三、何謂電能質量

　　除非離變電站距離太遠而受到過多因素的影響，電源接入建筑物時通常是潔凈的。影響電源質量的情況往往發生在插座處。如果用示波器給交流電拍照的話，您就會發現，其波形是正弦波，這與交流電的發電原理有關。平滑或完好的正弦波形代表著您所用交流電源的質量好。負載、導線及外在因素可能干擾平滑的正弦波形，使電源入口附近和下游設備的供電質量下降。電壓事件和諧波都會造成電能質量下降。

　　還用行駛中的汽車比喻，對運行在有電壓事件的電路中設備而言，就如同在“顛簸的道路”上行駛的汽車。為了更好地理解電壓事件的不同形式，首先要對它們有個明確的定義。電壓事件是根據其規模和持續時間來描述的。所謂規模，即：事件有多么嚴重；持續時間，即：事件存在了多久。

　　電壓驟降 （SAGS）

　　電壓瞬間降低稱為驟降。其降低值可能很小（比如，降10％）或持續很短的時間。電壓下降持續超過1分鐘，則稱為“欠壓”；完全停電，則稱為“中斷”。電壓驟降可能因重負載啟動造成，例如：電機、重型機械甚至吸塵器啟動。電力系統的容量以及電路阻抗都會影響電壓驟降的規模。

　　電壓驟升 （SWELLS）

　　電壓驟升與電壓驟降正好相反。電壓短暫升高，并持續0.5秒至1分鐘。這種能量的釋放是由于電機或重型機械突然關斷引起的。電壓驟升較電壓驟降不常見但危害更大。持續超過1分鐘的電壓驟升，被稱為“過壓”。有時，在負載開啟時會出現電壓驟降，由于系統過補償作用，緊跟著會出現電壓驟升。

　　脈沖（IMPULSES）

　　短時的非常高的電壓驟升或尖峰被稱為脈沖，其規模可能從正常電壓的2倍到幾千伏，持續時間從不足微秒到幾百微秒甚至幾秒。脈沖的特征是在正常電壓波形上疊加了極高的電壓尖峰。脈沖是由于在電力系統中，蓄積在電感或電容里的能量短時間釋放造成的。

　　諧波（HARMONICS）

　　與道路的顛簸起伏不同，諧波產生的影響是一系列重復出現的小波動，就像在路肩上駕駛。電路中存在的諧波會造成額外的發熱、干擾通信線路、造成電子設備誤動作、降低功率因數。

　　非線性負載，如：計算機、復印機、調速設備，會產生諧波。這些設備在電路中產生高于50Hz的頻率。電壓波形出現連續的“平頂”，意味著電源不能為負載提供其運行所需要的電壓峰值。

　　使用電子設備越多，電壓受干擾的可能性越大。諧波影響傳統負載和導線，使其發熱量增加、誤觸發、通信設備產生噪聲。

　　諧波存在的數量以總諧波含量（Total Harmonic Distortion （THD））的百分數表示。THD 超過 5% 就應調查其原因。

　　電壓性能和電能質量是等價的。了解電壓驟降、驟升、脈沖及總諧波含量（%THD），可以為您節約時間和金錢。

　　三、電壓超限會造成何種影響？

　　電壓驟降Voltage Sags

　　上圖所示：某電壓在連續7天內的變化，在第1天出現了1次電壓短暫跌落。您可能會問，如果電壓隨時都在變化，為何用電設備沒有隨即出現故障？其原因是，電子設備的電壓適應范圍是正常電壓的±10％。而且，設備類型不同其承受電壓變化的持續時間也不同。電壓的首次變化不一定使設備損壞，但如果電壓波動持續時間過長或電壓事件頻繁出現，超出了設備的耐受能力，設備就會損壞。

　　當電壓不滿足設備供電指標要求時，設備運行就會變得困難、過熱或導致絕緣性能不能滿足實際電壓的變化。

　　例如某冰箱的電壓適應范圍是正常電壓的±10%，如果出現上圖所示的電壓驟降，冰箱的輸入電壓降為108V （以北美120V電壓制式為例），則電機就會發熱、效率降低。長期的或反復的電壓驟降會降低冰箱電機的使用壽命，導致電壓下降的原因有多種，包括線徑過細，線路過長、用電設備過多等。

　　電壓驟升（Voltage Swells）

　　電壓驟升對電力系統的影響與電壓驟降不同，但結果是類似的。上圖所示：帶有若干臺計算機的線路，反復出現電壓驟升的情形。這些反復出現的電壓驟升可能導致硬件損壞、死機、異常，而一旦得知是由于電源問題導致的，這些故障都可以迅速排除。

　　諧波（Harmonics）

　　上圖所示：開關電源干擾了交流電波形。電流的正弦波波峰處產生了下陷。根據歐姆定律，電壓與電流成反比，一旦電流波形變成這樣的非正弦波，電壓波形也會收到影響。產生諧波的設備也會受到諧波的影響。如上所述，如果多臺設備都在用電，電壓波形的波峰處就會出現平頂，整流穩壓電源就無法輸出穩定的直流電。換言之，諧波會影響線路中的其他負載。