三相平衡時零線上電流的危害性及注意事項

在三相四線制的配電系統(tǒng)中，如果三相負(fù)荷平衡，零線中的電流應(yīng)該很小，這是所有業(yè)內(nèi)人士的共識。但是，越來越多的現(xiàn)象在顛覆這個觀念。

例如，某建筑物四周的廣告燈箱，采用電子鎮(zhèn)流器的熒光燈照明。三相線路的負(fù)荷均衡，每相電流大約為90A，但是零線電流達(dá)到160A。

實際上，零線電流過大的現(xiàn)象現(xiàn)在越來越普遍。為什么三相電的負(fù)荷平衡，零線上卻還是會出現(xiàn)電流，并且電流達(dá)到相線電流的150%以上呢?這是由于整流電路導(dǎo)致的。

圖1的右圖所示的是一個典型的單相整流電路，這種電路從電網(wǎng)吸取的電流為脈沖狀，如圖1的左圖所示。

當(dāng)相線的電流波形為正弦波時，如果它們相差120°，并且幅度相同，在零線上矢量疊加的結(jié)果是總和為零。這是大家所熟悉的。

但是如果相線上的電流是脈沖狀的，并且相差120°，則他們在零線上疊加的結(jié)果如圖2所示，零線上的脈沖電流是相互錯開的，無法抵消。數(shù)一下零線上的脈沖電流個數(shù)，在一個周期內(nèi)有三個，因此零線上的電流是各相線電流的總和。按照電流有效值的算法，零線上的電流是相線電流數(shù)量的1.7倍。

如果整流電路的電流的脈寬大于60°，就會在中線上發(fā)生重疊現(xiàn)象，這時中線上的一部分電流發(fā)生抵消，實際的零線電流會小于相線電流的1.7倍。

整流電路輸入的脈沖電流的寬度與整流電路中的濾波電容、負(fù)載的大小等因素有關(guān)。

由于現(xiàn)在的電氣負(fù)荷大多數(shù)為整流電路負(fù)載，因此即使三相負(fù)荷平衡，零線上也會有較大的電流。零線電流過大的危害十分嚴(yán)重，主要有兩個方面的原因：

第一、零線的截面積并不比相線大，超過相線的電流必然會導(dǎo)致零線過熱；

第二、零線上沒有保險裝置，不能象相線那樣在過流的情況下自動斷開。因此，零線上過大的電流造成了巨大的火災(zāi)隱患。