存在怀疑时，就从受影响的负载开始

问题描述
本例是用于说明采用系统方法解决问题的重要性的一个典型例子。它涉及为几个高技术生产工厂工作的一名电气承包人员。

故事的开始是对一名对他们的电气系统问题感到沮丧的楼宇经理的现场走访。根据该经理的描述，他们的楼宇内的电气系统的各方面似乎都工作不正常，没有人能确定问题的原因并提供解决方法。该经理继续说，他的电气技术人员中有三人已经离开，现在，他真的遇到了麻烦。

该电气承包人员问了很多问题，尝试掌握问题的更详细情况。这一努力经过证明没有效果，因此，电气承包人员要求来到问题最严重的建筑部分。他恪守着这一格言：“存在怀疑时，就从受影响的负载开始。”

在一个较远的角落处，一台大型医疗设备正在历经一个重要测试程序。该设备配备有一个大显示屏幕、一个键盘和一个控制面板，该控制面板上连有几条电缆和引到设备其它部件的软管。

操作员显示屏幕显示出正在执行的测试步骤。该设备旁边是一个为电路板维修而准备的工作台。工作台上有一个焊接烙铁、一个带照明的放大镜和一个风扇。工作台电源插板的插头与大型设备的电源插头一起插在同一个插座中。在电气承包人员进行观察时，工作台人员走过去，打开了风扇电源。就在这一刻，操作员显示屏幕在一瞬间显示内容全部小时，并在再次恢复时以大号字母显示“Program Reset”（程序复位）。

测量

该承包人员在为两个负载供电的插座处测量了电压。他的 Fluke 87 真有效值数字式万用表的测量值为115 V。楼宇经理使用他的 Fluke 27平均响应数字式万用表再次进行测量，读数为 118 V。为什么真有效值仪表的读数会偏低呢？

这是因为，在测量方波或类似方波的波形时，真有效值仪表将给出正确的、但比平均响应仪表的读数要低的读数。

电气承包人员连接上他的Fluke 43B，并显示电压波形。显示屏上显示的波形（图 1 中的模拟波形）在顶部被严重削波，这使得它更像是一个方波，而不是正弦波。测量到的峰值仅为 135 V，而不是预期的 162V。

承包人员随后绘制了系统的一个单线图。单线图显示出，为测试区域供电的变压器在楼宇的相对一端，几乎在 500 英尺开外（参见图 2）。该变压器上的大多数负载都是非线性负载，它们在电压峰值处会吸收很高的电流。高峰值电流和长线路的高阻抗结合在一起，就在回路的末端引起了严重的电压削波，而这个位置正是测试区域所在位置。

理论和分析

由于医疗设备的内部电路通过低直流电压供电，因此，其内部电源会具有一个二极管/电容器输入电路，该电路的正常工作需要具有一个最小峰值。医疗设备上的铭牌显示，设备需要 100 和 135 V rms 之间的交流供电电压。设计该设备并规定铭牌参数的工程师们的假设是供电电压是一个正弦波，因此，最小峰值将是 141 V (100 x 1.41)。由于峰值输入电压的测量值仅为135 V，因此，设备将在比所需的绝对最小电压还要低 6 V 的峰值电压上运行。当接通风扇电源时，由风扇电机吸收的浪涌电流进一步将电压降低，使其达到设备电源失去控制的数值。这就是设备发生复位的原因。

解决方法

电压峰值削波（平顶）问题在高技术楼宇建筑中十分常见。现在使用的许多楼宇的设计，都无法处理今天通常所采用的大量计算机和其它非线性负载。在此情况下，需要进行大量的重新布线才能够降低变压器和负载之间的电压降。一个替代方法是，将灵敏性最高的负载布置在离变压器最近的位置。