影视

设备、微波中继设备；家电行业的产品包括电视机、音响、微波

炉、录象机、洗衣机、烘干机、电冰箱等。调查数据表明：在保

修期出现问题的电气设备中，有63%是由于电涌造成的

4.尖波（或高压尖脉冲）指峰值达6000V，持续时间从10-4

－10ms的电压。这主要由于雷击、电弧入电、静态放电或大型电

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气设备的开关操作而产生。

它的危害主要是：尖峰脉冲幅度很大时，会破坏工控机开关

电源输入滤波器、整流器甚至主振管。再加之其频谱很宽，也会

窜入计算机造成干扰。

5.瞬态过电压和暂态过电压指峰值电压高达20000V，但持续

时间10-6s－10-4s的脉冲电压。其产生的主要原因及可能造成的

破坏类似于高压尖脉冲，主要由雷电所致。

它的主要危害是：以大规模集成电路为核心组件的测量、监

控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备、以大型CMOS集成

元件组成的等电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能

力较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，或

者造成电子设备受到干扰，数据丢失，或暂时瘫痪；严重时可引

起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。

6.电压下陷/下降指市电电压有效值界于额定值的80-85%之

间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期，甚至更长。其

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产生的原因包括大型设备启动和应用、大型电动机启动、或大型

电力变压器接入、主电力线切换、线路过载等。

它的危害主要是：对计算机的影响轻则