電壓間諧波對緊湊型熒光燈光閃變效應的實驗研究

雍 靜 晏小龍 曾禮強

電壓間諧波對緊湊型熒光燈光閃變效應的實驗研究

雍 靜 晏小龍 曾禮強

（重慶大學輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點實驗室 重慶 400030）

為進行實驗研究，對 IEC閃變儀模型中的加權(quán)濾波器進行分解，提出閃變儀的分解模型，該模型可直接導入實驗獲得的光通量信號以進行光閃變強度Pst計算，實驗驗證了該模型的可行性和有效性；設計并建立了實驗裝置，利用高準確度照度計采集緊湊型熒光燈在含有特定間諧波頻率和幅值的電壓下的光通量輸出，使用閃變儀分解模型，對其在間諧波電壓下的光閃變效應進行實驗研究，獲得了緊湊型熒光燈在不同間諧波頻率和含量下的光閃變強度 Pst，并據(jù)此提出了針對緊湊型熒光燈光閃變的間諧波限制曲線。

間諧波 閃變儀 光通量 閃變 間諧波限制曲線

1 引言

隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，各種電力電子裝置的廣泛應用，大量諧波、間諧波給電力系統(tǒng)帶來諸多電能質(zhì)量問題。其中，變頻調(diào)速設備的大量使用使間諧波問題越來越受到重視[1-2]。間諧波會帶來電壓波動，形成電壓閃變效應[3-4]，引起照明光源光通量波動，導致光閃變效應[5-7]。迄今為止，學者們對含間諧波電壓的波動特征[8]，間諧波閃變效應的計算與評估[9-10]等進行了研究，取得一定成果。

目前國際上較通行的光閃變研究及測試標準是IEC閃變儀，它基于調(diào)幅電壓對白熾燈的閃變效應設計[11]，但對于評價間諧波給熒光燈造成的閃變效應具有很大的局限性[12-15]。一方面，相比于調(diào)幅電壓波動，間諧波的出現(xiàn)越來越廣泛，而 IEC閃變儀無法對高頻間諧波引起的閃變效應作準確評價[12-13,19-21]；另一方面，IEC 閃變儀中的濾波器是以白熾燈作為評價對象設計，調(diào)幅電壓波動限制值也是針對白熾燈得出，熒光燈與白熾燈工作原理不同，閃變機理也不同，因此IEC閃變儀以及相關(guān)閃變限制值對間諧波導致的熒光燈閃變不再適用[14-15]。有必要對熒光燈在間諧波下的光閃變效應進行研究。

文獻[15-18]對于熒光燈光閃變效應進行了初步的理論研究，但由于熒光燈工作過程的復雜性，電路的非線性和多樣性等因素，尚未形成基本的理論研究成果[22]，關(guān)于間諧波條件下的熒光燈閃變實驗研究也較少，缺乏熒光燈閃變的間諧波兼容水平。

緊湊型熒光燈是目前用于替代白熾燈的一種熒光燈型，使用范圍廣泛。本文針對緊湊型熒光燈進行光閃變實驗研究，以期獲得針對其光閃變的間諧波限制曲線。主要方法是：對IEC閃變儀模型進行分解，提出能將光通量信號直接導入的閃變儀分解模型，該分解模型保留了IEC閃變儀分析人眼和大腦對于光通量波動效應的部分，利用其進行光閃變強度計算；采集不同的間諧波電壓條件下的熒光燈光通量信號，利用分解模型計算其短時光閃變強度Pst，獲得 Pst=1時的間諧波含量限制值，提出間諧波閃變限制曲線。這種方法可以推廣到其他光源，并獲得相應的間諧波限制曲線，可為制訂電力系統(tǒng)間諧波限制標準提供依據(jù)。

2 IEC閃變儀原理及分解模型

2.1 IEC閃變儀的原理

IEC閃變儀由五個模塊組成[11]。如圖 1所示。圖中，模塊 1為采集電壓信號 v(t)，并將其作歸一化處理，得到電壓標幺化信號 v0(t)。模塊 2為對歸一化電壓信號作平方處理得 v02(t)，得到電壓的波動狀況。模塊3為加權(quán)濾波環(huán)節(jié)，由兩個級聯(lián)的濾波模塊組成：模塊3-1和模塊3-2。模塊3-1為帶通濾波器（0.05～35/42Hz）。對模塊 2輸出的電壓平方信號濾波，目的是提取調(diào)幅電壓的低頻有效值波動信號dv(t)，并以此作為評價人對燈的閃變感受的依據(jù)；模塊3-2為中心頻率為8.8Hz的加權(quán)濾波器。模擬燈-眼的工作過程，輸出人眼對波動電壓導致的白熾燈光通量波動的視覺反應信號 eye(t)。該模塊由白熾燈型式、電壓、功率以及人的年齡、身體狀況等因素決定?？梢园言撃K看作燈與眼兩個環(huán)節(jié)，分解為兩個模塊[23]，如圖2所示。其中，模塊3-21模擬燈的行為，由輸入電壓波動信號dv(t)，得到燈輸出的光通量波動信號dLum(t)，該部分只與燈參數(shù)相關(guān)；模塊 3-22模擬人眼的行為，由輸入的光通量波動信號，得到人眼視覺反應信號，這個環(huán)節(jié)只與人眼的工作機理有關(guān)。模塊4由平方環(huán)節(jié)和平滑環(huán)節(jié)組成，模擬人腦對眼睛接受光刺激的反應，輸出人腦對光閃變的感受信號 brain(t)。模塊 5為評價指標的統(tǒng)計算法，輸出評價結(jié)果，常用 1min短期閃變強度值Pst作為光源是否發(fā)生閃變的判定標準。

圖1 IEC閃變儀原理框圖Fig.1 Block diagram of IEC flickermeter

圖2 IEC閃變儀原理框圖分解模型Fig.2 Block diagram decomposition of IEC flickermeter

2.2 閃變儀的分解模型

IEC的閃變儀標準中的輸入電壓為調(diào)幅電壓，對于額定電壓為120V/60Hz與230V/50Hz的兩種白熾燈，分別在輸入電壓為正弦與矩形兩種調(diào)幅電壓形式時，給出了在短時閃變評價值 Pst=1時不同頻率調(diào)幅電壓的含量限制值。根據(jù)IEC閃變儀的構(gòu)成原理和光閃變發(fā)生機理，可以認為：不論輸入 IEC閃變儀電壓形式及燈參數(shù)如何，同樣頻率與波動幅度的光通量波動，可以產(chǎn)生相同的閃變效果[11,24]。因此，當輸入 IEC閃變儀模塊 3-22相同波動頻率與波動幅度的光通量波動信號 dLum(t)時，將得到相同的閃變評價值 Pst。于是，可分解出用于實驗研究的IEC閃變儀分解模型，如圖3所示。

圖3 閃變儀的分解模型Fig.3 Improved flickermeter model

針對實驗直接獲得的光通量信號Φ(t)，將對于光通量信號Φ(t)處理后得到的光通量波動信號 dLum(t)直接導入到模塊 3-22，從而得出 Pst。該模型略去了IEC原模型中產(chǎn)生電壓波動的帶通濾波器和產(chǎn)生光通量波動的燈環(huán)節(jié)，可以很方便地用于實驗研究。

2.3 對分解模型的驗證

首先，對IEC閃變儀的仿真程序輸入不同頻率與含量的間諧波電壓，可得到這個電壓條件下的光閃變強度Pst，中間參量 dLum(t)、eye(t)的波動曲線。間諧波的電壓形式為

式中，V為基波電壓的有效值，f0為基波電壓頻率，f為間諧波電壓頻率，m為間諧波電壓的含量。

對于 230V/50Hz的白熾燈，當輸入頻率 f= 40Hz，間諧波含量m=1%的間諧波時，得到Pst= 3.8092，并得出中間參量的波動曲線如圖 4、圖 5所示，即為光通量波動曲線 dLum(t)，其波動幅度ΔLum=0.094；視覺反應信號曲線 eye(t)，其波動幅度Δeye=0.038，且這兩條曲線的波動頻率均為10Hz。

圖4 dLum(t)曲線Fig.4 Curve of dLum(t)

圖5 eye(t)曲線Fig.5 Curve of eye(t)

現(xiàn)在，在實驗條件下用分解模型計算其短時閃變強度 Pst。實驗中，使用照度計接收光源的瞬時照度曲線，由于照度與光源的光通量呈線性關(guān)系，因此照度曲線即可代表光通量信號。將光通量信號Φ(t)進行標幺化，并提取其包絡線波動作為光通量波動曲線dLum(t)，將這個曲線導入到分解模型中，來計算其閃變強度Pst。

對于 230V/50Hz的白熾燈，當輸入 f=40Hz， m=1%的間諧波電壓時，獲取實驗得到的光通量信號Φ(t)，導入分解模型中進行計算，得到 Pst=2.1369，并得出中間參量 dLum(t)、eye(t)的波動曲線：光通量波動信號的波動幅度ΔLum=0.053，視覺曲線的波動幅度Δeye=0.022，這兩個曲線的波動頻率均為10Hz。再對f=40Hz，m=2%與f=42Hz，m=1%兩種間諧波電壓條件下進行實驗。用IEC閃變儀程序仿真計算的結(jié)果，與對實驗獲得的光通量數(shù)據(jù)用分解模型程序進行計算的結(jié)果進行對比，中間參量波動幅值ΔLum、Δeye和 Pst如表 1所示。

表1 仿真與實驗條件下計算值對比Tab.1 Comparison of calculation between simulation and experimental results

由表1可知，在不同的電壓條件下，無論是IEC仿真程序計算還是用分解模型對實驗數(shù)據(jù)進行計算，得到ΔLum/Δeye、ΔLum/Pst的值的變化量都很小，可以認為是一個恒定值，且在不同的電壓條件下，無論是仿真計算還是對實驗數(shù)據(jù)計算，ΔLum、Δeye和Pst三者之間存在一定的線性關(guān)系；在相同電壓條件下，從表中可知：仿真計算下的ΔLum/Δeye、ΔLum/Pst與實驗條件計算下的結(jié)果很接近。因此可以認為不論是仿真計算還是對實驗數(shù)據(jù)的計算，ΔLum、Δeye與Pst之間的線性關(guān)系都是相同的。由此可知，只要在模塊3-22中輸入一定波動頻率與波動幅度的光通量波動dLum(t)曲線時，便會得到相同波動頻率與一定波動幅度的eye(t)曲線，并得到相應的Pst值。

之所以在同樣電壓條件下，仿真計算與對實驗數(shù)據(jù)的計算得到的ΔLum、Δeye和 Pst不同，是因為在使用分解模型時，導入了光源直接產(chǎn)生的光通量波動曲線，需要在模塊 3-22之前的環(huán)節(jié)乘以一個修正系數(shù)k。設修正后光通量波動為dLum(t)_new，則可以得到二者關(guān)系式為dLum(t)_new=k·dLum(t)。調(diào)整k=1.85后，再進行計算，可得 Pst=3.953 3，與仿真計算得到的結(jié)果Pst=3.809 2非常接近。

在分解模型中乘以修正系數(shù) k=1.85進行修正后，重新計算。在 f=40Hz，m=1%的間諧波的實驗條件下，對獲得的光通量曲線Φ(t)進行計算處理，得到中間過程 dLum(t)、eye(t)如圖 6、圖 7所示，ΔLum約為 0.088，Δeye約為0.038，Pst為 3.94，對比可知，與仿真結(jié)果非常接近。

圖6 dLum(t)曲線Fig.6 Curve of dLum(t)

圖7 eye(t)曲線Fig.7 Curve of eye(t)

修正后不同實驗條件下的計算結(jié)果與仿真計算的對比如表 2所示。表中 Pst1為仿真計算得到的光閃變強度，Pst2為修正分解模型后，對實驗結(jié)果進行計算得到的光閃變強度。

表2 仿真與實驗條件下Pst計算的對比Tab.2 Calculation of Pstcomparison between simulation and experimental results

由表 1中(Pst2-Pst1)/Pst1的計算結(jié)果可知，Pst2與Pst1非常接近，因此用本文提出的閃變儀的分解模型進行計算得到的Pst是準確的。

對于熒光燈及其他類型的燈這個驗證結(jié)果也同樣成立，因為本文提出的改進模型是直接輸入光通量波動曲線得到的計算結(jié)果，與前面的燈環(huán)節(jié)沒有關(guān)系。

上述分解模型主要用于通過實驗方法對閃變效應的研究和評價，由于人眼對光閃變的敏感性與光波動頻率及幅度密切相關(guān)，對8.8Hz左右頻率光通量波動尤為敏感。這就對使用該模型時的實驗數(shù)據(jù)獲取提出了較高要求，特別是光通量數(shù)據(jù)采集儀器的敏感性和精確度，本文所使用的 T-10照度計，最高準確度可以達到 1 lx。實際中，當光通量太小時，波動測量的準確性降低，不能作為評價依據(jù)；另一方面使用該分解模型是建立在相同光通量波動產(chǎn)生相同閃變效應的基礎上，這在波動波形基本呈正弦的情況下是成立的，但如果波形畸變嚴重時，上述基礎是否仍然成立尚待研究。

3 實驗裝置

整個實驗系統(tǒng)的目的是獲取不同的熒光燈在不同的間諧波電壓條件下的光通量信號曲線Φ(t)，以計算其光閃變強度 Pst。整個實驗裝置系統(tǒng)可以分為四個部分：

（1）間諧波電壓輸出（generating interharmonic voltage fluctuation）：用來輸出含間諧波含量的正弦電壓給燈具，使燈具發(fā)光。

（2）照明箱（lighting booth）：給燈具提供封閉的照明環(huán)境，以隔絕外來雜散光的影響，并放置照度計在其中讀取光通量信號。

（3）光通量數(shù)據(jù)獲?。╨uminance data acquisition system）：使用柯尼卡公司的T-10高準確度照度計來采集光通量信號數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)送入示波器中，使用示波器獲取光通量信號Φ(t)。

（4）Pst計算（quantifying the flickering severity）：對于讀取的光通量信號Φ(t)，通過分解模型的計算程序來計算其 Pst。

圖8所示為整個實驗系統(tǒng)的實物連接圖以及原理框圖。

3.1 間諧波電壓輸出

圖8 實驗裝置連接原理框圖Fig.8 Block diagram of experimental installation connecting

使用Chroma（致茂）公司的設備Chroma 61505來發(fā)生間諧波電壓，并輸出給燈具。Chroma是一臺可程控交流電壓供應器，可以輸出包含諧波、間諧波在內(nèi)的不同類型的電壓。通過數(shù)據(jù)接口 RS 232可將Chroma與計算機連接起來，并使用配套的軟件平臺Chroma 615_616 soft panel來控制設備。

在軟件soft panel的主界面，設置輸出電壓的基波頻率為 50Hz，有效值為 220V。然后在soft panel的interharmonic選項卡中，設置輸出間諧波的頻率、含量與時長，便可輸出疊加在基波上的間諧波電壓。間諧波頻率范圍可在0.01～2 400Hz（精確到0.01Hz）內(nèi)變化，間諧波含量值是以基波幅值為基礎的百分比含量，其準確度為0.1%。如可設置頻率為40Hz、含量為1.2%的間諧波。將Chroma產(chǎn)生的電壓通過輸出線輸出，即可將電壓供給光源。

3.2 照明實驗箱

照明實驗箱為一個35cm×33cm×37.5cm的紙質(zhì)箱體，內(nèi)部有兩個部分：照明輸出與光通量接收。

將燈具安裝在箱壁上，并將 Chroma輸出的電壓輸入給燈具?？刂?Chroma電壓輸出時可以控制燈具的照明情況。將實驗箱體封閉，可避免外來雜散光的干擾，這樣箱內(nèi)接收光照的照度計可以正確反映光源發(fā)出的光通量的情況。實驗中使用的燈具為 1支白熾燈與3支熒光燈，型號分別為：白熾燈：歐普 OPEL PZ220-60W（標準為 GB/T10681-2009）；緊湊型熒光燈：飛利浦 YPZ220/8-2U.RR.D，飛利浦YPZ220/14-2U.RR.D，熒火蟲YPZ220/8-2U.RR.D。

實驗中使用照度計采集光源投射在箱體內(nèi)壁的光照度。照度計采集的是照度計安裝面的照度值，由于照度計安置在相對燈源固定的位置，而照度與光源的光通量是成正比關(guān)系。因此，照度的波動情況就反映了光通量的波動情況。

實驗中選用柯尼卡公司的 T-10照度計，照度計通過外部的光接收積分球來接收光源的光信號，其相對光譜感應與國際照明委員會CIE光譜視覺效率V(λ)的8%(f1)相匹配。光信號經(jīng)過光電二極管后轉(zhuǎn)化為電流信號，再經(jīng)過放大電路，放大為電壓信號輸出。照度計模擬輸出的準確度為1mV/位，90%響應時間為 1ms。光接收積分球接收到的瞬時光通量信號與模擬輸出的電壓信號成正比關(guān)系。調(diào)節(jié)照度計的量程檔，當光通量達到滿量程 3 000lx時，輸出電壓為照度計的最大飽和電壓3V。

3.3 光通量數(shù)據(jù)獲取

實驗中使用泰克公司的Tektronix MSO 5104示波器。示波器的模擬帶寬為1GHz，最高10G/s的采樣率，DC增益準確度為±1.5%。將照度計輸出電壓信號輸入給示波器，即可在示波器上顯示電壓信號波動，并可將這個電壓波動的數(shù)字信號保存下來。設置示波器的采樣率為100k/s，讀取1s的波動信號?？梢杂^察到1s內(nèi)的光通量曲線有100個波動，可知其波動頻率為基波頻率的 2倍。

3.4 Pst計算

實驗中，將照度計獲取到的光通量曲線提取出其標幺化的光通量波動包絡曲線，然后輸入分解模型中，即可得Pst。取光通量曲線Φ(t)中影響人眼光反應效果的上包絡線作為光通量波動曲線dLum(t)。閃變儀分解模型程序的計算步驟如圖9所示。

圖9 Pst的計算流程Fig.9 The calculation process of Pst

在取定的間諧波頻率下，Pst會隨著間諧波含量m的變化而變化。調(diào)節(jié) m，使 Pst＝1，此時的間諧波含量m即為間諧波含量限制值m0。由于電壓發(fā)生設備Chroma的設置中，間諧波含量m的準確度為0.1%，因此可以認為，當計算得到Pst值在0.9～1.1時，Pst＝1。

在實驗過程中，有幾點需要注意：

（1）由于熒光燈發(fā)光特性，在剛剛點燃時其光通量處于不斷升高的階段。熒光燈需要點燃后經(jīng)過一段時間，其光通量才能穩(wěn)定下來。因此，輸入間諧波電壓給熒光燈后，應等待約 3min后，才能開始用照度計獲取其光通量數(shù)據(jù)。

（2）在照明箱中，燈不宜離照度計太近，以免照度計的照度超出量程，輸出電壓超出最大飽和電壓。應當保持輸出的電壓與燈的光通量的關(guān)系處于線性區(qū)域。

（3）實驗時，應當將蓋上照明箱蓋子進行封閉，以避免外界光源的干擾。

（4）可以在照明箱上開通一個小孔，在實驗時通過小孔肉眼觀察燈的閃變情況，驗證此時是否可以觀察到光閃變。

4 實驗結(jié)果

4.1 光閃變限制曲線的獲得

對于一特定光源，改變間諧波電壓的頻率 f與含量m，使該電壓條件下Pst＝1，則此時的m即為該頻率f下的間諧波含量限制值m0，通過該方法得到的點（f，m0）構(gòu)成的曲線，即為該光源的光閃變限制曲線。由于不同光源的電路構(gòu)成不同，其在相同的電壓條件下的閃變效果也不同。其光閃變限制曲線也不同。

已有研究成果顯示，電壓中的間諧波分量導致的電壓閃變頻率 f△與間諧波頻率 f有如下關(guān)系[4-6]式中，f0為基波頻率；H為間諧波最接近的諧波頻率的次數(shù)；f△＜50Hz。不同的間諧波頻率可能會導致相同的電壓閃變頻率，如58Hz和158Hz的間諧波都導致8Hz的電壓波動。文獻[6]還指出：具有相同 f△的不同頻率間諧波，若其幅值相同，則其導致的電壓波動峰值相同，但波動有效值不同[6]。

以飛利浦14W 熒光燈為研究對象。取H＝1，間諧波頻率 f=40Hz時，改變間諧波含量 m的取值，對光通量曲線進行 Pst計算，得到的結(jié)果如表3所示。

表3 14W飛利浦CFL燈在40Hz間諧波下的Pst值Tab.3 Pstof 14W Philips CFL under 40Hz interharmonic

由上表可知，當 m=1.2%時，Pst值最接近 1。因此可以認為該燈在 f=40Hz下的間諧波含量臨界值m0=1.2%。用同樣的辦法，可以求得14W 飛利浦CFL燈在 H＝1時，頻率從 25～75Hz變化下間諧波含量限制值 m0的取值如表4所示。

表4 14W飛利浦CFL燈間諧波含量限制值Tab.4 Interharmonic limit of 14W Philips CFL

根據(jù)上表的實驗結(jié)果，可以作出14W 飛利浦燈在Pst=1時的光閃變限制曲線，如圖 10所示，從中看出間諧波含量限制值m0隨頻率的變化情況。

圖10 14W飛利浦燈的閃變限制曲線Fig.10 Flicker limit curve of 14W Philips CFL

由圖10可知：14W 飛利浦CFL與白熾燈的間諧波閃變限制曲線的走向趨勢相似，都是由以f=50Hz為對稱軸的兩支接近對稱的 V字型曲線分支構(gòu)成。當 f=41Hz與f=59Hz時，光通量波動頻率為 9Hz，間諧波限制含量達到最小值，光源在這個頻率下最易發(fā)生閃變；而當間諧波頻率越遠離f=41Hz與f=59Hz時，間諧波含量限制值變大。這個規(guī)律與視感度系數(shù)曲線中的規(guī)律一致，當 f=8.8Hz（接近9Hz）時瞬時閃變視感度達到最大值，此時人眼對燈光閃爍最為敏感。這表明實驗所得的間諧波閃變限制曲線是正確的。

在H=3、H=5時，使f△從2～25Hz變化，用同樣的方法進行實驗，獲取高頻間諧波下 14W 飛利浦熒光燈在不同頻率下的間諧波含量限制值如表5、表6所示。

表5 14W飛利浦CFL燈H=3時間諧波含量限制值Tab.5 Interharmonic limit of 14W Philips CFL when H=3

表6 14W飛利浦CFL燈H=5時間諧波含量限制值Tab.6 Interharmonic limit of 14W Philips CFL when H=5

從而可獲得14W飛利浦燈在H=1，H=3，H=5時不同頻率下的閃變限制曲線，如圖11所示。

圖11 14W飛利浦燈的閃變限制曲線Fig.11 Flicker limit curve of 14W Philips CFL

由圖11中可知：在高頻間諧波下（H=3，H=5時）緊湊型熒光燈的光閃變限制曲線的走向規(guī)律與低頻時一致，另外，在相同的間諧波電壓波動頻率f△下，高頻下的間諧波限制含量比低頻時更大，緊湊型熒光燈對低頻間諧波電壓更為敏感。

4.2 不同光源的間諧波光閃變限制曲線及其對比

采用同樣的方法，對不同功率和品牌的緊湊型熒光燈進行實驗研究，可以得到相似的結(jié)果。表 7～表9所示為8W飛利浦燈H＝1、H=3、H=5時，間諧波限制值 m0的取值；表 10為熒火蟲燈 H=1時間諧波限制值m0的取值。圖12為14W飛利浦燈、8W飛利浦燈、8W熒火蟲燈在H＝1時（低頻間諧波下）的間諧波光閃變限制曲線。圖13為8W飛利浦燈在H＝1、H=3、H=5時的間諧波光閃變限制曲線的對比。

表7 8W飛利浦CFL當H=1時間諧波含量限制值Tab.7 Interharmonic limit of 8W Philips CFL when H=1

表8 8W飛利浦CFL燈H=3時間諧波含量限制值Tab.8 Interharmonic limit of 8W Philips CFL when H=3

表9 8W飛利浦CFL燈H=5時間諧波含量限制值Tab.9 Interharmonic limit of 8W Philips CFL when H=5

表10 8W熒火蟲CFL燈H=1時間諧波含量限制值Tab.10 Interharmonic limit of 8W Yihuochong CFL when H=1

圖12 14W飛利浦燈、8W飛利浦燈、8W熒火蟲燈的閃變限制曲線Fig.12 Flicker limit curve of 14W Philips CFL、8W Philips CFL and 8W Yinghuochong CFL

將間諧波導致的電壓波動規(guī)律與圖 13所示的光閃變實驗結(jié)果進行對比，可以看出，能引起相同電壓閃變頻率和峰值波動深度的間諧波，會引起不同的光源光閃變效應，說明間諧波引起的電壓有效值波動是決定光閃變的重要因素。圖13的結(jié)果還表明，光源的光閃變僅對奇數(shù)次諧波附近的間諧波敏感，對偶數(shù)次諧波附近的間諧波則幾乎沒有限制要求。

圖13 8W飛利浦燈在H=1，3，5下的閃變限制曲線Fig.13 Flicker limit curve of 8W Philips CFL when H=1，3，5

由上述實驗結(jié)果可以得到如下結(jié)論：不同品牌和功率的光源，其閃變限制曲線有所不同?？偟膩碚f，高頻和低頻間諧波都可能引發(fā)緊湊型熒光燈閃變，但低頻間諧波比高頻間諧波更敏感，這一結(jié)論及相應的間諧波閃變曲線是使用IEC閃變儀無法獲得的；光源功率越小，對間諧波越敏感，即間諧波限制值越低；而不同品牌、相同功率光源，對間諧波限制值差異不大。

5 結(jié)論

通過分析和實驗，獲得了基于IEC閃變儀的分解模型，該模型可以有效地用于針對各種光源的間諧波光閃變效應實驗研究；建立了緊湊型熒光燈在間諧波條件下閃變效應的實驗研究裝置和方法，利用該裝置和方法可以獲得不同光源對不同頻率間諧波引發(fā)閃變效應的幅值限制值，該限制值利用 IEC閃變儀無法得到；對不同品牌和功率的緊湊型熒光燈的實驗研究結(jié)果表明：高頻和低頻間諧波都可能引發(fā)緊湊型熒光燈閃變，但低頻間諧波比高頻間諧波更敏感；同時光源功率對間諧波閃變限制值有一定影響。

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Experimental Study for Flicker of Compact Fluorescent Lamp Caused by Interharmonics

Yong Jing Yan Xiaolong Zeng Liqiang

（State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology Chongqing University Chongqing 400030 China）

In order to conduct experimental study for flicker, a decomposed flickermeter model is developed by decomposing the weighting filter of IEC flickermeter. Luminous flux signal acquired from experiments can be input directly into this model to calculate the short-term severity value Pst, which is the index to assess the flicker severity. The feasibility and effectiveness of this model is experimentally verified. The design and establishment process of experimental facility is also presented in the paper. The high-precision illuminance meter is applied to acquire luminous flux signal of the compact fluorescent lamp(CFL) supplied by voltage containing interharmonics with given frequency and magnitude. Experimental studies for CFL light flicker under voltages containing interharmonics with various magnitudes and frequencies are conducted by using the proposed decomposed model. The short-term severity value Pstare obtained, and therefore the interharmonic limit curves for light flicker of compact fluorescent lamp are proposed.

Interharmonic, flickermeter, luminous flux, flicker, interharmonic limit curve

TM727

雍 靜 女，1964年生，博士，教授，主要研究方向為電能質(zhì)量。晏小龍 男，1988年生，碩士研究生，主要研究方向為電能質(zhì)量。

國家自然科學基金資助項目（51207174）。

2013-02-27 改稿日期 2013-04-17