三相平衡時N線上沒有電流,這個觀念要改了

隨著用電設備的進步,一些電工常識也需要更新。最典型的一個情況是,對“三相負荷平衡時,中性線(N)上的電流為零”,這個常識需要重新認識。

細心的電工師傅已經發現,現在很多場合,即使三相負荷平衡,N線上的電流也不會接近零,甚至超過相線的電流。

這是為什麼呢?

這是因為現在的電氣負荷大多以整流電路為主,也就是用電設備首先將交流電變換成直流電,提供給不同的用電設備,小到手機充電器,大到電機驅動器(變頻器),都是這樣。

整流電路為什麼就顛覆了傳統的電工常識呢?

這是因為整流電路工作時,產生諧波電流。電網的工頻頻率50Hz叫基波頻率,諧波電流就是頻率是基波頻率的整倍數的電流。例如,3次諧波電流。就是電流的頻率是150Hz的電流。

“三相負荷平衡時,中性線(N)上的電流為零”這個結論基於三根相線上的電流相位相差120度,這時在N線上的矢量疊加正好為零。就好像三個人用力拉一個物體,如果他們用力的方向相差120度,無論每個人用多大的力氣,這個物體也不會動。我們知道,三相電的每相相差120度,所以,他們疊加後為零。

三相平衡時N線上沒有電流,這個觀念要改了


如果基波電流的相位相差120度,它們的3次諧波電流就相差3倍的120度,也就是360度。相差360度是什麼概念呢,就是它們實際上是同一個方向的。也就是,三條相線上3次諧波電流在N線上算術相加,所以N線上的電流更大了。

所以,當三相負荷相同,N線電流仍然很大,就不要奇怪了。要注意的是,傳統上,我們用較細的導體做N線,今後要用更粗的導體做N線。不然可能是火災的隱患。


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