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我们都知道我们现在用的交流电是50HZ频率的正弦交流电。 正弦交流电波形图如下：
当正弦交流电里参杂了频率更高的杂波，把这个叫做谐波。 参杂了谐波的图形如下：
上图中，红色为我们正常的正弦交流电波形图，其中绿色和蓝色是谐波的波形图。 谐波的产生 谐波主要是由非线性负载产生，例如：UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。 当三相交流电的电流波形为正弦波时，它们相差120°，并且幅度相同，在零线上矢量叠加的结果是总和为零。但是如果相线上的电流是脉冲状的，并且相差120°。那么他们在中线上叠加起来的脉冲却是相互错开的，所以无法抵消，和零线的电流却是叠加的。 由于现代电气设备大多数含有整流电路，因此即使三相负荷平衡，零线上也会有较大的电流。特别是三次谐波，它们在零线上叠加起来，甚至让零线电流上升到正常值的三倍。 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， 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而烧断； 当零线断线以后，由于三相不完全平衡，那么会造成各相电压不一致，三相设备无法正常工作。用电少的一相电压会升高；而用电多的一相电压会降低。电压升高的一相上的单相设备会损坏；电压降低的一相上的单设备无法正常工作 零线截面积 为了防止零线电流过大而烧毁，所以国家对零线截面积大小是有标准规定的：
从表格可以看出， 当火线截面积小于等于16平方时，地线截面积必须和火线一样大； 当火线截面积大于16平方、小于等于35平方时，地线必须用16平方； 当火线大于35平方、小于等于400平方时，地线截面积可采用火线的一半； 当火线大于400平方、小于等于800平方时，地线截面积可采用200平方； 当火线大于800平方，地线截面积可采用火线的四分之一。 如果你按照这个标准来选择零线，在实际照明线路应用中依然会出现零线容易烧断的情况。为什么呢？因为国家在这个标准下方注明有使用前提的。  当相电流中三次谐波低于33%时，按照相线电流来选择零线截面积；当相电流中三次谐波≥33%时，按照中性线的电流来选择截面积。 谐波的危害 1 . 对于发电机和变压器而言，谐波的存在会增加定子绕组、定子铁心、转子绕组、转子铁芯的损耗，还会引起变压器铁芯发热，从而加速绝缘老化、降低电气设备的使用寿命。 2 . 当三相平衡时，由于有些谐波不对称，那么不能完全抵消。当线路中存在大量谐波时，它们因串联或并联构成谐振条件，形成谐波振荡，会让电压升高或者电流变大，严重影响电力系统的安全运行。 3 . 电网中因有谐波的存在，会影响测量仪表、计量装置的精确度；还会降低断路器的分断能力，可能会引起电弧重燃，发生短路，甚至爆炸事故。 抑制和消除谐波的方法 1 . 采用滤波器，这种方法不仅可以抑制谐波，还可以补偿无功功率。 2 . 采用零线电流阻断器。把它串联在零线中，可以有效的减少零线大部分谐波电流。 |
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