安科瑞王璐月

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展，越來越多的電力電子裝置等非線性負(fù)載應(yīng)用于企業(yè)當(dāng)中，在帶來節(jié)能與能量變換積極一面的同時，也產(chǎn)生了諧波等電能質(zhì)量問題。特別是醫(yī)療行業(yè)，對電能質(zhì)量要求很高，其引進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備 (如CT機(jī)、核磁共振、直線加速器等)，科室和病房都采用中央空調(diào)。這些設(shè)備的應(yīng)用提升了醫(yī)療服務(wù)水平，對于行業(yè)發(fā)展都具有重要意義。同時這些先進(jìn)、高靈敏度、大電 流、大功率的設(shè)備會產(chǎn)生大量的諧波，而這些“諧波源"會對所用電設(shè)備以及其他設(shè)備(如彩超、化驗室高精設(shè)備等)的運(yùn)行和使用壽命造成嚴(yán)重影響。因此本文將對諧波保護(hù)器進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上研究諧波保護(hù)器的作用，進(jìn)而探索諧波保護(hù)器的應(yīng)用效果。
關(guān)鍵詞：醫(yī)院；高次諧波；諧波保護(hù)器

社會經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展推動著控制技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù) 的不斷進(jìn)步，在智能建筑中開始廣泛應(yīng)用變頻空調(diào)、監(jiān)控系統(tǒng)、消防系 統(tǒng)數(shù)字辦公設(shè)備、通信設(shè)備、計算機(jī)等。與此同時這些設(shè)備和裝置的應(yīng)用也產(chǎn)生了相應(yīng)的副產(chǎn)品諧波，而這嚴(yán)重的威脅了智能建筑系統(tǒng)和用戶，使得相應(yīng)設(shè)備的安全正常運(yùn)行受到影響。為了滿足社會生活發(fā)展需要一種能夠?qū)Ω鞣N頻率和各種能量的諧波干擾進(jìn)行吸收并自動消除用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)電涌、脈沖尖峰、高頻噪聲、高次諧波的裝置——諧波保護(hù)器應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前在智能建筑電力環(huán)境中諧波保護(hù)器被廣泛應(yīng)用， 為用電設(shè)備的有效運(yùn)行提供了重要保障。
 

一、諧波保護(hù)器基本原理

    諧波保護(hù)器是一種用于濾除高次諧波、保護(hù)精密儀器設(shè)備的新型保護(hù)裝置，采用超微晶合金材料與創(chuàng)新的特別電路。它主要由電壓箝位、低通濾波器以及吸收器組成，不但可以抑制和吸收用戶用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾，而且能隨時跟蹤電壓波形，瞬時濾除電源中的尖峰、浪涌、雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生的高次諧波，從源頭消除諧波污染，為用電設(shè)備提供保護(hù)功能。

    諧波保護(hù)器的基本原理如圖1所示（以三相為例）：以電壓箝位實時監(jiān)測電壓的變化，使用低通濾波器濾除高次諧波，再運(yùn)用吸收器吸收高次諧波的濾波設(shè)備。

圖1 諧波保護(hù)器原理
 

二、諧波保護(hù)器的功能

    第一，自動保護(hù)用電設(shè)備。在電路中并聯(lián)諧波保護(hù)器能夠?qū)崿F(xiàn)具有破壞性的尖峰瞬變、浪涌、高頻噪聲、高次諧。它的有效消除，進(jìn)而促進(jìn)用電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行和提升用電設(shè)備的使用壽命。

    第二，凈化電源。諧波保護(hù)器的抑制和消除諧波能力顯著，在并聯(lián)諧波保護(hù)器的電路中99％因各種諧波引起的電壓、電流的畸變都可以得到消除，同時諧波引發(fā)的計算機(jī)屏幕頻閃、負(fù)載變化、短路、開關(guān)引起的燈管頻閃都可 以得到避免。

    第三，保護(hù)功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備。實際當(dāng)中并聯(lián)振回路會在高次諧波頻率和雜散的電網(wǎng)電感及功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備的諧波頻率的相互的作用下產(chǎn)生，電壓和電流波形會在諧振電路引起的諧波放大作用下加劇畸變，進(jìn)而剛氏設(shè)備使用壽命。此外諧波保護(hù)器能夠?qū)χC波污染進(jìn)行凈 化，為功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備的使用壽命提供保證。

    第四，防止保護(hù)裝置的無跳閘。斷路器會因諧波電流的音響而發(fā)生斷路器誤跳閘，或者拒跳閘，而在電路中并聯(lián)諧波保護(hù)器能夠有效消除諧波電流，進(jìn)而有效避免斷路器發(fā)生誤跳閘或者拒跳閘問題引。
   諧波保護(hù)電器有從源頭上消除諧波污染的作用，進(jìn)而為用電設(shè)備的正常運(yùn)行提供保障。在電力設(shè)備電路中并聯(lián)諧波保護(hù)器，不僅能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的電流狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，還能夠?qū)﹄娐分械母叽沃C波進(jìn)行吸收和阻隔，進(jìn)而避免其他設(shè)備受到設(shè)備本身產(chǎn)生的諧波的干擾。
   
 三、諧波保護(hù)器在醫(yī)療場所的應(yīng)用 

    醫(yī)療場所醫(yī)療設(shè)備和儀器經(jīng)常會受到高次諧波的干擾而發(fā)生故障，進(jìn)而引發(fā)信息丟失、圖像模糊、數(shù)據(jù)差錯等影響正常工作的問題，更有甚者會使硬件和軟件同時發(fā)生損壞進(jìn)而影響儀器正常工作。所以應(yīng)當(dāng)利用諧波保護(hù)器對這些醫(yī)療設(shè)備和儀器進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而保障儀器設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
   諧波保護(hù)器是現(xiàn)代醫(yī)療結(jié)構(gòu)醫(yī)療設(shè)備高效、安全運(yùn)行的重要保障， 技術(shù)人員只需將其接入到電路中，設(shè)備中產(chǎn)生的高次諧波就會被其吸收，醫(yī)療器械的破壞和誤操作隨之降低，進(jìn)而為醫(yī)務(wù)人員和病人的安全提供保障。同時諧波保護(hù)器本身并不耗電，設(shè)備在諧波保護(hù)器器的作用下使用壽命會被有效嚴(yán)懲，同時設(shè)備維修和維護(hù)成本也能得到降低。
   大型醫(yī)療設(shè)備使用是很頻繁的，瞬間電流變化達(dá)幾百安培，中央空調(diào)的運(yùn)行使得醫(yī)院內(nèi)電網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生的諧波都很大，而高精醫(yī)療設(shè)備少值幾萬元，多值幾百萬元。因而諧波保護(hù)器在醫(yī)院使用非常必要。

安科瑞ANHPD系列諧波保護(hù)器為醫(yī)療行業(yè)供電系統(tǒng)出力，避免其高次諧波干擾，已運(yùn)行項目有：大連友誼醫(yī)院、遵義第一人民院、浦口中醫(yī)院、田陽縣中醫(yī)院、昆山第三人民醫(yī)院等，以下為我司ANHPD對于高次諧波的治理效果展示，對于高次諧波抑制有非常顯著的效果。

（1）50Hz工頻電源迭加2KHz干擾信號

諧波保護(hù)器接入前                  諧波保護(hù)器接入后

（2）50Hz工頻電源迭加10KHz干擾信號

諧波保護(hù)器接入前                   諧波保護(hù)器接入后

（3）50Hz工頻電源迭加100KHz干擾信號

諧波保護(hù)器接入前                   諧波保護(hù)器接入后

（4）50Hz工頻電源迭加1MKHz干擾信號

諧波保護(hù)器接入前                   諧波保護(hù)器接入后

四、安科瑞諧波保護(hù)器介紹

4.1主要技術(shù)參數(shù)

 表3-1 ANHPD技術(shù)參數(shù)

4.2功能特點

    •采用超微晶體的特殊電路；

    •吸收3KHz~30MHz頻率各種能量的諧波干擾，消除高次諧波、高頻噪聲、脈沖尖峰、浪涌等干擾，矯正電壓、電流波形；

    •減少了用電設(shè)備的故障率和機(jī)器誤操作，全面克服了由于高頻諧波污染引起的干擾，保障了設(shè)備的安全運(yùn)行；

    •設(shè)備本身幾乎不耗電，具有超高的經(jīng)濟(jì)性；

    •結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，接線簡單，安裝方便。

五、結(jié)語 

    高精尖是未來用電設(shè)備發(fā)展的必然趨勢，相應(yīng)的怎樣避免受這些設(shè)備產(chǎn)生的諧波的干擾成為科技人員面對的重要課題。諧波保護(hù)器對于當(dāng)前的高科技、高靈敏度設(shè)備產(chǎn)生的諧波具有有效地吸收和阻隔作用。因此在未來一段時間內(nèi)在建筑電氣系統(tǒng)中運(yùn)用諧波保護(hù)器將會是必然的趨勢，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)從諧波保護(hù)器的作用原理和電氣設(shè)備實際情況出發(fā)，科學(xué)合理的運(yùn)用諧波保護(hù)器保護(hù)用電設(shè)備。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王小云，試論現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計中的諧波抑制【J】商業(yè)文化月刊，2011（7）：179

【2】鄭國興，諧波保護(hù)器及其在智能建筑中的應(yīng)用【J】電器與能效管理技術(shù)，2007（20）：55-58

【3】徐朝陽，二甲以上醫(yī)院中諧波保護(hù)器的應(yīng)用【J】科技風(fēng)，2015（17）：250-25