關(guān)于線(xiàn)路電壓突變原因及對微電子生產(chǎn)企業(yè)的影響的論文
通過(guò)對線(xiàn)路電壓突變的產(chǎn)生原因的分析,對微電子生產(chǎn)企業(yè)的影響和我國目前針對電壓突變的改進(jìn)方法,提出可采取的保護措施。

線(xiàn)路電壓突變一般是指電網(wǎng)因故障或存在異常負荷切換等原因產(chǎn)生的超規范波動(dòng)。其原因一般有以下幾種。
1 電涌
電涌是指輸出電壓有效值高于額定值110%,持續時(shí)間有一個(gè)或數個(gè)周期。電涌的產(chǎn)生有兩類(lèi):外部電涌和內部電涌。外部電涌主要來(lái)源于雷電,另一個(gè)來(lái)源是電網(wǎng)中所帶的大型電氣負載,一般是大型負載進(jìn)行轉換操作時(shí)使電網(wǎng)因突然卸載或加載而產(chǎn)生高壓涌流。
內部電涌往往產(chǎn)生于低壓電源線(xiàn)上電氣設備。如:冰箱、空調、電梯、電焊機、空氣壓縮機和其它感應性負荷。
2 高壓尖脈沖
高壓尖脈沖主要是由于雷擊、電弧放電、靜態(tài)放電或大型電氣設備的開(kāi)關(guān)操作而產(chǎn)生。電壓峰值達到6000v,持續時(shí)間從萬(wàn)分之一秒至二分之一周期(10ms)的電壓。
這種脈沖電壓具有突變性和不聯(lián)續性,一旦產(chǎn)生將對用電設備造成極大的損壞,是用電設備潛在的威脅之一。
3 暫態(tài)過(guò)電壓
暫態(tài)過(guò)電壓指的是峰值電壓高達20kv,但持續時(shí)間界于百萬(wàn)分之一秒至萬(wàn)分之一秒的脈沖電壓。主要是由于斷路器操作或發(fā)生短路故障,使電力系統經(jīng)歷過(guò)渡過(guò)程以后重新達到某種暫時(shí)穩定的情況下所出現的過(guò)電壓,又稱(chēng)工頻電壓升高。
所有的用電設備都在公共電網(wǎng)這個(gè)大家庭下,在工頻電源作用下,由于遠距離空載線(xiàn)路電容效應的積累,使沿線(xiàn)電壓分布不等,末端電壓最高,從而導致電氣設備瞬間過(guò)電壓。暫態(tài)過(guò)電壓對電氣設備造成的破壞不亞于高壓尖脈沖。
4 電壓下陷
電壓下陷指的是電壓有效值在額定值的80%至85%之間的低壓狀態(tài),并且持續時(shí)間達到一個(gè)或數個(gè)周期。電壓下陷是最常見(jiàn)的電力問(wèn)題,它占了電力問(wèn)題的87%。往往大型設備開(kāi)機,或大型電力變壓器接入所造成的問(wèn)題。
電壓下陷對電壓質(zhì)量要求高的高新科技和精密設備影響非常嚴重。特別是對計算機的影響,輕則使keyboard等接口設備暫停作業(yè),重則使數據流失、檔案毀壞;電壓的下陷同時(shí)也會(huì )使計算機內的組件毀壞,減短計算機的使用壽命。
線(xiàn)路電壓突變,特別是瞬間過(guò)電壓(尖峰電壓)和電壓下陷,對微電子設備造成的破壞性后果,表現在下面四種層次:
(1)以雷擊為主的機械設備損壞,這類(lèi)線(xiàn)路的破損情況主要是由于自然雷擊現象而導致的,是一種非人為的控制因素。一般情況下,造成的危害也極其嚴重。
(2)在整個(gè)設備供電運行的過(guò)程中,由于供電量過(guò)大,或者是機械同時(shí)運行使用,這就導致了同一電源下機械設備出現短路的現象,從而使得機械出現不同設備的損害,還會(huì )引起一系列的經(jīng)濟損失。
(3)儀器受到外部干擾情況,不能清晰的顯示圖片或者相關(guān)信息,也會(huì )導致機械設備的損害,進(jìn)而縮短的使用壽命。
為了使微電子設備的正常工作,延長(cháng)使用壽命,必須防治來(lái)自電網(wǎng)的威脅。最有效的辦法一是采用高性能的抗干擾交流穩壓電源對儀器設備供電,使電網(wǎng)中的浪涌尖峰電壓、浪涌電流、諧波失真、電壓波動(dòng)等“污染”和儀器設備隔離,消除或削弱來(lái)自電網(wǎng)中的各種干擾源和感應雷擊的危害,形成一個(gè)局部的“凈化”的供電電源。
目前市場(chǎng)上供應的交流穩壓電源種類(lèi)甚多,適用的對象各不相同。為微電子設備供電的交流穩壓電源應具備以下性能:
(1)可靠性高:交流穩壓電源自身的可靠性必須要高。應選用能連續工作,平均無(wú)故障時(shí)間最長(cháng)的。防止由于交流穩壓電源的故障,影響設備的正常工作,甚至損壞儀器設備的硬件或軟件。
(2)抗干擾性能優(yōu):交流穩壓電源抗干擾性能的優(yōu)劣,直接影響到對電網(wǎng)的“凈化”程度。應選擇輸入和輸出完全隔離,并有良好的屏蔽裝置和濾波吸收電路的交流穩壓電源。
(3)防過(guò)電壓功能強:具有消除雷擊災害,抑制浪涌電壓的功能,一般安裝有浪涌保護器以降低尖峰電壓的破壞性,抵抗浪涌電流能力達15000安以上。
(4)波形失真。航涣鞣壓電源輸出電壓的波形失真應小于5%。即使電網(wǎng)諧波含量很大時(shí),通過(guò)交流穩壓電源內部濾波電路的吸收,輸出電壓仍能保持總諧波含量小于5%的正弦波形。
(5)各種保護功能齊全:交流穩壓電源應具有過(guò)電壓、過(guò)功率、短路等保護功能,除了保護自身的安全外,更能保護微電子設備的安全。
對于極為重要的精密設備,可以以不間斷電源(UPS)作為其供電源。不間斷電源,是以逆變器為主要組成的恒壓恒頻的電源。由逆變器、電池組、和控制電路組成。
在電網(wǎng)電壓正常的情況下,不間斷電源利用電網(wǎng)電源為自身充電,在電網(wǎng)出現異常的時(shí)候,不間斷電源將存儲于電池中的電能釋放,供負載使用?梢杂行У亟鉀Q斷電、雷擊尖峰、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電壓波動(dòng)、頻率漂移、電壓跌落、脈沖干擾等問(wèn)題。但是投資一般較大,維護成本高較高。
隨著(zhù)電力行業(yè)的不斷變化與發(fā)展,人們對于輸電使用的重視以及輸電網(wǎng)絡(luò )各種安全進(jìn)行了系統的分析。
通常情況下,針對一段區域內所使用的供電情況以及故障行為進(jìn)行了研究,通過(guò)了解得知,一般情況下都是由輸電網(wǎng)絡(luò )被嚴重破壞,導致供電網(wǎng)遭受“污染”,最終影響供電壓設備儀器的穩定性,很多供電人員在進(jìn)行維修檢查時(shí),對于用電線(xiàn)路不能進(jìn)行細致的清理,進(jìn)而在長(cháng)時(shí)間外部環(huán)境的影響下,使其網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路遭受“污染”現象嚴重,最終影響供電的穩定性能,嚴重的將影響人們的生產(chǎn)生活活動(dòng),對此應引起足夠的重視。
作為公共電網(wǎng),連接了成千上萬(wàn)各式各樣的負載,其中一些較大的感性、容性、開(kāi)關(guān)電源等負載不僅從電網(wǎng)中獲得電能,還會(huì )反過(guò)來(lái)對電網(wǎng)本身造成影響,惡化電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的供電品質(zhì),造成電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。所以在解決電網(wǎng)電壓突變影響的同時(shí),也應加強對接入負荷的管控,減小或消除對電網(wǎng)的“污染”使其清潔、合理、規范的使用電能。
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