检验检疫局电能质量问题分析 ——关于谐波

引言
检验检疫局职能是进出口商品检验、进出境动植物检疫、出入境卫生检疫、鉴定、认证和监督管理的行政执法工作。
近些年来，我国坚定实施“十七大”提出的“自由贸易区战略”，大力推进自贸区谈判。在已经实施的自贸区协定（ASEAN，亚太经济协定，中国和智利、新加坡、秘鲁达成的自由贸易协定），给国内的企业带来了良好经济效益和社会的效益。
由此看来检验检疫局的职责职能在各个环节中至关重要，也给检验检疫实验室用实验设备带来极高的要求。
客户关注
1）如何减少及避免检验精度误差（成像、提取、反馈参数）。
2）如何延长高精密设备使用寿命。
3）如何减少检测实验设备故障率。
4）如何保证自身配电安全稳定可靠运行。
先进的检测设备
检测实验仪器：
索氏抽提仪、智能正置显微镜、自动凝胶成像仪、微波高温灰化马弗炉、微量紫外分光光度计、日晒色牢度实验机、双能X线骨密度仪、高压灭菌器等。
其他用电：
照明系统、暖通系统、电梯扶梯系统、会议系统等。
检测设备用电现状
谐波产生—谐波源

1）照明系统
节能灯具的电子整流器件的应用，在节约能耗的同时也带来的一定的谐波污染。这些单相非线性负载产生的以三次谐波为主的谐波电流，在中性线叠加，不断通过中性线。因N相阻抗产生电压降，抬升与地的电位差，造成电磁干扰及零线过热，破坏绝缘，严重时会烧毁电子器件甚至出现打火现象，是电气火灾的严重隐患。
2）实验检测设备
实验检查设备本身也是谐波污染源，这些设备大都是直流用电，这样就存在中间整流环节。其中重要的部件是开关电源，也是极易损坏的一个部件。
3）其他
另外楼体内部空调系统、会议室舞台灯光功放、部分甚至会有LED显示屏幕，这些设备或者设备部分元器件都是典型的非线性负载。在其工作过程中极易产生电力系统谐波污染。
电能质量—关于谐波
在国内，电力50Hz称基波频率，而谐波为一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率整数倍。谐波用基波倍数表示，例如频率为150Hz的正弦波称为3次谐波、频率为250Hz的正弦波称为5次谐波、频率为350Hz的正弦波称为7次谐波，依次类推。
当基波和谐波叠加时，形成形状怪异的波形，称为波形畸变。例如下图是基波与5次、7次谐波叠加的结果，这是相控整流技术运用下的典型电流波形。波形发生畸变，严重影响下游用电设备的稳定工作，增加故障率，减少设备寿命。
在实际工程中，大多数谐波是奇次谐波，也就是3、5、7、9、11、13……        
谐波危害—实验仪器
案例：
1）凝胶成像分析系统成像模糊：
故障现象：某医院凝胶成像分析系统打开凝胶成像的暗箱CCD摄像头开关与计算机连接后，图像上背景存在雨点状的伪影。
2）实验样本失效：
微生物恒温培养箱在持续运作时电源烧毁；长期持续运行过程中温度无法恒定、持续工作中温度异常下降；培养箱电气部分双向可控硅不导通，或者双向可控硅击穿。
3）索氏抽提仪温度控制失效：   
某检验检疫局的索氏抽提仪高温度控制精度一直不好，远达不到±1℃的误差，报检维修后发现时高敏温度探测控制系统部件老化所致，更换后设备满足技术要求。
4）配电室电容器烧毁，停电事故：
谐波对于配电房变压器以及无功补偿装置的危害主要表现在变压器异常噪音、变压器异常发热、电容器异常发热。某医院由于高频谐波与电容器发生谐振，导致停电事故，造成医疗秩序混乱。
上述现象无论是开关电源（适配器）烧毁还是控制采集系统失效，究其根本原因是谐波的电磁干扰。良好的电能质量，消除谐波，可以给优质的仪器设备创造洁净的电网。