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什么是手持式-三相電力電網(wǎng)諧波測試儀

三相電力電網(wǎng)諧波測試儀在電子、電氣設備或系統在設計過(guò)程中如果使用了非線(xiàn)性負載，那么當電流流經(jīng)該非線(xiàn)性負載時(shí)，與所加的電壓不呈線(xiàn)性關(guān)系，就會(huì )形成非正弦電流，諧波電流就是將非正弦周期性電流函數按傅立葉級數展開(kāi)時(shí)，其頻率為原周期電流頻率整數倍的各正弦分量的統稱(chēng)。

諧波頻率是基波頻率的整數倍，如果諧波的頻率是基波頻率的N倍，就稱(chēng)為N次諧波。傅立葉曾分析證明，任何重復的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波頻率倍數的諧波的正弦波分量，傅里葉變換本質(zhì)其實(shí)就是諧波分析，這說(shuō)明諧波也是正弦波，只是每個(gè)諧波都具有不同的頻率，幅度與相角。諧波可以區分為偶次諧波與奇次諧波，如第3、5、7次編號的為奇次諧波，而2、4、6、8等為偶次諧波。

有人好奇為什么沒(méi)有1次諧波呢？我們知道基波是與該重復波形最長(cháng)周期相等的正弦波分量，相對于這個(gè)周期的頻率被稱(chēng)為基波（本）頻率。而頻率等于基波（本）頻率整數倍的正弦波分量稱(chēng)為諧波，因此我們認為一次諧波即為基波，所以很少出現一次諧波的叫法，如基波為50Hz時(shí)，2次諧波為100Hz，3次諧波則是150Hz。

一般來(lái)講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。如果想了解或學(xué)習傅里葉分析，推薦一個(gè)超Nice教程：“傅里葉分析之掐死教程”

諧波電流試驗目的

諧波測試儀電流不僅會(huì )對同一電網(wǎng)中的其他用電設備造成干擾，還會(huì )使電網(wǎng)的中線(xiàn)電流超載而降低電能使用效率。另外還可能造成醫用設備超溫，產(chǎn)生噪聲，加速絕緣老化，縮短使用壽命，甚至造成設備故障或燒毀等。

為了保障電網(wǎng)質(zhì)量，我國相繼公布了GB17625.1《電磁兼容限值低壓電氣及電子設備發(fā)出的諧波電流限值（設備每相輸入電流小于或等于16A）》及GB17625.2《電磁兼容限值對額定電流不大于16A的設備在低壓供電系統中產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃爍的限值》，分別等同于IEC61000-3-2和IEC61000-3-3。

我們做諧波電流試驗目的旨在檢測電子電氣設備通過(guò)電源線(xiàn)注入到公用供電系統中的諧波電流是否滿(mǎn)足相應標準規定的限值要求。

小提示：醫療器械行業(yè)諧波電流發(fā)射限值參考GB 17625.1，一般來(lái)講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大，因此標準中對奇次諧波提出了更高的要求，從而保證醫用設備不會(huì )對公共電網(wǎng)造成過(guò)大的影響。需要注意的是YY 0505對每相電流＞16 A的設備或系統不做要求。

試驗設備及條件

根據GB17626.1標準要求，主要試驗設備有以下幾種：

（1）純凈電源：其作用是產(chǎn)生一個(gè)沒(méi)有諧波的50Hz交流電源，這樣可以保證測試到的諧波是由EUT產(chǎn)生的。具體要求如下：

1. 輸出電壓穩定度在±2.0%以?xún)?，頻率穩定度在±0.5%以?xún)龋?/p>

2. 三項電源應保證兩兩相之間的相角為120°±1.5°；

3. 帶載時(shí)輸出電壓2-40次諧波分量不得超過(guò)GB17625.1第A(yíng).2（C）所規定之比例；

4. 輸出電壓峰值應為其rms值的1.40到1.42倍之間，且在87°至93°相位角出現；

（2）諧波測試儀：其作用是分析供電電流中的諧波成分，可以使用專(zhuān)門(mén)的儀器，也可以使用帶FFT功能的示波器來(lái)代替。具體要求如下：

應符合IEC61000-4-7的要求；

電壓、電流、功率的測量準確度滿(mǎn)足下表之要求：

（3）電流取樣傳感器（選用）：其主要作用是將EUT電源線(xiàn)中的電流進(jìn)行取樣，以便于分析。電流取樣傳感器要求靈敏度高切不能對供電條件產(chǎn)生太大的影響，以此來(lái)保證測試誤差足夠小。

試驗方法及配置

除非另有規定，諧波電流發(fā)射試驗應在正常工作狀態(tài)且預期能產(chǎn)生最大總諧波電流的模式下進(jìn)行，單相設備的測量電路如下圖1所示：

圖1

三相設備的測量電路如下圖2所示：

圖2

舉例

GB17625.1把設備分成4類(lèi)

1. A類(lèi)：平衡的三相設備；家用電器（不包括列入D類(lèi)的設備）；工具，不包括便攜式工具；白熾燈調光器；音頻設備；未歸入其他三類(lèi)的設備都視為A類(lèi)設備。

1. B類(lèi)：便攜式工具；不屬于專(zhuān)用設備的弧焊設備。

1. C類(lèi)：照明設備（包括燈和燈具；主要功能為照明的多功能設備中的照明部分…）。

1. D類(lèi)：功率不大于600W的個(gè)人計算機、計算機顯示器及電視接收機。

各類(lèi)設備的限值要求如下圖所示：

三相電力電網(wǎng)諧波測試儀

其中B類(lèi)設備的限值為A類(lèi)設備限值的1.5倍，由上圖對比可知諧波電流限值對C類(lèi)設備要求尤為嚴格，D類(lèi)次之，也是因為這兩類(lèi)設備在生活中應用尤為廣泛。