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直流工作電源電壓跌落檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-22 12:47:42 更新時(shí)間：2025-08-21 12:47:43

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

直流工作電源電壓跌落檢測：原理、方法與標(biāo)準(zhǔn)解析

在現(xiàn)代電子系統(tǒng)尤其是工業(yè)自動(dòng)化、通信設(shè)備、軌道交通和新能源領(lǐng)域中，直流工作電源的穩(wěn)定性直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠運(yùn)行與安全性能。電壓跌落（Voltage Sag）是指電源電壓在短時(shí)間內(nèi)突然下降至額定值的一定比例以下，持續(xù)時(shí)間通常在幾毫秒到幾秒鐘之間。這種瞬態(tài)電壓波動(dòng)可能由電網(wǎng)負(fù)載突變、短路故障、大功率設(shè)備啟動(dòng)或電源系統(tǒng)內(nèi)部故障引起。一旦發(fā)生電壓跌落，可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤動(dòng)作、數(shù)據(jù)丟失、設(shè)備重啟甚至硬件損壞。因此，開展直流工作電源電壓跌落檢測，不僅是保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段，也是滿足相關(guān)電氣安全與電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的必要環(huán)節(jié)。該檢測涵蓋檢測項(xiàng)目、檢測儀器、檢測方法及遵循的檢測標(biāo)準(zhǔn)等多個(gè)維度，是電源質(zhì)量評估體系中的核心內(nèi)容。

核心檢測項(xiàng)目

直流工作電源電壓跌落檢測的主要項(xiàng)目包括：

電壓跌落幅度：測量電壓從額定值下降至最低點(diǎn)的百分比，通常以額定電壓的10%~90%為判定范圍。
跌落持續(xù)時(shí)間：記錄電壓低于閾值的持續(xù)時(shí)間，需精確到毫秒級。
跌落頻率與重復(fù)性：評估電壓跌落發(fā)生的頻率以及是否具有周期性或隨機(jī)性。
恢復(fù)時(shí)間：從電壓跌落結(jié)束到恢復(fù)至正常值所需的時(shí)間。
系統(tǒng)響應(yīng)能力：在電壓跌落期間，被測設(shè)備是否能保持正常工作或進(jìn)入安全保護(hù)狀態(tài)。

關(guān)鍵檢測儀器

為準(zhǔn)確完成電壓跌落檢測，需使用高精度、高采樣率的測試設(shè)備，主要包括：

電力質(zhì)量分析儀（Power Quality Analyzer）：如Fluke 435、Hioki PW3390等，具備毫秒級采樣能力，可實(shí)時(shí)記錄電壓波形、頻率、諧波及跌落事件。
示波器（Oscilloscope）：特別是數(shù)字存儲(chǔ)示波器（DSO），采樣率高達(dá)1 GS/s以上，能捕捉瞬態(tài)電壓變化，適用于小信號(hào)和快速跌落檢測。
可編程電源與負(fù)載模擬器：如Keysight E36313A，可人為制造電壓跌落，用于測試設(shè)備在跌落條件下的響應(yīng)能力。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ）：配合傳感器與軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)長時(shí)間、多通道數(shù)據(jù)記錄與分析。

主流檢測方法

電壓跌落檢測通常采用以下幾種方法：

實(shí)時(shí)監(jiān)測法：通過電力質(zhì)量分析儀或示波器對直流電源輸出端進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，當(dāng)檢測到電壓低于設(shè)定閾值（如90%額定電壓）時(shí)，自動(dòng)記錄跌落事件的時(shí)間、幅度和持續(xù)時(shí)間。
人工模擬法：利用可編程電源或電子負(fù)載，人為制造電壓跌落（如在10ms內(nèi)將電壓從24V降至18V），觀察被測設(shè)備是否能正常運(yùn)行。
故障注入法：在系統(tǒng)中引入模擬短路或大功率負(fù)載突加，觀察電源電壓響應(yīng)及跌落特性。
長時(shí)間穩(wěn)定性測試：在典型工作條件下運(yùn)行設(shè)備數(shù)小時(shí)，結(jié)合數(shù)據(jù)分析軟件識(shí)別潛在電壓跌落事件。

遵循的檢測標(biāo)準(zhǔn)

直流電源電壓跌落檢測需依據(jù)國際及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保檢測結(jié)果的權(quán)威性與可比性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

IEC 61000-4-11:2017《電磁兼容性（EMC）第4-11部分：試驗(yàn)和測量技術(shù)——電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)》：規(guī)定了設(shè)備對電壓暫降的抗擾度測試方法，涵蓋跌落幅度（10%~90%）和持續(xù)時(shí)間（0.5周期至1分鐘）。
GB/T 14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》：雖然主要針對交流系統(tǒng)，但其對電壓波動(dòng)的監(jiān)測框架可延伸用于直流系統(tǒng)評估。
ISO 16750-2:2012《道路車輛電氣與電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn) 第2部分：電氣負(fù)荷》：適用于車載直流系統(tǒng)，規(guī)定了電壓跌落測試的嚴(yán)酷等級。
UL 60950-1 / UL 62368-1：涉及信息技術(shù)設(shè)備和音視頻設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)，其中包含電源電壓波動(dòng)的耐受測試要求。

在實(shí)際操作中，應(yīng)根據(jù)被測設(shè)備的應(yīng)用場景（如工業(yè)、醫(yī)療、通信、車載等）選擇對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量控制要求，建立完整的電壓跌落檢測規(guī)程。