先說答案:突然斷電對電器當然會有的傷害,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(tǒng)內所有正在工作的電器都產(chǎn)生影響。
為何如此?我們需要先了解配電網(wǎng)的電能傳輸和控制形式。我們看下圖:
圖中,我們看到總火線 L 和總零線 PEN,其中總零線 PEN 在戶外接地后分開為中性線 N 和地線 PE,然后以相線 L、中性線 N 和地線 PE 的形式入戶。
交流電源入戶后,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(tǒng)母線。系統(tǒng)母線的任務是把電能擴展開來,并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(tǒng)中出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)家里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(tài)低電壓,而低電壓又被母線傳遞給照明回路所致。
明白這個道理后,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(wǎng)中以感性負載居多,例如電機、變壓器等等都是。看看我們家里,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征,就是它會產(chǎn)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(fā)生變化時,有如下關系:
公式告訴我們:當感性負載突然斷電后,隨著它電流的迅速減小,它會產(chǎn)生反向電動勢電壓 UL,并且電流改變量越大,反向電動勢電壓 UL 就越高。
2.當我們打開感性負載的控制開關時所發(fā)生的情況
我們看下圖:
圖中,在時間 0 和 t1 之間電器處于正常運行狀態(tài),我們看到開關兩端的電壓是零,流過開關的電流是運行 Iu。
現(xiàn)在,我們在 t1 時刻把開關打開。由于感性負載會產(chǎn)生反向電動勢,于是開關兩端的電壓激增,出現(xiàn)了過電壓,并在開關中產(chǎn)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,并且在接近于 t2 時刻,電流對時間的變化率 di/dt 達到大值,電感的反向電動勢電壓也達到大值,我們把它叫做過電壓。
當時間大于 t2 后,開關中的電流已經(jīng)等于零。過電壓將在電路系統(tǒng)中(包括電源和其它負荷在內)逐漸下降衰減,開關兩端的電壓終回歸到正常電壓。
注意 2:由于過電壓的過渡過程很短暫,一般小于交流電的半個周期 T,此時電壓尚未過零。因此,交流電路中瞬態(tài)過電壓可用直流電路瞬態(tài)過電壓來近似。
3.突然斷電產(chǎn)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(tǒng)斷電,則感性負載產(chǎn)生的過電壓將直接加載在母線上,并使全系統(tǒng)都受到過電壓的沖擊。
由上圖我們看到,母線在這里扮演著過電壓傳遞的作用。
注意 3:突然斷電后,系統(tǒng)中所有感性負載同時產(chǎn)生過電壓,并通過母線傳送到全系統(tǒng)正處于運行態(tài)的所有負載上??梢?,這是集體行為。
過電壓會產(chǎn)生何種影響?
過電壓會破壞系統(tǒng)絕緣,會損傷用電設備的電源和接地系統(tǒng),會強烈沖擊照明負荷,對電視和電腦等電子產(chǎn)品產(chǎn)生強烈的沖擊,并有可能損壞這些設備。
可見,消除過電壓的影響,提高系統(tǒng)抵御過電壓的能力十分重要。
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