電力線のちらつき

電力線のちらつきは、電源電圧の急激な変動により、ランプの明るさが目に見えるように変化する現象です。機器や設備の負荷電流の変化により、グリッドのソースインピーダンスで電圧降下が発生します。この時間的な変動により、ちらつきが発生します。その影響は、光に敏感な人の障害からてんかん発作まで多岐にわたります。ちらつきは、テレビ受信機などの敏感な電子機器や、一定の電力に依存する産業プロセスにも影響を及ぼす可能性があります。 ^[1]

たとえば、製鉄所が配電網で大型の電気モーターやアーク炉を使用している場合、オフィスビルでエレベーターのモーターを頻繁に始動している場合、または田舎の住宅で長い給電システムで大型の送水ポンプが定期的に始動している場合などに、フリッカーが発生する可能性があります。共通接続ポイントで発生する可能性のある短絡電流に対して変化する負荷のサイズが大きくなるにつれて、フリッカーが発生する可能性が高くなります。

フリッカー測定装置の要件は国際電気技術規格IEC 61000-4-15に定義されている。^[2]

フリッカーメーターは、230 V/60 W または 120 V/60 W白熱電球(基準ランプ) と人間の知覚システム (眼脳モデル) をシミュレートする複数の機能ブロックで構成されています。

得られた瞬間的なフリッカー値から、標準化された 10 分間の観測間隔にわたる統計的プロセスに従って、短期フリッカーの「知覚可能」値P _stが計算されます。長期フリッカーP _{lt は}、標準化された 2 時間にわたる 複数のP _st値の3 次平均として計算されます。

知覚値の計算とスケーリング アルゴリズムは、P 値 1.0 が被験者の 50% がちらつきを顕著かつ不快だと感じるレベルに対応するように選択されました。

規格 IEC 61000-3-3 では、P _stおよびP _ltの観測間隔と制限値が次のように規定されています。

IEC フリッカー規格では、EUT (被試験装置) は、フリッカーに関して最悪の状態でテスト中に動作する必要があると規定されています。EUT がテスト全体を通じて (比較的) 一定に動作する場合、P _lt  =  P _stになります。この状態が実現可能で現実的である場合、P _{st は}P _ltの制限(より低い) を満たす必要があります。技術レポート IEC TR 61547-1 は、光フリッカーメーターの機能と方法論を定義しています。レポートには、さまざまな種類のランプの光束に応じた知覚値の測定が詳細に記述されています。

P _stを純粋に解析的に計算することはほぼ不可能です。標準規格^[3]には、 P _st値を予測できる式があります。

フリッカーは負荷の変化によって発生します。負荷の変化の振幅のみが関係し、絶対値は関係ありません。負荷の変化の頻度を減らすか、負荷の変化を小さくすることで、フリッカーを減らすことができます。負荷が段階的ではなく徐々に変化する場合 (たとえば、パワー エレクトロニクスの助けを借りて)、これもフリッカーを感知しにくくします。

負荷変化の振幅とP _{st の}関係は線形です。つまり、切り替えられた負荷を半分にすると、P _stも半分になります。時間あたりの負荷変化の回数 (n/ Tp) とP _stの関係は非線形です。負荷変化を半分にすると、 P _{st は}約 20% しか減少しません。 P _{st を}半分にするには、負荷変化の回数を 9 分の 1 に減らす必要があります。

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