隨著建筑物中的電氣負荷以節能燈、信息設備等為主要負載，零線電流過大的現象十分普遍。造成這種現象的根本原因是單相整流電路。

零線上的電流過大的危害極大，這是因為零線上沒有保護裝置。配電線路的保護裝置一般安裝在相線上，因此，相線上一旦出現過大的電流，保護裝置會動作，避免線路過熱。而零線上沒有保護裝置，電流過大時，只能任其過熱，釀成火災隱患。

因此，信息設備和節能燈集中的建筑物中，必須充分考慮這種火災隱患。實際上，20年前，在歐美發達國家，很多火災是中線過熱導致的。現在，歐美國家對信息設備設備的諧波電流進行了嚴格限制，并在工程中特別關注，中線過熱的現象已經很少見到。

中國剛開始進入信息化、電子化，各種電子設備（電腦、電視、變頻空調、電磁爐等）的數量急劇增加，零線電流過大的問題日益顯露出來。零線電流多大的問題本身并不可怕，可怕的是幾乎所有的人還沒有認識到這種危害，因此沒有防范措施，從設計開始就埋下了隱患。

三次諧波電流主要來自于單相整流電路。

圖示的是一個典型的單相整流電路，電路中的電容是平滑電容，大部分整流電路中都包含這個電容，否則直流電壓的紋波很大。這個電容是導致三次諧波電流的主要原因。

熟悉電路的人都知道，平滑電容的電壓被充電到交流電的峰值后，就維持在交流電峰值附近。當交流電的電壓低于電容上的電壓時，電網上沒有電流流入負載。這時，負載的電流由電容供給，隨著輸出電流，電容的電壓開始降低，在某個時刻，交流電的電壓會高于電容上的電壓，這時，電網上才會有電流流入電容（給電容充電，使電容上的電壓升高）和負載中。因此，電網僅在接近電壓峰值的時刻向負載輸入電流，電流的形狀為脈沖狀。

通過付立葉分析可知，這種脈沖狀的波形包含豐富的三次諧波成分。

三次諧波的危害解決辦法

在諧波的處理問題上，3次諧波電流需要引起特別的關注。三次諧波電流之所以危害很大，是因為三次諧波電流會在中線上疊加，導致中線電流過大，造成火災隱患。下圖中是三系諧波導致零線過熱的情況。實際上，20年前在歐美發達國家，很多火災是中線過熱導致的。現在，歐美國家對電子設備的三次諧波電流進行了嚴格的限制，并在工程中特別的關注，中線過熱的現象已經很少出現。

單相整流電路產生３次諧波電流，由于三相電的每相基波電流之間相位相差120°，因此3次諧波電流的相位相差360°（3×120° =360°），對于交流電而言，相位相差360°意味它們是同相位的。因此，３次諧波電流在零線上是算數疊加的。這就是三次諧波的特殊性。

不僅三次諧波具有這樣的特性，只要是基波頻率3倍頻率的諧波都應該具有這樣的特性。這些頻率是基波頻率3倍的諧波稱為3倍頻諧波，他們在中線上都是算術疊加的。但是6、9次以及更高的3倍頻諧波很小，甚至沒有，因此不予考慮。

三次諧波在中線上疊加，導致零線電流過大，使零線發熱，嚴重的話甚至會引發火災。

零線電流過大之所以危害很大，是因為零線上沒有保護裝置。配電線路的保護裝置一般都是安裝在相線上的，因此，零線上一旦出現過大的電流，保護裝置就會動作，避免線路過熱。而零線上沒有過流的保護裝置，電流過大時，只能任其過熱。

三次諧波的產生原因

單相整流電路的電流是脈沖狀的。如果三條相線上的電流是脈沖狀的。由于脈沖很窄，因此當第一相上出現電流時，第二相和第三相上的電流為0.因此零線上不會發生抵消，相線上出現的每個電流脈沖也會出現在零線上。這種現象解釋了當負載為計算機時，即使負載平衡，中線上仍然有電流的現象。

中線上的電流脈沖數是相線上的電流脈沖數的3倍，根據電流有效值的計算方法，中線上的電流會達到相線的1.7倍。如果整流電路的電流的脈寬大于60°，就會在中線上發生重疊現象，這時中線上的一部分電流發生抵消，實際的零線電流會小于相線電流的1.7倍。

現在建筑物中幾乎所有的負載都是以整流電流為代表的非線性負載，因此，中線電流過大的問題十分普遍。

解決辦法

有源濾波器

有源濾波器是一種動態的諧波治理方式，他可以濾除2-51次的諧波電流，但是如果我們的系統中只出現了三次諧波的問題。那么我不太建議安裝有源濾波器。因為有源濾波器僅對其安裝位置的上游有作用，對于下游沒有任何效果。

?領步三次諧波濾波器（LB3NBF）

三次諧波濾波器是最經濟有效的的治理方法，不僅是當前市場中能從源頭上徹底治理3次諧波電流的獨特產品，也是對三相四線制配電系統中相線和零線上的3次諧波電流能同時全面精確治理的專用濾波裝置，該裝置已經在消除3次諧波電流引發的零線電流異常增高、母排發熱振蕩、變壓器過溫異響等諧波危害方面得到了廣泛的應用。

用PSW解決3次諧波電流

用有源濾波器解決諧波的問題是個理想的方案。但是需要注意的是，有源濾波器僅對上游的線路具有清除諧波的效果，而對于下游線路沒有任何效果。

因此，如果采用有源濾波器的方法，就要在分配電箱處安裝。如果僅在變壓器的下端安裝，就對變壓器具有保護作用，而對零線沒有任何效果。

如果分配電箱中有繼電保護裝置，則這些繼電保護裝置仍然可能出現誤動作的現象。

用NBF解決3次諧波電流

ＮＢＦ零線諧波電流阻斷器是航天綠電專為治理零線諧波電流開發的設備，該設備在消除3次諧波的危害方面具有很高的性價比。NBF安裝在變壓器的次級端，串聯在零線上，如圖所示。NBF對于三次諧波電流具有很高的阻抗，能夠阻斷三次諧波電流從零線流回變壓器，因此稱為零線諧波電流阻斷器。

我們知道，相線與零線共同構成了三次諧波電流的通路，如果零線阻斷了三次諧波電流，相線上自然就沒有三次諧波電流了。因此，NBF能夠對整個供電系統的３次諧波電流進行控制。

用ＮＢＦ治理零線的３次諧波電流最大的好處是從全系統的角度治理，配電系統上的任何設備都能夠收益。

但是，使用NBF會導致更大的電壓畸變率。這是因為，NBF等效成增加了系統對于三次諧波的阻抗。在第一分冊中我們知道，諧波電壓畸變率是與系統阻抗成正比的。實踐和理論表明，這種電壓畸變對于單相整流電路是沒有害處的。