許多商業和工業的裝置都為斷路器的頻繁誤跳閘所煩擾。這些跳閘看上去經常像是隨機的、lingrenfeijiede。qishizhelimianshiyouqiyuanyinkejiu。zaochengzhezhongxianxiangdeyuanyinyibanlaishuoyoulianggefangmian。diyigekenengyuanyinshiyixiefuzai

，tebieshigerendiannaoheqitadianzishebeikaijishisuochanshengdechongjidianliu。guanyuzhezhongyuanyin
，jianghuizaibenzhinandehoumianzhangjielijutitaolun。lingyigekenengyuanyinshihuilulidezhenshidianliudeceliangzhidiyuzhenshizhi――換而言之
，是實際電流過高而引起的。

zaixiandaihuazhuangzhizhongzhezhongdianliuceliangzhipiandishigegaofaxianxiang。jirandangqiandeshuziceliangyiqirucijingquekekao，weishenmeyouhuifashengzhezhongxianxiangna？daanjiushixuduoceliangyidoubushiheyuceliangshizhen（畸變）電流

，而現在絕大多數的電流都是失真的。

 

電流失真是由於非線性負荷的諧波電流造成的，特別是個人電腦、配有電子鎮流器的熒光燈和變頻驅動裝置等電子設備為代表。諧波的產生機理及其對電氣係統的的影響將在指南的3.1節進行具體闡述。圖3所suo示shi為wei個ge人ren電dian腦nao接jie入ru後hou的de典dian型xing電dian流liu波bo形xing圖tu。很hen明ming顯xian這zhe不bu是shi一yi個ge純chun正zheng弦xian波bo，所suo以yi一yi般ban適shi用yong於yu正zheng弦xian波bo的de測ce量liang工gong具ju和he計ji算suan方fang法fa都dou不bu適shi用yong。這zhe意yi味wei著zhe，在zai對dui電dian力li係xi統tong進jin行xing故gu障zhang檢jian修xiu或huo者zhe性xing能neng測ce試shi分fen析xi時shi
，有you必bi要yao采cai用yong能neng夠gou處chu理li非fei正zheng弦xian電dian流liu和he電dian壓ya的de正zheng確que測ce量liang工gong具ju。

                                                  

圖1 一個電流兩種讀數，你相信哪個？圖中的回路為一個有畸變電流的非線性負載供電。真有效值卡鉗式電流表（左）上的讀數是正確的
，而平均值卡鉗式電流表的讀數（右）比正確值要低32%。

 

圖1suoshiweitongyihuilushangdeliangzhongkaqianshidianliubiaodedushuchabie。lianggeceliangyidouyunxingzhengchang
，qieanzhaoshengchanchangjiadeyaoqiujinxinglexiaozhun，zhuyaodechabiejiuzaiyuceliangfangfadebutong。

 

左zuo邊bian的de電dian流liu表biao是shi真zhen有you效xiao值zhi測ce量liang儀yi，右you邊bian的de是shi按an有you效xiao值zhi校xiao準zhun的de平ping均jun值zhi測ce量liang儀yi。在zai很hen好hao的de理li解jie它ta們men差cha異yi所suo在zai之zhi前qian必bi須xu首shou先xian了le解jie有you效xiao值zhi的de確que切qie含han義yi。

 

交流電流的有效值（RMS）dengyuzaitongyidianzuxingfuzaihuiluzhong，yuqichanshengdengreliangdezhiliudianliudedaxiao。shiyongjiaoliudianshi，dianzuchanshengdereliangyuyigezhouboneidepingjundianliudepingfangchengzhengbi。huaneryanzhi，chanshengderelianghedianliupingfangdepingjunzhichengzhengbi，yejiushishuodianliuzhihezhegepingfangdepingjunzhikaifanghoudezhiyejiushiyouxiaozhichengzhengbi。（由於平方後總是正數，所以不用考慮極性問題）

 

對於如圖2所示的純正弦波，有效值是峰值的0.707倍（或者說峰值是有效值的根號2
， 即1.414倍）。換句話說
，有效值為1安培的純正弦波電流的峰值電流為1.414安培。如果波形值僅僅被簡單的平均（對半個負波形取反）
，平均值就是峰值的0.636倍，或是有效值的0.9倍。圖2所示為這兩個重要的比例關係。

 

波頂因數=峰值/有效值=1.414           波形因數=有效值/平均值=1.111

                             

 

                                                                                     圖2 純正弦波

在測量一個純正弦波（僅限於純正弦波）時，簡單的測出平均值（0.636倍峰值），再乘以波形因數1.111（即0.707倍峰值）所得到的數值是完全正確的，這個數值也被稱為有效值。這種方法被廣泛用於所有的模擬測量儀（此時平均值是靠線圈運動的慣性和阻尼作用來實現的）和所有舊式、儀表和大多數電流表數字萬用表上。這種技術被稱為“平均讀數
，按有效值校準”的測量方法。

 

問題是這種測量方法隻適用於純正弦波
，而在現實的電氣裝置中根本不存在純正弦波。圖3所示的波形圖是一個接入個人電腦後所產生的典型電流波形圖。方均根值仍然是1安培，但是峰值要明顯高於純正弦波時的峰值，為2.6安培。同時平均值則小得多，為0.55安培。

                            

 

Peak value  峰值

Crest or Peak factor   峰頂因數

Form factor         波形因數

True RMS value     真有效值

Averaging RMS measurement   平均有效值測量

Mean value                  平均值

 

如果這個波形用“平均讀數，按有效值校準”的測量儀進行測量，它的讀數為0.61安培，比真有效值（1安培）少了將近40%。表1給出了兩種不同測量儀對不同波形的測量值的幾個示例。

 

真zhen有you效xiao值zhi儀yi表biao工gong作zuo時shi，先xian采cai集ji輸shu入ru電dian流liu的de瞬shun時shi值zhi平ping方fang
，按an時shi間jian取qu平ping均jun值zhi，最zui後hou顯xian示shi這zhe個ge平ping均jun值zhi的de平ping方fang根gen值zhi。如ru果guo能neng夠gou理li想xiang地di實shi施shi這zhe種zhong測ce量liang方fang法fa
，無wu論lun是shi怎zen樣yang的de波bo形xing都dou能neng達da到dao絕jue對dui精jing確que。當dang然ran在zai現xian實shi中zhong理li想xiang的de測ce量liang是shi不bu可ke能neng實shi現xian的de，有you兩liang個ge製zhi約yue因yin素su要yao考kao慮lv在zai內nei：頻率響應和峰頂因數。

 

對於電力係統，一般測量到50次諧波就足夠了
，也就是說最高頻率測量到2500赫茲。峰頂因數（峰值和有效值的比率）是個很重要的決定因素，較高的峰頂因數要求采用動態測量範圍較大的儀表，因此轉換電路的精度也就更高。峰頂因數最小應達到3。

 

值zhi得de注zhu意yi的de是shi盡jin管guan兩liang種zhong儀yi表biao在zai測ce量liang失shi真zhen波bo形xing的de時shi候hou讀du數shu不bu同tong
，而er它ta們men在zai測ce量liang純chun正zheng弦xian波bo時shi卻que讀du數shu一yi致zhi。這zhe個ge狀zhuang態tai就jiu是shi兩liang種zhong測ce量liang儀yi的de校xiao準zhun狀zhuang態tai，因yin而er兩liang個ge測ce量liang儀yi都dou可ke以yi看kan作zuo為wei已yi經jing校xiao準zhun過guo了le―僅限用於正弦波。

 

真有效值儀表已經用了３０多年了
，過去它僅用於專業領域、並(bing)且(qie)價(jia)格(ge)昂(ang)貴(gui)。現(xian)代(dai)電(dian)子(zi)學(xue)的(de)發(fa)展(zhan)促(cu)進(jin)了(le)真(zhen)有(you)效(xiao)值(zhi)測(ce)量(liang)儀(yi)的(de)發(fa)展(zhan)
，現(xian)在(zai)許(xu)多(duo)手(shou)持(chi)式(shi)萬(wan)用(yong)表(biao)都(dou)具(ju)有(you)這(zhe)種(zhong)功(gong)能(neng)。遺(yi)憾(han)的(de)是(shi)，這(zhe)個(ge)功(gong)能(neng)也(ye)隻(zhi)是(shi)很(hen)少(shao)生(sheng)產(chan)商(shang)一(yi)般(ban)地(di)認(ren)知(zhi)。然(ran)而(er)就(jiu)是(shi)這(zhe)樣(yang)其(qi)價(jia)格(ge)之(zhi)低(di)仍(reng)足(zu)以(yi)使(shi)真(zhen)有(you)效(xiao)值(zhi)儀(yi)表(biao)在(zai)公(gong)用(yong)場(chang)合(he)種(zhong)普(pu)及(ji)應(ying)用(yong)。

表１ 平均值測量儀和真有效值測量儀的讀數差別

 

 

絕大多數電路元器件的極限容量值是由保證元器件不過熱而可以散發的熱量所決定的。

 

例如，電纜的容量是由特定的安裝條件（決定散熱的快慢）和(he)最(zui)大(da)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)所(suo)決(jue)定(ding)的(de)。因(yin)為(wei)含(han)有(you)諧(xie)波(bo)的(de)電(dian)流(liu)有(you)著(zhe)比(bi)普(pu)通(tong)平(ping)均(jun)測(ce)量(liang)值(zhi)要(yao)高(gao)的(de)有(you)效(xiao)值(zhi)，電(dian)纜(lan)的(de)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)電(dian)流(liu)值(zhi)往(wang)往(wang)被(bei)低(di)估(gu)，因(yin)而(er)導(dao)致(zhi)電(dian)纜(lan)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)比(bi)預(yu)期(qi)的(de)溫(wen)度(du)要(yao)高(gao)
，結(jie)果(guo)是(shi)電(dian)纜(lan)的(de)絕(jue)緣(yuan)下(xia)降(jiang)
、過早損壞甚至引發火災。

 

母mu線xian的de尺chi寸cun取qu決jue於yu母mu線xian因yin對dui流liu和he熱re輻fu射she所suo散san發fa的de熱re量liang速su率lv與yu電dian阻zu損sun耗hao發fa熱re速su率lv。上shang述shu速su率lv相xiang等deng時shi的de溫wen度du就jiu是shi母mu線xian的de正zheng常chang工gong作zuo溫wen度du。通tong常chang將jiang母mu線xian的de正zheng常chang工gong作zuo溫wen度du設she計ji地di足zu夠gou低di以yi使shi絕jue緣yuan和he支zhi持chi材cai料liao不bu過guo早zao老lao化hua。就jiu電dian纜lan而er言yan，真zhen有you效xiao值zhi的de測ce量liang誤wu差cha將jiang會hui導dao致zhi過guo高gao的de工gong作zuo溫wen度du。而er母mu線xian一yi般ban來lai說shuo體ti積ji都dou很hen大da，它ta的de集ji膚fu效xiao應ying比bi一yi般ban的de小xiao規gui格ge導dao線xian要yao明ming顯xian的de多duo，從cong而er導dao致zhi溫wen度du進jin一yi步bu提ti高gao。

 

其(qi)他(ta)的(de)一(yi)些(xie)電(dian)力(li)元(yuan)器(qi)件(jian)，如(ru)熔(rong)斷(duan)器(qi)和(he)斷(duan)路(lu)器(qi)的(de)熱(re)元(yuan)件(jian)，它(ta)們(men)的(de)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)值(zhi)是(shi)根(gen)據(ju)有(you)效(xiao)值(zhi)來(lai)製(zhi)定(ding)的(de)，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)的(de)特(te)性(xing)和(he)散(san)熱(re)緊(jin)密(mi)相(xiang)關(guan)。這(zhe)就(jiu)是(shi)誤(wu)跳(tiao)閘(zha)的(de)根(gen)本(ben)原(yuan)因(yin)所(suo)在(zai)。真(zhen)實(shi)電(dian)流(liu)大(da)於(yu)所(suo)預(yu)期(qi)電(dian)流(liu)

，導(dao)致(zhi)斷(duan)路(lu)器(qi)一(yi)直(zhi)工(gong)作(zuo)在(zai)過(guo)電(dian)流(liu)狀(zhuang)態(tai)
，長(chang)期(qi)工(gong)作(zuo)可(ke)能(neng)會(hui)引(yin)起(qi)跳(tiao)閘(zha)。處(chu)於(yu)過(guo)電(dian)流(liu)狀(zhuang)態(tai)斷(duan)路(lu)器(qi)對(dui)溫(wen)度(du)非(fei)常(chang)敏(min)感(gan)出(chu)的(de)問(wen)題(ti)，難(nan)以(yi)預(yu)測(ce)。任(ren)何(he)由(you)誤(wu)跳(tiao)閘(zha)引(yin)起(qi)的(de)斷(duan)電(dian)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)事(shi)故(gu)損(sun)失(shi)都(dou)可(ke)能(neng)是(shi)巨(ju)大(da)的(de)
，例(li)如(ru)，電(dian)腦(nao)係(xi)統(tong)數(shu)據(ju)丟(diu)失(shi)和(he)生(sheng)產(chan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)癱(tan)瘓(huan)等(deng)等(deng)。在(zai)指(zhi)南(nan)的(de)第(di)２章將對這些問題具體討論。

 

很明顯，隻有真有效值儀表才能給出正確的測量值
，才能正確確定電纜
、母線和斷路器的額定值。一個很重要的問題：zenyangcainengzhidaoyibiaoshifoushizhenyouxiaozhiyibiao

？tongchangkeyitongguochanpinshuomingshuzuochupanduan
，kewangwangshizaishijixuyaodeshihouchanpinshuomingshubingbuzaishoubian。youyigehenhaodebanfa：分別用已知的平均值儀表（往往是手頭最便宜的那種）或(huo)真(zhen)有(you)效(xiao)值(zhi)儀(yi)表(biao)和(he)待(dai)定(ding)的(de)測(ce)量(liang)儀(yi)同(tong)時(shi)測(ce)量(liang)象(xiang)個(ge)人(ren)電(dian)腦(nao)這(zhe)樣(yang)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)荷(he)的(de)電(dian)流(liu)和(he)白(bai)熾(chi)燈(deng)回(hui)路(lu)的(de)電(dian)流(liu)值(zhi)
，比(bi)較(jiao)其(qi)讀(du)數(shu)。對(dui)於(yu)白(bai)熾(chi)燈(deng)負(fu)荷(he)，兩(liang)種(zhong)測(ce)量(liang)儀(yi)的(de)讀(du)數(shu)應(ying)一(yi)致(zhi)。而(er)在(zai)接(jie)入(ru)個(ge)人(ren)電(dian)腦(nao)後(hou)一(yi)台(tai)儀(yi)表(biao)的(de)讀(du)數(shu)比(bi)另(ling)外(wai)一(yi)台(tai)儀(yi)表(biao)大(da)很(hen)多(duo)（比如說２０％以上）則此儀表很可能是真有效值儀表。若此時兩表讀數接近

，說明兩種儀表是同一類型的。

真有效值測量對於任何帶有很多非線性負載（個人電腦
、電子鎮流器和緊湊型熒光燈等）的裝置意義重大。平均值測量儀的測量值比真實值最大可小４０％，從而會導致電纜和斷路器在“不滿載”狀態下而出現故障和頻繁誤跳閘。

                

 

經過以上分析，對於非線性負載造成的各種非正弦波形比較精準的測量方法是使用帶有真有效值測量TRMS功能的電流傳感器。北京柏艾斯科技有限公司根據市場需求開發了全係列的真有效值電流變送器，量程可以從50A 到 10，000A,可以涵蓋幾乎所有的工業用電場合對精確測電流的領域。