电气安全与电力质量:简短指南

Jahnavi Sajip
作者 :Jahnavi Sajip
2018年6月13日
读了5分钟
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    电力是现代社会的基石之一,但如果处理不正确,这可能是非常危险的。因此,政府引入了严格的代码,以规范其使用并确保占用者的安全。建筑物的电源必须安全使用,并且还必须具有建筑物中电器所需的电压和频率。提供电气安全和电能质量的系统通常隐藏在视线中,但它们在建筑物中发挥着重要作用。

    电气问题在中国更为常见战前公寓和其他古老的建筑。在搬进现有的房子之前,一定要检查一下房子的安装情况,特别是如果房子很旧的话。

    电保护装置

    电气保护的主要功能是在危险的操作条件下断开电源。电气故障的主要类型如下:

    • 过载或过流
    • 短路
    • 接地故障
    • 线到线故障
    • 瞬态或电压浪涌

    插件断路器可能是最著名的电气保护装置,通常用于住宅和轻型商业应用(低于100安培)。模压式断路器通常更大,达到更高的电流等级,而电机电路保护器热过载继电器专为电动机的保护需求而设计。除了插入式配置外,还有保护装置设计用于DIN导轨安装或用于螺栓连接。

    一个超载当电路绘制高于其额定值的电路时出现过长的时段。重要的是要注意,在某些类型的设备中,短持续时间过流是常见的。例如,三相电动机在启动过程中,电流可以达到额定电流的8倍,但只能持续很短的时间——通常是几分之一秒。某些类型的照明也会产生涌流,特别是如果它们有镇流器的话。

    断路器通常使用热中断机制来保护电路免过载,同时允许短持续时间峰值。热保护机构使用金属触点,当电流加热时膨胀,校准以允许断路器的额定电流但不值。然而,由于浪涌电流太快,它们的加热效果不足以扩展和断开热保护机构。另一方面,过载最终绊倒断路器;随着电流幅度的增加,热保护触点在更短的时间内更快地扩展并断开电路。

    电气回程

    一种短路当带电导体接触中性导体时发生,产生非常大的电流。短路故障的严重程度非常高,通常高达数千安培,因此必须尽快将其断开。在这种情况下,热保护的响应太慢,所以保护机制,清除短路故障是基于电磁感应-强烈的电流感应到一个强大的磁场,断开断路器。

    一种接地故障,当带电导体接触非电路部分的导电元件时,也称为线路对地故障。由于接触电阻低,这也会产生非常大的电流,激活相应断路器的磁保护机制。一种两线间的错当两个实时导线在不同电压互相接触时发生,也导致高幅度电流。在这两种情况下,相同的磁保护机构清除短路故障响应和驾驶断路器。

    上述所有故障的特征在于电流过高。当发生高压峰值时,故障称为a短暂的或者一个电压浪涌。大型设备开关时通常会出现电压浪涌,也可能由雷电引起。由于断路器的设计不是为了保护装置免受电压冲击,因此必须使用浪涌保护装置(SPD)或瞬态电压浪涌抑制器(TVSS)。最常见的一种类型的电视使用可变电阻(压敏电阻)住导体之间的连接和地面——它的电阻在正常操作条件下高,但下降到非常低的值电压峰值,放电故障在地上才能进入敏感设备。

    改善电能质量

    电力系统也可能遭受严格讲故障的问题,但这也是对性能有害的。两个主要问题是低功率因数谐波。

    功率因数是一个非常抽象的概念,但以下是可视化它的简单方法。某些类型的电气设备以这样的方式汲取电流,其中不是从电源汲取的所有电源都真正消耗。在这些情况下,术语“实际功率”用于描述实际使用的功率,并且术语“无功功率”用于描述在设备和电源之间来回振荡的部分而不使用。与无功功率相关的一些最常见的负载是电动机,变压器和镇流器。功率因数是所用实际功率的比率和表观电源 - 电压和电流的直接乘法乘积。

    • 假设一个单相电机消耗900 W的电力,同时在240伏特时吸取5安培。
    • 表观功率为1,200伏安培(240V×5A)。
    • 功率因数为0.75(900W / 1200 VA)。它也可以报告为75%。
    • 最大可能值为1.00或100%,其中消耗了从电压源汲取的所有电源。纯电阻载荷如白炽灯和电阻加热器行为这种方式。

    低功率因数增加了建筑物汲取的电流,这为网格带来了额外的负担。因此,公用事业公司通常惩罚允许其权力因数降至指定值的用户。通过安装电容器的电容器校正低功率因数,这些电容器类似于电池,但设计用于更快的周期 - 所表征无功功率的振荡电流由电容器本地提供,而不是从电网绘制,从额外收费中备注用户。

    纽约市的电费已经是美国最高的,因此您希望尽可能避免额外的费用。功率因数校正的特点是其快速投资回收期,通常不到一年。

    谐波是电压和电流信号,其频率是美国服务频率(60hz)的倍数。谐波是由非线性负载如磁芯和数字设备产生的,它们容易使电路过热,特别是中性导体。过多的谐波也会导致某些类型的电子设备故障。谐波滤波器是针对特定的谐波频率进行调谐的设备,当安装在电力系统中时,它们可以防止谐波传播到产生它们的设备之外。

    结论

    保留所有这些电气问题的最佳建议是寻求专业的帮助.在新建工程中,保护和电能质量可以从设计阶段着手解决。对于现有的建筑物,电力监控设备可用于检测谐波或低功率因数,然后使用测量结果指定谐波滤波器和电容器。如果断路器频繁跳闸,要检查一下原因:可能是电气故障,但断路器本身也可能损坏。

    标签设计|建造

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