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在TN-S系统中，如果三相负荷平衡，那么零线中的电流应该为零或近乎为零。这是很多年来的一种共识。三相负荷平衡,意味着三线中的电流有效值相等,但是其电流相位分别相差120度,所以在零线上电流的矢量和为零。 但是现在越来越多的现象在颠覆这个观念，零线电流过大的情况也越来越普遍。例如，某建筑物四周的广告灯箱，采用电子镇流器的荧光灯照明。三相线路的负荷均衡，每相电流大约为90A，但是零线电流达到160A。 上述问题的出现是因为现代电气负荷与传统电气负荷发生了很大的变化。过去的负荷以电阻(照明、加热)、电感(电动机)为主，现在的负荷很多是整流电路，例如节能灯取代了白炽灯，电动机大多使用变频器驱动。 特别是照明负荷大多为单相整流电路时，工作时产生较强的3次谐波电流。3次谐波电流在零线上是叠加的，而不是抵消的。这正是由于整流电路导致的。图2的所示的是一个典型的单相整流电路波形图，这种电路从电网吸取的电流为脉冲状。 当相线的电流波形为正弦波时，如果它们相位相差120°，并且幅度相同，在零线上矢量叠加的结果是总和为零。这时大家所熟悉的。但是如果相线上的电流是脉冲状的，并且相差120°，则他们在零线上叠加的结果如图3所示。 从图3可知，零线上的脉冲电流是相互错开的，无法抵消。数一下零线上的脉冲电流个数，在一个周期内有三个，因此零线上的电流是各相线电流的总和。按照电流有效值的算法，零线上的电流是相线电流数量的1.7倍。如果整流电路的电流的脉宽大于60°，就会在零线上发生重叠现象，这时零线上的一部分电流发生抵消，实际的零线电流会小于相线电流的1.7倍。 总结： 由于负荷多数为整流电路负载，因此即使三相负荷平衡时，零线上也会有较大的电流存在。零线电流过大的危害十分严重，主要是因为两个方面的原因，第一，零线的截面积并不比相线大，超过相线的电流必然会导致零线过热;第二，零线上没有保护装置，不能象相线那样在过流的清况下自动断开。因此，零线上过大的电流构成了巨大的火灾隐患，在设计阶段应对负荷的性质分析以及谐波治理予以高度重视。 |
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