电磁冲击力

电气设备的电磁冲击力

云南曲靖鑫创机动部黄兆荣

摘要：本文讲述了电磁冲击力产生，电磁冲击力的危害和防预措施，同时分别分析了电力线路、发电机、电动机、变压器等用电设备的电磁冲击力的一些情况。

关键词：电磁力阻抗电流冲击力

一、概述：各类用的设备若不采取一定的措施，直接启动，电磁冲击力对设备的寿命影响是很大的。

冲击力：是物体相互碰撞时出现的力，在碰撞、打击过程中，物体间先突然增大而后快速消失，冲击力的特点是作用时间极短，量值可以达到最大。减少电磁冲击力的措施是减少启动次数，加降压启动装置，加装变频器等。

电磁力是电荷、电流在电磁场中所受力的总称；是处于电场、磁场或电磁场的带电粒子所感受到的作用力，也是带电荷的粒子之间引起的力。

二、电磁场：电可以带动磁，磁也能带动电，变化的电场和变化的磁场构成了一个电磁场。电磁冲击力是用电设备在瞬时由自然状态的电磁状态到所加额定功率状态的转换，转换时声音增大，振动增大，电流突然增大，电压降低。

电磁冲击力一般在电气设备启动、停止和短路时发生，有冲击电流就会有冲击力，运行时不会有冲击力。

冲击电流是指用电气设备在供、停电瞬间内部产生的大电流。体现在感性、容性负载中。感性负载主要是电机，电机启动时，相当于短路，电流相当大，电磁冲击力也相当大，电机绕组的阻抗都很小，关断时也会产生一个反向的冲击电流。容性负载是电容性负载，供电时，是相当于短路，瞬间电流理论上是无穷大。冲击力也就无穷大的，电气人员认为，至少在额定电流10倍以上。

冲击电流的图如下：

电流从零值以很短时间上升到峰值，后以

近似指数规律或阻尼正弦波形下降至零，冲击电流的波形用波前时间T1和半峰值时间T2表示，

大家都知道，宇宙是个电磁场，地球是个电磁场，地球是物体、物质组成的，那么物体、物质也是电磁场，物质、物体是由原子、分子组成，你说原子、分子是不是电磁场？你不会说不是吧？那么原子、分子就是带电的。

用电桥、电位差计、示波器、频率仪表、万用表、皮安电流表等任何仪器仪表测量任何物体任何都有电参数，只是数据大小不同。

三、原子理论：现在的理论说：原子核带正电荷，电子带负电荷，不论正负电荷都是物质，若原子核带的正电荷与电子带的负电荷，抵消了，那么物质不灭就不成立了，物质就能灭亡，只能说明正、负抵消是不对的。还有若异性相吸，同性相斥，磁铁的相吸就成为一体了，电子还能自由运动吗？电子绕原子核自由运动，电子和原子核永远不会成为一体，也很难分离，电子离原子核近了，单位

体积的电荷增多，原子核对电子有排斥力（斥力）作用，原子核将电子排斥开，电子远离原子核。电子离原子核远了，单位体积的电荷减少了，原子核对电子显示为引力，将电子吸引，电子不会远离原子核，很难脱离原子核，这样，电子离原子核远、近波动运动，所以原子是带电的，是一个带电的电磁场，

电工师傅们常说的原子是高电位，电子是低电位，。

原子核和电子的示意图大家应该看得多了，它俩示意图如下：

原子核示意图

电子的示意图

将原子核与电子的示意图合在一起，再来进行受力分析，如下图

把两个示意图合在一起有上图所示， 要抵消是A —B 段，其它地方就没能抵消，又根据力学分析方法A —B 段是原子核和电子的相加，

F = F(+E) – F[-(-E)]

= F(+E)+F(-E)

接触处不是抵消（相减），而是相加。电子越靠近原子核，排斥力越大，反之，电子远离原子核时引力增大。原子的远处引力效果比斥力效果明显，物体也是一样。

外给原子一个电磁力偏置，原子的引力或斥力效果加强而更加显现岀来。电子绕原子核自由运动，会有摩擦吗？摩擦是生活、工作中常见的一些现象，摩擦使噪音增大，热量增大，电磁力或波动增大，产生新的物质。

所有的物体都是带电的，若物体不带电，那么摩擦那能有电增大呢？电是电荷集中，电流是电荷定向运动，运动有运动频率。电气设备启动时，线路和用电

设备产生频谱很宽的电磁波，很大的冲击电流。

四、电路的元器件：任何用电设备在开启机时都会受到电磁冲击力的作用，只是大小不同。用电设备的等效电路是由电容、电感、电阻组成。

1、电容：在刚闭合电源与电路时，电容器还没有充电，它的两个极板是等电位，电容此时对电流没有阻碍作用，相当于短路，等到充电之后，两极板有了电位差，对电流有了阻碍作用，充电电流很快减小。电容器接通时，出现很大合闸涌流，同时有很高振荡频率，电流由电网电压、电容器容量和电路中电抗决定。

根据电容的容量大小不同，电容通交通，阻直流，通高频，阻低频，有移相作用。

纯电容电路，电容器电路中通入电流后，电容器充电需要一定的充电时间，纯电容电路中的电流相位超前于电压相位，差值为90度，是电流相位超前电压于90度；电容容抗计算公式如下：

X c=1/(2πfC)

X c = 1/（ωC）= 1/（2πfC）

X c--------电容的容抗值；欧姆

ω---------角频率（角速度）

π---------圆周率，

f---------频率，

C---------电容值法拉F

电容受电磁冲击力大了会有过电压，绝缘会击穿或绝缘电阻值不够，发热量增大，使电容发生爆炸。轻微的，电解液会渗透出来。电容多次受到很大电磁冲击力的照片

2、电感：纯电感电路当交流电通过纯电感电路时，线圈中会产生自感应电动势阻碍电流变化，故电感线圈对交流电有阻碍作用。线圈两端加上电压时，线圈中的电流不会瞬间达到最大，这时纯电感电路的电流相位落后电压相位，差值为90。电感对突变电流产生感抗，在交频电电路中会形成容、感谐振。

X L = 2πfL = ωL

X L电感的感抗值；欧姆

ω---------角频率（角速度）

π---------圆周率，

f---------频率，

L-----------电感值亨利H

电缆的多次受到很大电磁冲击力情况如下照片：