系统节电器

系统节电器概述

　　 ESS是适用于所有的用电系统的一种通用型节电装置；是瑞克公司根据市场要求专门设计的功能更强大、更完善的升级版产品。它采用*的微电脑控制技术，能随时监控电网的电压并报告电网波动情况；能方便地在节电模式与旁路模式之间切换；有效地改善功率因数，提高整个用电系统的用电效率；并能有效滤除电网电路中的瞬变浪涌，保护设备不受瞬变的影响或被破坏；具有节电和保护的双重功效。

原理

在讨论的节电原理前，让我们一起讨论一下什么是瞬流．瞬流是交流正弦波电路上电流与电压的一种瞬时态的畸变．浪涌、谐波为其主要的表现形式。瞬流zui主要的特点有三个：超高压、瞬时态、高频次。

　　超高压是指通常的瞬流尖峰，它高出正常电路电压幅值的5-10倍，zui高可达数万伏。瞬时态是指瞬流持续的时间非常之短，它可以在数亿分之一秒内完成从迸发到消失的过程。高频次是指瞬流的活动十分频繁，可以说瞬流无时不有、无处不在。经专家测试表明，日光灯管一个简单的开关动作，就有24个瞬流产生，电压高达1200V。

　　概括性地说，瞬流会使用户的用电成本增加；同时，瞬流会破坏设备的安全运行。我们先说瞬流与用电成本的关系。大量的科学研究已经证明，瞬流使一个用电系统的电耗增加的方式有三种：

1．系统效率下降：

　　通用电气公司的《TECHNICAL DATA》（《技术通讯》）杂志上发表的多篇研究报告证实，瞬流将使一个用电系统的用电效率严重下降。瞬流对所有的开关装置、接触元件、线包绕组、半导体元件等，都有冲击作用，使电机、灯光及系统中所有的用电装置的用电效率下降。研究发现，由于经年累月的冲击，瞬流会在开关装置及其它接触性器件上造成氧化性碳膜层。在电机接触器上，每1欧姆阻抗的氧化性碳膜层的生成和存在，可使电机的效率损失13%。瞬流导致系统用电效率下降的另一个例子来自下面这样一个研究结果：在一条120V 的电路中，电流为15A/小时，瞬流发生的频次为40000个/小时，瞬流持续的时间为100微秒。研究人员发现，在这样一个简单的电路中，瞬流导致了8.05%的线路电耗增加。

2．电机温度升高：

　　电机的温升还由于瞬流使电感性负载电流损失增加和铜损提高而造成。实验表明，一个800周的振荡型瞬流会使铁芯材料的能耗由 0.04W/lb提高到3W/lb，能耗增加的幅度为67%。常识也告诉我们，由于瞬流高压的冲击，多余的电能转换成热能，因而使电机的运行温度上升。电机温度每上升一度，大约增加4%的电耗。

3．避免用电量的过度误计量:

　　美国工程学会会刊AIEE第59卷第460-464页上发表的Keener与 Nelm的一份研究报告，证明瞬流会严重地影响电能表的计量。其结果会导致电能表对一个系统总的应用电量的过度计量。瞬流能使电表走快，也被其它一些学者的研究结果所证实。如Hershfiled博士在《规范工程杂志》发表的一篇论文，就曾详细说明瞬流如何使监测电气负载的感性电能表对系统的总电量产生过度计量。ESS的应用将从两个方面切断瞬间变对电能表的影响：

一是堵截外部的来路；
二是切断内部的回路。

　　可使电能表的计量恢复正常,用多少电，电表就正常计量多少。通过前面的叙述，我们已经了解瞬流的危害是不仅会使一个系统的电耗增加，用户多付电费；而且会严重影响到设备的安全。统计发现，50%-70%的电视返修及保修索赔，皆起因于瞬流的影响。通用电气公司持续7年时间的一系列研究还发现，当电机线包绕组的耐压从2000V提高到6000V以上的耐压水平时，电机被烧的机会降低80%。该项研究不但证明了瞬流对电机安全性的影响，还说明2000V-6000V之间的瞬流对电机的安全性影响zui大。瞬流还影响到所有的电子设备、电脑系统、灯光系统、配电设备，使它们荡机、损坏、寿命缩短、发生火灾等。

瞬流产生的来源主要有两个方面：

　　一是环境的。雷电感应电压、输变电站大型开关的开合、邻居大型负载的起停，都会伴随有瞬流进入到用电系统。环境因素产生的瞬流占一个系统瞬流总量的20%-30%。

　　二是用电系统内部产生的，它占一个系统瞬流总量的70%-80%。任何负载的起停和运行都会有大量的瞬流产生，回馈到本身的用电系统中。大的负载的起停及运行过程中所产生的瞬流还会影响到邻居及电网。电弧放电也是瞬流的一个主要来源。它可能是由不良和松动的电气连接引起或由老旧的不干净的电刷引起。由电弧放电所产生的高频电压尖峰脉冲，会通过设备线路扩散，影响到整个系统。上面我们分析了瞬流的危害及其产生的原因，下面我们将讨论的节电原理。概括而言，它是经由缓冲、降温、洁净三大综合作用，而zui终达到节电的效果。

a．缓冲器──缓冲节电原理。的应用将从两个方面切断瞬流对电表的阶跃式冲击：

一是堵截外部的来路；

二是切断内部的回路。可使电表的计量复归正常，用多少电，电表就正常计量多少。

b．冷却机──降温节能原理。前面已经提到，由于瞬流的影响，铁芯材料由于过度的磁滞而使电流损失增加，结果使感性负载，尤其是电机的温度上升，用电效率下降。的箝位电压在火线与零线间的箝位值为275V，所有高于275V的电压均被迅速抑制，从而抑制了过压，使其对末端负载和整个系统的影响减少到zui轻的程度。

c. 清道夫──清洁节电原理。在正确安装之后，会使接触器及电路中的氧化性碳膜层不再生成，甚至使接触器触头表面已形成的氧化性碳膜层逐步剥落，舒缓阻滞，提高系统的用电效率。

　　　到目前为止，我们所说的其实只是涉及的一般性节电原理。通过瞬流抑制而实现节电，从技术手段上讲，还要满足两个基本的要求。

*，的反应速度必须极快，要超过多数瞬流的速度。多数瞬流的发生速度都非常之快，快到数亿分之一秒。为了保证抑制的效果，采用高科技半导体元件，使得它的反应速度超过10－13秒，比电脑的速度都要快几倍。

　　第二，箝位电压要足够低，保证那些电压峰值不高的瞬流也能被捕捉到，以保证抑制的效果。要做到这两点，非常的不容易。它对产品的元器件的设计及性能要求*。既要极快的速度，又要极低的箝位，对设计者和制造商的挑战性都相当的大。

　　随着变频器、SCR、不间段电源（UPS）等电子及整流设备的日益广泛的普及和应用，工业用电环境中的瞬流污染也日益严重。以其高科技的手段和优异的性能，为我们开辟了一个通过清除电力污染而实现节电降耗和保护设备安全的新途径。

产品特性

　　＊ 节约电能，提高一个用电系统的用电效率平均20%
　　＊ 用于工业和商业配电系统的自动瞬流保护。
　　＊ 有效控制比工业认可的静态平均雷电感应电压浪涌高约三倍的雷电感应电压
　　＊ 它大量存在于用户的进线端和用电系统之中。
　　＊ 每相故障指示器（氖泡）。
　　＊ 连接线为#14AWG多股绞合线。
　　＊ 固态双向元件。
　　＊ 密封封装，除指示灯外，无可移动部件。

应用范围

　　ESS是一种通用型节电器，从理论上说可适用于所有用电系统。但由于是一种被动型的节电器，其反映出的节电效果与其应用环境的瞬流活跃程度息息相关。而不同应用环境的瞬流活跃程度各不相同，选择一个合适的应用环境才能获得较好的节电效果和较佳的投资回报。
下面列出的几个系统是已经证明了的比较理想的应用环境。
　　
　　快餐店：系统简单，设备较杂，所需数量较少。
　　制衣厂：系统较小，单相设备较多，启停很频繁。
　　空压机系统：系统简单，功率较大，回报较快。
　　注塑机系统：系统比较简单，工况变化大。功率较大，回报较快。其它频繁启停的设备系统。

技术指标

　　额定线电压（RMS）380V三相，四线加地线。
　　zui大浪涌电流（每相）（8/20ms电流波形）：每相80KA。
　　响应时间：高达85皮秒（10-13秒）（6英寸长连接头），每7英寸增加1奈秒（10-9 秒）。
　　箝位电压（峰值） Cat.C1/B3 ANSI/IEEE C62.41-1991
　　（6kV-1.2/5.0ms，3KA-8/20ms ）：
　　相线对零线：275V 零线对地：275V
　　脉冲承载能力：2000个8/20ms C类脉冲没有阻碍。
　　zui大连续工作电压（RMS）
　　相线对零线：250VAC 相线对相线：430VAC
　　相对湿度范围：0-*，不结露。
　　工作频率：50-60Hz。
　　动态跟踪过滤器（交流正弦波）。
　　工作温度范围：-40℃- +85℃。