某地新安装了一块LED大屏幕,运行后发现零线很热,达到烫手的程度。经过检查,发现相线电流为260A时,零线电流达到了450A。向大屏幕显示屏的供货商咨询解决的办法,得到的建议是再增加一根零线。增加零线后,零线的温度明显降低,但是发现变压器下端的配电柜频繁跳闸。
某城市新安装了一组LED大屏幕,选用两台1000KVA的变压器供电,发现零线温度很高。经过测量,发现相线电流为900A时,零线电流达到了1500A,变压器下端的配电柜经常跳闸。
零线电流过大原因分析:
现代的大屏幕显示屏一般使用发光二极管阵列,发光二极管采用直流电压驱动。直流电压是通过开关电源获得的,每个开关电源的输入端是整流电路。单相桥式整流电路的谐波电流有3次、5次、7次、9次等,电流的波形和频谱如图1所示。
单相整流器的电流波形
单相整流器的电流频谱
图1 单相整流器的谐波电流波形与频谱
3次谐波电流在零线上是算数叠加的,因此导致零线电流很大、零线过热的现象;开关柜中零线电流过大,导致配电柜经常跳闸,甚至引发火灾。
还需要注意的一点是,交流电流在导体上流动时,有一种物理现象,叫做趋肤效应,或者集肤效应。趋肤效应的意思是,交流电流不是均匀分布在导体中,而是向导体表面集中。交流电的频率越高,这种效应越显著。电流集中在靠近表面的位置,意味着导体的实际截面积减小。因此,当线路中流过谐波电流时,线路对于高次谐波电流呈现出更大的电阻。交流电阻与频率的平方根成正比,因此,一个导体对于3次