仪表平均值测量仪表的弊端

发布时间:2011-11-11

 真有效值仪表已经用了30多年了,过去它仅用于领域、并且价格昂贵。
现代电子学的发展促进了真有效值测量仪的发展,现在许多手持式万用表都具有
这种功能。遗憾的是,这个功能也只是很少生产商一般地认知。然而就是这样其
价格之低仍足以使真有效值仪表在公用场合种普及应用。
               表1  平均值测量仪和真有效值测量仪的读数差别
万用表               对于               对于               对于               对于  
型式               正弦波               方波          单相二极管整流           三相二极管整
                                                     器                    流器
 
                                                              
                                            
平均值,按
有效值校准
                  正确             高10%             低40%           低5—30%

真有效值              正确               正确               正确               正确  

 

测量值过低造成的后果 

    绝大多数电路元器件的极限容量值是由保证元器件不过热而可以散发的热
量所决定的。

    例如,电缆的容量是由特定的安装条件(决定散热的快慢)和大的工作温
度所决定的。因为含有谐波的电流有着比普通平均测量值要高的有效值,电缆的
实际运行电流值往往被低估,因而导致电缆的工作温度比预期的温度要高,结果
是电缆的绝缘下降、过早损坏甚至引发火灾。

 母线的尺寸取决于母线因对流和热辐射所散发的热量速率与电阻损耗发热
速率。上述速率相等时的温度就是母线的正常工作温度。通常将母线的正常工作
温度设计地足够低以使绝缘和支持材料不过早老化。就电缆而言,真有效值的测
量误差将会导致过高的工作温度。而母线一般来说体积都很大,它的集肤效应比
一般的小规格导线要明显的多,从而导致温度进一步提高。

    其他的一些电力元器件,如熔断器和断路器的热元件,它们的额定电流值是
根据有效值来制定的,因为它们的特性和散热紧密相关。这就是误跳闸的根本原
因所在。真实电流大于所预期电流,导致断路器一直工作在过电流状态,长期工
作可能会引起跳闸。处于过电流状态断路器对温度非常敏感出的问题,难以预测。
任何由误跳闸引起的断电所造成的事故损失都可能是巨大的,例如,电脑系统数
据丢失和生产控制系统瘫痪等等。在指南的第2章将对这些问题具体讨论。 
     
    很明显,只有真有效值仪表才能给出正确的测量值,才能正确确定电缆、母
线和断路器的额定值。一个很重要的问题:怎样才能知道仪表是否是真有效值仪
表?通常可以通过产品说明书作出判断,可往往是在实际需要的时候产品说明书
并不在手边。有一个很好的办法:分别用已知的平均值仪表(往往是手头便宜

的那种)或真有效值仪表和待定的测量仪同时测量象个人电脑这样非线性负荷的
电流和白炽灯回路的电流值,比较其读数。对于白炽灯负荷,两种测量仪的读数应
一致。而在接入个人电脑后一台仪表的读数比另外一台仪表大很多(比如说20%
以上)则此仪表很可能是真有效值仪表。若此时两表读数接近,说明两种仪表是
同一类型的。 

结论 

真有效值测量对于任何带有很多非线性负载(个人电脑、电子镇流器和紧凑型荧
光灯等)的装置意义重大。平均值测量仪的测量值比真实值大可小40%,从
而会导致电缆和断路器在“不满载”状态下而出现故障和频繁误跳闸。 

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