突入電流

突入電流（Inrush current）也稱為突波電流、湧浪電流，是在電器剛開機時的暫態大電流。交流电动机和变压器在剛送電時，其輸入電流會是額定電流的數倍，會持續數個交流電週期。变流技术因為輸入端电容器的充電，在開機時也會有大於穩態電流的輸入電流。這讓過電流保護裝置（像保險絲和斷路器）的選用更加複雜，因為這些裝置要對過載或短路快速反應，但不能中斷（一般無害的）突入電流。

電容器
完全放電（或部份充電）的電容器，當電源電壓大於電容器電壓時，會類似短路。完全放電的電容器需要大約五倍RC時間才能完全充電，在充電過程中，瞬間電流會比穩態電流要大幾倍。當電容器充電完成時，其電流會降到穩態電流。若是用交流電透過整流器為電容器充電（一般不會用交流電直接幫電容器充電），且沒有負載串聯在電容上，電容器會充電到交流電壓的峰值。

若是用線性直流電壓（像是電池）為電容器充電，電容器會類似短路，會從電源汲取電流，但會受到電源內阻以及電容器等效串联电阻的限制。此時，充電電流是連續的，且會指數遞減到穩定值（有負載時會是負載電流，若無負載則為零）。

防止濾波電容器在電源開始投入時的突入電流，對設備的性能非常重要。若在電源投入時，暫時在輸入電源和整流器之間加一個電阻，可以增加啟動時的電阻，減少突入電流。湧浪電流限制器就是有此功能，可以增加啟動時的電阻。

變壓器
变压器初次激磁時，其暫態電流會是額定電流的10到15倍，且會持續數個週期。環型變壓器使用的銅比相同功率額定的其他變壓器要小，但其突入電流是額定電流的60倍。
最壞情形的突入電流發生在一次側繞組在一次側電源電流零交越時連接到電源，且當電壓半週期的極性與鐵芯中的殘餘磁通（剩磁，由前一個週期留下）極性相同時。除非繞組和鐵芯的設計，能避免磁飽和超過50%（避免磁飽和超過50%的變壓器過重，且效率低，一般不會如此設計），不然在啟動時鐵芯就會飽和。這也可以表示為正常運作的剩磁幾乎和遲滯現象膝部的飽和磁場相等。不過，一但鐵芯飽和，繞組電感就會大幅下降，只靠一次側繞線的電阻和電源線的阻抗在限制電流。若飽和只出現在半週期的某一區間，會產生高諧波的波形，影響其他設備。

大型變壓器的繞組電阻低，電感量高，因此其突入電流會持續數秒，直到暫態現象消失（指數遞減時間和XL/R成正比），之後變壓器上才會有正常的交流電流。為了避免磁性元件的突入電流，針對磁芯中有氣隙的變壓器，電感性負載需在電源電壓峰值時連接到變壓器，而電阻性負載（例如大功率加熱器）需要在電壓為零時接到變壓器，避免突然變化的電流暫態。但針對環型變壓器，只有在導通之前有預激磁機制，才可以正常的啟動變壓器，不會有突入電流的突波。

突入電流可以分為以下三類：
通電突入電流（Energization inrush current）：變壓器再通電的結果。其殘餘磁通可能為零，也可能還有部份的值，看通電之前斷電多久而定。
恢復突入電流（Recovery inrush current），當電源系統擾動之後，電源恢復產生的突入電流。
交感性突入電流（Sympathetic inrush current），多個連在同一電源上的變壓器，其中一個通電後，其他變壓器的突入電流。

电动机
不論交流或直流的电动机，若是直接由交流電源供電，剛送電啟動時，轉子沒有轉動，會產生類似堵轉電流的電流，之後電動機開始加速，也開始產生和電流相反的反电动势，其電流才會降低。交流感應電動機，在轉子轉動之前，會類似二次側短路的變壓器，而有刷馬達會有繞線的電阻。假如在馬達加速過程中，沒有接負載，其啟動暫態的期間會比較短。

對於高功率的電動機，在啟動時會用電動機繞線的繞組接線方式調整（在啟動時是星形接法，Y接，加速後再改為三角形接法）來減少其啟動時的突入電流。
加熱器和燈泡
金屬的溫度係數為正，在冷卻時電阻值較低。若電器中有較多的金屬電阻加熱元件（例如電爐，或許多的白熾燈），在啟動時會有大電流，直到金屬到達其工作溫度為止。像控制白熾燈的開關上面會有T額定，表示可以安全控制像是白熾燈，有大突入電流的電器。其突入電流可以到穩態電流的14倍，小燈泡通常只持續數微秒，而500W以上的燈泡則會持續數秒Ralph Fehr, Industrial Power Distribution, John Wiley & Sons, 2015 , pages 8–73.。早期使用的碳絲燈，其溫度係數為負，在溫度昇高後的阻值較小，需要的電流會增加，這種燈就不會有突入電流。
保護

和電源串聯的電阻可以限制輸入電容器充電的電流。不過此方法效率低，特別是在大功率設備中，因為電阻會產生壓降，也會耗損能量。

突入電流也可以用突入電流限制器來抑制。一般會在開關電源、電動機和音響設備中加入負溫度係數（NTC）的热敏电阻，避免因為突入電流而破壞電路。NTC熱敏電阻（負溫度係數熱敏電阻）的阻值會隨著溫度的上升而下降NTC thermistors  at Temperatures.com.。

突入電流限制器在運作過程中，電流會流過，其阻值使突入電流減少，同時热敏电阻溫度上昇，其阻值會下降。在電源的電容器充電完了之後，突入電流限制器的阻值很低，因此造成的電壓降也很小。其缺點是若電器關閉一小段時間立刻開啟，热敏电阻溫度仍然很高，因此阻值很低，此時無法限制突入電流，除非電器關閉超過一分鐘，讓热敏电阻冷卻，突入電流限制器才有作用。另一個缺點是NTC热敏电阻沒有防短路功能。

另一種避免變壓器突入電流的作法是「變壓壓切換繼電器」，這不需要冷卻時間。也可以處理電源端半波電壓突降，而且有防短路功能，此技術在IEC 61000-4-11測試很重要。

另一個作法，特別用在高壓電路中，是緩啟動電路，在電容充電時會進入電流限制的預充電（緩啟動）模式，在充電到90%時才會進入一般運作的模式。

關電突波
若变压器、电动机、電磁鐵或其他電感負載關閉時，其電感會增加開關兩端的電壓，也可能會造成電弧。若變壓器的一次側關閉時，緩衝電路會在二次側產生電壓突波，可能會破壞絕緣和所連接的負載

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參考資料

外部連結
IEC 61000–4–30, Electromagnetic Compatibility (EMC) – Testing and measurement techniques – Power quality measurement methods, Published by The International Electrotechnical Commission, 2003.

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