電壓波動(dòng)和閃爍（AC電源輸入端口）檢測(cè)

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，尤其是隨著大量非線性負(fù)載（如開關(guān)電源、變頻器、LED驅(qū)動(dòng)器等）的廣泛應(yīng)用，交流（AC）電源端口的電壓波動(dòng)（Voltage Fluctuation）和閃爍（Flicker）問(wèn)題日益突出。電壓波動(dòng)是指供電電壓幅值在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的一系列變化或連續(xù)變化；而閃爍則是這些電壓波動(dòng)作用于照明設(shè)備（特別是白熾燈）時(shí)，引起光源輸出光通量不穩(wěn)定，導(dǎo)致人眼感知到的光亮度發(fā)生不舒適的明暗變化現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不僅會(huì)引起視覺疲勞、不適，甚至可能誘發(fā)健康問(wèn)題，還會(huì)干擾敏感電子設(shè)備的正常工作。因此，對(duì)電氣和電子設(shè)備（尤其是接入公共低壓電網(wǎng)的設(shè)備）的AC電源輸入端口進(jìn)行電壓波動(dòng)和閃爍的檢測(cè)，是評(píng)估其對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量影響、確保設(shè)備滿足電磁兼容性（EMC）要求、保障電能質(zhì)量和用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此項(xiàng)檢測(cè)的主要目的是限制被測(cè)設(shè)備在接入電網(wǎng)時(shí)引起的電壓波動(dòng)水平，防止其對(duì)電網(wǎng)造成污染，避免對(duì)其他連接在同一電網(wǎng)的設(shè)備（尤其是照明設(shè)備）產(chǎn)生不良影響。

檢測(cè)項(xiàng)目

針對(duì)AC電源輸入端口的電壓波動(dòng)和閃爍檢測(cè)，核心項(xiàng)目包括：

• 相對(duì)電壓波動(dòng)特性 (d(t)) 和 P_st：評(píng)估電壓變化波形及其在短時(shí)間（通常10分鐘）內(nèi)引起閃爍的嚴(yán)重程度，P_st (Short-term Flicker Severity) 是衡量短時(shí)閃爍強(qiáng)度的量化指標(biāo)。
• 相對(duì)穩(wěn)態(tài)電壓變化 (d_c)：評(píng)估在兩個(gè)穩(wěn)定工作狀態(tài)之間切換時(shí)引起的電壓變化幅度。
• 最大相對(duì)電壓變化 (d_max)：測(cè)量在特定測(cè)試條件下（如開關(guān)操作、負(fù)載階躍變化），電壓變化的最大值。
• 長(zhǎng)期閃爍嚴(yán)重度 (P_lt)：對(duì)于具有連續(xù)、隨機(jī)或階躍變化特性的設(shè)備，可能需要評(píng)估其在長(zhǎng)時(shí)間（通常2小時(shí)）內(nèi)引起的閃爍嚴(yán)重程度，P_lt 由數(shù)個(gè)連續(xù)的 P_st 值計(jì)算得出。
• 電壓變化頻度：統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)電壓變化發(fā)生的次數(shù)（不包括微小變化）。

這些項(xiàng)目共同構(gòu)成了評(píng)估設(shè)備對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)量影響的核心依據(jù)。

檢測(cè)儀器

進(jìn)行電壓波動(dòng)和閃爍檢測(cè)需要專用的高精度測(cè)量設(shè)備，通常稱為“閃爍測(cè)試儀”（Flickermeter）或“電能質(zhì)量分析儀”（Power Quality Analyzer），但其必須內(nèi)置符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的閃爍測(cè)量功能（依據(jù)IEC 61000-4-15）。關(guān)鍵儀器特性包括：

• 輸入電壓范圍與精度：必須覆蓋被測(cè)設(shè)備的額定電壓范圍（如230V, 50Hz 或 120V, 60Hz），并具有高精度（通常優(yōu)于±0.1%）。
• 模擬人眼-腦響應(yīng)鏈路的加權(quán)濾波器：這是閃爍儀的核心，它精確模擬電壓波動(dòng)如何通過(guò)白熾燈轉(zhuǎn)換為人眼感知的光波動(dòng)，并最終被大腦感知的過(guò)程。
• 數(shù)據(jù)處理與計(jì)算單元：能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算并記錄d(t), d_max, d_c, P_st, P_lt 等關(guān)鍵參數(shù)。
• 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示：能夠存儲(chǔ)詳細(xì)的測(cè)量波形和計(jì)算結(jié)果，并提供實(shí)時(shí)顯示。
• 參考阻抗網(wǎng)絡(luò)：用于在設(shè)備端口和公共電網(wǎng)之間模擬標(biāo)準(zhǔn)化的線路阻抗（如Z_ref，根據(jù)IEC 61000-3-3規(guī)定），確保測(cè)試條件的可重復(fù)性和可比性。

此外，還需要穩(wěn)定可調(diào)的低失真交流電源（用于給被測(cè)設(shè)備供電）和必要的負(fù)載模擬設(shè)備。

檢測(cè)方法

電壓波動(dòng)和閃爍的檢測(cè)通常在專業(yè)的電磁兼容（EMC）實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)程序，核心步驟包括：

1. 測(cè)試布置：將被測(cè)設(shè)備（EUT）通過(guò)規(guī)定的參考阻抗網(wǎng)絡(luò)（Z_ref）連接到純凈的交流電源上。閃爍測(cè)試儀并聯(lián)在EUT的電源輸入端口（參考阻抗網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)側(cè)）。確保所有連接符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
2. 設(shè)備狀態(tài)設(shè)置：根據(jù)被測(cè)設(shè)備的功能和標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)置設(shè)備處于最具代表性的工作模式，特別是那些會(huì)產(chǎn)生顯著負(fù)載變化的模式（如開關(guān)機(jī)、待機(jī)喚醒、大功率負(fù)載切換、電機(jī)啟動(dòng)/停止、亮度調(diào)節(jié)等）。
3. 測(cè)量運(yùn)行：
   • 啟動(dòng)閃爍測(cè)試儀，開始記錄輸入電壓波形。
   • 操作EUT，使其經(jīng)歷預(yù)定義的、可能引起電壓波動(dòng)和閃爍的狀態(tài)變化序列（包括穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)）。
   • 對(duì)于P_st測(cè)量，需連續(xù)監(jiān)測(cè)和記錄至少一個(gè)完整的10分鐘周期（或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小觀測(cè)時(shí)間）。對(duì)于P_lt，則需要更長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間（通常2小時(shí)）。
   • 記錄d_c、d_max等參數(shù)。
4. 數(shù)據(jù)分析：測(cè)試完成后，分析儀器記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算并報(bào)告P_st, P_lt, d_c, d_max 等指標(biāo)。
5. 結(jié)果判定：將測(cè)得的結(jié)果與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 61000-3-3）規(guī)定的限值進(jìn)行比較，判斷是否合格。

測(cè)試的關(guān)鍵在于精確模擬電網(wǎng)阻抗和觸發(fā)設(shè)備產(chǎn)生典型的電壓波動(dòng)工況。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際和國(guó)內(nèi)對(duì)AC電源端口電壓波動(dòng)和閃爍的檢測(cè)主要依據(jù)以下核心標(biāo)準(zhǔn)：

• IEC 61000-3-3 / EN 61000-3-3: 這是最核心、應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)額定電流≤16A（每相）并打算連接到相電壓為220V至250V、頻率50Hz或60Hz的公用低壓供電系統(tǒng)的設(shè)備。它明確規(guī)定了電壓波動(dòng)和閃爍的限值（P_st ≤ 1.0, P_lt ≤ 0.65, d_c ≤ 3.3%, d_max ≤ 4%等）以及詳細(xì)的測(cè)試方法（包括參考阻抗Z_ref的定義）。
• IEC 61000-3-11 / EN 61000-3-11: 此標(biāo)準(zhǔn)適用于額定電流≤75A（每相）且不適合直接連接到公共電網(wǎng)的設(shè)備，或者根據(jù)IEC 61000-3-3評(píng)估不合格但聲明需連接特定阻抗（Z_h）電網(wǎng)的設(shè)備。它規(guī)定了更嚴(yán)格的連接條件評(píng)估。
• IEC 61000-4-15 / EN 61000-4-15: 這是電壓波動(dòng)和閃爍測(cè)量的基礎(chǔ)方法標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格定義了閃爍測(cè)試儀的功能設(shè)計(jì)和規(guī)范（包括加權(quán)濾波器），是確保測(cè)量一致性和準(zhǔn)確性的基石。任何聲稱符合IEC/EN標(biāo)準(zhǔn)的閃爍測(cè)試都必須滿足此標(biāo)準(zhǔn)的要求。
• GB 17625.2 / GB/T 17625.2: 這是中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，等同采用IEC 61000-3-3，是境內(nèi)強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證（如CCC認(rèn)證）中評(píng)估電壓波動(dòng)和閃爍的依據(jù)。

符合這些標(biāo)準(zhǔn)的要求是電氣電子產(chǎn)品進(jìn)入相應(yīng)市場(chǎng)（如歐盟CE標(biāo)志、中國(guó)CCC認(rèn)證）的重要前提條件之一，確保設(shè)備對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量不造成不可接受的干擾。