什么！零线电流居然比火线还大，为什么？

在三相四线制的配电系统中，如果三相负荷平衡，零线中的电流应该很小，这是所有业内人士的共识。但是，越来越多的现象在颠覆这个观念。

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。

实际上，零线电流过大的现象现在越来越普遍。为什么三相电的负荷平衡，零线上却还是会出现电流，并且电流达到相线电流的150%以上呢?这是由于整流电路导致的。

图1的右图所示的是一个典型的单相整流电路，这种电路从电网吸取的电流为脉冲状，如图1的左图所示。

图 1

当相线的电流波形为正弦波时，如果它们相差120°，并且幅度相同，在零线上矢量叠加的结果是总和为零。这是大家所熟悉的。

但是如果相线上的电流是脉冲状的，并且相差120°，则他们在中线上叠加的结果如图2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°，就会在中线上发生重叠现象，这时中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。

整流电路输入的脉冲电流的宽度与整流电路中的滤波电容、负载的大小等因素有关。

图2

由于现代电气负荷大多数为整流电路负载，因此即使三相负荷平衡，零线上也会有较大的电流。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;

第二，零线上没有保险装置，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。图3是开关柜中零线电流过大导致过热的情况。

图 3

1、三相正弦对称交流电，在三相对称负载即平衡负载时，由于电流矢量大小相等，方向即相位互差120度，其矢量和为零即其零序电流为零。

2、三相正弦对称交流电，在三相不对称负载即不平衡负载时，由于电流矢量大小不相等，方向即相位互差不全是120度，其矢量和不为零即其零序电流为不平衡电流，但是小于任一相电流。

3、三相正弦对称交流电源，在三相负载中由于非线性元件如二极管的存在，三相负载电流中存在直流分量和三次的整数倍的高次谐波时，零序电流为其算术和，即零序电流有可能大于相线电流，如三相半波整流电路，任一相电流为负载电流的1/3，此负载电流就是零序电流。

4、但是，在三相桥式整流电路中，由于在交流电的正、负半周都有电流，且在一周内正、负半周对称，三相之间对称，也就是说直流分量和三次的整数倍的高次谐波不存在，所以三相电流的矢量和为零，即零序电流为零。

5、在单相桥式整流电路中，由于在交流电的正、负半周都有电流，且在一周内正、负半周对称，所以此单相电流的直流分量和三次的整数倍的高次谐波不存在。

6、如果三相负载均为单相桥式整流电路这样的负载，尽管不平衡，其三相电流的矢量和不为零，即零序电流不为零，零线电流也不会大于相线电流。

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