2011年的某一天,一科研单位的配电盘突然起火燃烧,幸亏发现及时没有酿成大祸。但是起火的原因颇令人费解,配电盘内的迹象表明,连接零线的位置有明显高温烧灼的迹象。经过测试,发现三相负荷基本平衡。进一步测量零线的电流,竟达到相线电流的1.7倍左右。这种现象引起了技安人员的关注,经过广泛的调研,最后确认这是谐波电流导致的一种奇怪现象。
谐波电流是电脑等信息设备工作时产生一种有害电流,他们将这种有害电流发射到电网上,导致电网的种种故障,其中导致零线电流过大就是最典型的一个现象。该科研单位刚刚增加了一批电脑,因此引起本文开始描述的现象。
目前,对谐波电流现象的认识还仅限于少数专家的范围,但是由于我国现代化进程过于迅速,电子设备大量应用,谐波电流造成的危害范围已经十分广泛。因此,必须尽快普及相关的知识,避免谐波电流造成更大的危害。
电子设备与谐波电流
不仅信息设备产生谐波电流,任何电子设备都会产生谐波电流。就像各种以燃油为动力的发动机会污染空气一样,任何电子设备工作时,都会产生谐波电流,小到手机的充电器,大到电梯控制器。电子设备是依靠复杂的电子线路工作的,而这些电子线路都是靠直流电来工作的。由于发电厂发出的都是交流电,因此电子设备必须将交流电整流,变换为直流电后才能够使用。整流电路就是产生谐波电流根源。
由于现代社会中电子设备无处不在,因此谐波电流无处不在,谐波电流的危害日益严重,专家们将谐波污染,排在空气污染和水污染之后,称为第三大污染源。这是有道理的,因为电力在现代社会中的作用已经达到不可或缺的程度,电力污染必然给社会带来巨大的影响。带来的最大问题就是谐波污染问题。谐波带来的种种危害中,与我们生活关系最密切的谐波污染现象就是导致电气火灾发生。
近年来电子信息设备普及的如此迅猛,特别是信息设备、大尺寸LED屏、节能灯等,以前所未有的速度普及。以至于由此引起的种种不良后果我们还来不及认识,更谈不上应对。就像城市中的汽车发展速度之快,以至于交通堵塞、空气污染等问题搞得人们猝不及防一样。
谐波污染与电气火灾
90年代,欧美国家开始大量普及信息设备、节电设备,这些设备产生的谐波污染了电网,其中最严重的一个后果就是电气火灾频繁发生。人们经过深入的分析,终于发现了导致这些问题罪魁祸首,是谐波电流!原来,电子设备产生了谐波电流,谐波电流导致电气线路过热,诱发火灾。于是,政府主导编制了对电子设备谐波电流发射的控制标准,这类似于限制汽车的尾气排放。今天,由谐波电流导致的火灾已经鲜有发生。
谐波电流是怎样导致火灾发生的呢?这是由于一个传统电工理论被颠覆引起的。我们知道,在配电系统中有火线和零线两种线路。传统的电工理论认为,当三相负荷平衡时(规范的电