突然斷電對電器的傷害大嗎?

先說答案:

突然斷電對電器當然會有一定的傷害,只不過傷害的嚴重程度則因電器而異。另外,突然斷電會對系統內所有正在工作的電器都產生影響。

為何如此?我們需要先了解配電網的電能傳輸和控制形式。我們看下圖:

突然斷電對電器的傷害大嗎?

圖中,我們看到總火線 L 和總零線 PEN,其中總零線 PEN 在戶外接地後分開為中性線 N 和地線 PE,然後以相線 L、中性線 N 和地線 PE 的形式入戶。

交流電源入戶後,相線 L 和中性線 N 首先引至配電箱的主進線開關 QF1,主進線開關的下方就是系統母線。系統母線的任務是把電能擴充套件開來,並分配到各個出線開關 QF2、QF3、…… 上。出線開關的任務就是對某負載的電能實施合分及保護。

我們看到,母線起到分配電能的作用。

注意:如果系統中出現過電壓或者欠電壓,母線就會把這種作用分配和傳遞給所有用電負載。例如某大功率負載起動時,我們會發現家裡的照明燈會閃爍一下。其原因就是大功率負載起動造成瞬態低電壓,而低電壓又被母線傳遞給照明迴路所致。

明白這個道理後,我們就可以探討題主的問題了。

1。感性負載的特性

在配電網中以感性負載居多,例如電機、變壓器等等都是。看看我們家裡,電冰箱、空調等較大功率的家用電器,都是感性負載。感性負載具有一個重要特徵,就是它會產生反向電動勢。

我們設感性負載的等效電感量是 L,感性負載的電流是 IL,則當電流發生變化時,有如下關係:

公式告訴我們:當感性負載突然斷電後,隨著它電流的迅速減小,它會產生反向電動勢電壓 UL,並且電流改變數越大,反向電動勢電壓 UL 就越高。

2。當我們開啟感性負載的控制開關時所發生的情況

我們看下圖:

突然斷電對電器的傷害大嗎?

圖中,在時間 0 和 t1 之間電器處於正常執行狀態,我們看到開關兩端的電壓是零,流過開關的電流是執行 Iu。

現在,我們在 t1 時刻把開關開啟。由於感性負載會產生反向電動勢,於是開關兩端的電壓激增,出現了過電壓,並在開關中產生電弧。

注意 1:隨著負載電流(實際上就是電弧電流)不斷減小,電流對時間的變化率反而越來越大,並且在接近於 t2 時刻,電流對時間的變化率 di/dt 達到最大值,電感的反向電動勢電壓也達到最大值,我們把它叫做過電壓。

當時間大於 t2 後,開關中的電流已經等於零。過電壓將在電路系統中(包括電源和其它負荷在內)逐漸下降衰減,開關兩端的電壓最終迴歸到正常電壓。

注意 2:由於過電壓的過渡過程很短暫,一般小於交流電的半個週期 T,此時電壓尚未過零。因此,交流電路中瞬態過電壓可用直流電路瞬態過電壓來近似。

3。突然斷電產生的過電壓及其作用

如果不是因為開關斷開造成感性負載斷電,而是因為電源突然斷電而使得全系統斷電,則感性負載產生的過電壓將直接載入在母線上,並使全系統都受到過電壓的衝擊。

突然斷電對電器的傷害大嗎?

由上圖我們看到,母線在這裡扮演著過電壓傳遞的作用。

注意 3:突然斷電後,系統中所有感性負載同時產生過電壓,並透過母線傳送到全系統正處於執行態的所有負載上。可見,這是集體行為。

過電壓會產生何種影響?

過電壓會破壞系統絕緣,會損傷用電裝置的電源和接地系統,會強烈衝擊照明負荷,對電視和電腦等電子產品產生強烈的衝擊,並有可能損壞這些裝置。

可見,消除過電壓的影響,提高系統抵禦過電壓的能力十分重要。

(來源:機械工業出版社E視界)