諧波保護器在醫院行業的應用

摘要：隨著科學技術進步發展，越來越多的電力電子裝置等非線性負載應用于企業當中，在帶來節能與能量變換積極一面的同時，也產生了諧波等電能質量問題。特別是醫療行業，對電能質量要求很高，其引進的醫療設備 (如CT機、核磁共振、直線加速器等)，科室和病房都采用中央空調。這些設備的應用提升了醫療服務水平，對于行業發展都具有重要意義。同時這些先進、高靈敏度、大電 流、大功率的設備會產生大量的諧波，而這些“諧波源"會對所用電設備以及其他設備(如彩超、化驗室高精設備等)的運行和使用壽命造成嚴重影響。因此本文將對諧波保護器進行分析，并在此基礎上研究諧波保護器的作用，進而探索諧波保護器的應用效果。
關鍵詞：醫院；高次諧波；諧波保護器

社會經濟和科技的發展推動著控制技術、通信技術、計算機技術 的不斷進步，在智能建筑中開始廣泛應用變頻空調、監控系統、消防系 統數字辦公設備、通信設備、計算機等。與此同時這些設備和裝置的應用也產生了相應的副產品諧波，而這嚴重的威脅了智能建筑系統和用戶，使得相應設備的安全正常運行受到影響。為了滿足社會生活發展需要一種能夠對各種頻率和各種能量的諧波干擾進行吸收并自動消除用電設備產生的隨機電涌、脈沖尖峰、高頻噪聲、高次諧波的裝置——諧波保護器應運而生。當前在智能建筑電力環境中諧波保護器被廣泛應用， 為用電設備的有效運行提供了重要保障。
 

一、諧波保護器基本原理

    諧波保護器是一種用于濾除高次諧波、保護精密儀器設備的新型保護裝置，采用超微晶合金材料與創新的特別電路。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備產生的隨機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生的高次諧波，從源頭消除諧波污染，為用電設備提供保護功能。

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

圖1 諧波保護器原理
 

二、諧波保護器的功能

    第一，自動保護用電設備。在電路中并聯諧波保護器能夠實現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，進而促進用電設備的安全穩定運行和提升用電設備的使用壽命。

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

    第三，保護功率因數補償設備。實際當中并聯振回路會在高次諧波頻率和雜散的電網電感及功率因數補償設備的諧波頻率的相互的作用下產生，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，進而剛氏設備使用壽命。此外諧波保護器能夠對諧波污染進行凈 化，為功率因數補償設備的使用壽命提供保證。

    第四，防止保護裝置的無跳閘。斷路器會因諧波電流的音響而發生斷路器誤跳閘，或者拒跳閘，而在電路中并聯諧波保護器能夠有效消除諧波電流，進而有效避免斷路器發生誤跳閘或者拒跳閘問題引。
   諧波保護電器有從源頭上消除諧波污染的作用，進而為用電設備的正常運行提供保障。在電力設備電路中并聯諧波保護器，不僅能夠對電力系統中的電流狀態進行連續監測，還能夠對電路中的高次諧波進行吸收和阻隔，進而避免其他設備受到設備本身產生的諧波的干擾。
   
 三、諧波保護器在醫療場所的應用 

    醫療場所醫療設備和儀器經常會受到高次諧波的干擾而發生故障，進而引發信息丟失、圖像模糊、數據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生損壞進而影響儀器正常工作。所以應當利用諧波保護器對這些醫療設備和儀器進行保護，進而保障儀器設備的安全運轉。
   諧波保護器是現代醫療結構醫療設備高效、安全運行的重要保障， 技術人員只需將其接入到電路中，設備中產生的高次諧波就會被其吸收，醫療器械的破壞和誤操作隨之降低，進而為醫務人員和病人的安全提供保障。同時諧波保護器本身并不耗電，設備在諧波保護器器的作用下使用壽命會被有效嚴懲，同時設備維修和維護成本也能得到降低。
   大型醫療設備使用是很頻繁的，瞬間電流變化達幾百安培，中央空調的運行使得醫院內電網內產生的諧波都很大，而高精醫療設備少值幾萬元，多值幾百萬元。因而諧波保護器在醫院使用非常必要。

安科瑞ANHPD系列諧波保護器為醫療行業供電系統出力，避免其高次諧波干擾，已運行項目有：大連友誼醫院、遵義第一人民院、浦口中醫院、田陽縣中醫院、昆山第三人民醫院等，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

諧波保護器接入前                  諧波保護器接入后

（2）50Hz工頻電源迭加10KHz干擾信號

諧波保護器接入前                   諧波保護器接入后

（3）50Hz工頻電源迭加100KHz干擾信號

諧波保護器接入前                   諧波保護器接入后

（4）50Hz工頻電源迭加1MKHz干擾信號

諧波保護器接入前                   諧波保護器接入后

四、安科瑞諧波保護器介紹

4.1主要技術參數

 表3-1 ANHPD技術參數

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；

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

    •設備本身幾乎不耗電，具有超高的經濟性；

    •結構設計合理，接線簡單，安裝方便。

五、結語 

    高精尖是未來用電設備發展的必然趨勢，相應的怎樣避免受這些設備產生的諧波的干擾成為科技人員面對的重要課題。諧波保護器對于當前的高科技、高靈敏度設備產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在建筑電氣系統中運用諧波保護器將會是必然的趨勢，相關人員應當從諧波保護器的作用原理和電氣設備實際情況出發，科學合理的運用諧波保護器保護用電設備。