数字化设备电环境需求的选择性研究

　　如今各种复杂的、精密的、对电环境超敏感的负荷设备被医疗、教学、科研院所广泛使用,这些设备是保证工作被精准完成的物质基础和重要保障,要求设备具有安全可靠、连续运转、精度高、重复性好、抗干扰、无污染,能够不间断地进行数据传输、存贮等。数字化设备的稳定运行要依靠电网系统输送持续高质量电能,但在实际运行中,由于电网中变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、电弧炉等非线性负载的影响而导致电网污染,电能质量下降,电网存在的电压浪涌、电压尖峰、电压瞬变、噪声电压、过压、欠压、电源中断等污染和干扰始终威胁着设备的运行安全，造成电子设备在运行时经常出现程序运行错误,严重的造成数据丢失、硬件损坏,尤其使得对电能质量敏感的数字化设备的安全运行指数显著降低,数字化设备的故障严重影响科学的数据采集，严重的时候会产生不可挽回的损失和后果。

　　电能质量对数字化设备的影响

　　电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性。所谓电能质量实质上是各种单一的扰动和不平衡现象的总和在电网中的集中体现。它强调的是电网与用电设备之间的相互影响。理想的电力系统应以恒定的频率 (50Hz) 正弦波形、按照规定的电压水平对用户供电,在三相交流电力系统中,各相的电压和电流应处于幅度大小相等、相位互差 120°的对称状态。然而,由于系统各元件的参数并不是理想线性或对称的、调控手段不完善、负荷性质各异且变化的随机性、各种故障等原因,理想状态在实际中并不存在。

　　作为敏感负荷的数字化设备,电能质量对数字化设备具有严重的影响。电压的波动使数字化设备的电源系统发生故障,轻则烧断保险丝,重则损坏电源系统和整台设备;供电频率偏移会对一些精度较高而又需要市电频率同步或做基准的设备可靠性大打折扣;供电中断会使医疗设备 MRI、CT、DSA 等依靠计算机程序控制的大型数字化设备数据记录丢失,或者系统软件被损坏,严重时会损坏主机和硬盘,更严重的是直接影响 CT 球管的寿命和控制电路、高压箱的安全,以及 MRI 的磁体线圈、梯度功放、射频功放等部件的安全,甚至会立即损坏这些部件;尖峰电压、浪涌电压、噪声干扰、奇次谐波等会造成数字化设备的电路板损坏,计算机控制出现紊乱,高压系统不稳定而危及整机安全。

　　目前大型数字化设备基本上采用计算机控制,电压偏差对数字化设备的核心控制器的计算机硬件或软件的影响是造成数字化设备不能正常工作的关键问题之一,其中枢控制系统对电压的跌落更为敏感。电压偏差还使其它电子数字化设备的硬件运行发生故障或错误,或使设备的低电压保护或快速过流保护动作而使设备电源跳闸,导致设备断电而彻底停止运行。