一、何為3次、5次、7次諧波？

在正常電力系統(tǒng)中，具有線性阻抗變化特性的電氣設(shè)備工作時不會對頻率為50Hz、呈現(xiàn)標準正弦波形的供電電源造成影響。但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，具有非線性阻抗特性的電氣設(shè)備（非線性負荷）越來越多，這些非線性負荷工作時會造成電力系統(tǒng)供電頻率、波形發(fā)生畸變，從中可以分解出不同頻率的正弦波形，被分解出來的非50HZ交流正弦波統(tǒng)稱為諧波（harmonic）。其中頻率為50Hz三倍，即150Hz的諧波稱為3次諧波；頻率為50Hz五倍，即250Hz的諧波稱為5次諧波；頻率為50Hz七倍，即350Hz的諧波稱為7次諧波。

二、燈光產(chǎn)生的諧波有哪些危害？

LED節(jié)能燈、LED顯示屏、充電器、加熱器、變頻器、消毒器、PC終端等采用單相二極管整流方式的非線性負荷在運行時，會產(chǎn)生比較嚴重的奇次諧波電流，其中3次諧波最大，為主要諧波成分，5次、7次、11次等諧波也明顯偏高，但3次諧波電流不僅不能像基波及5次、7次、11次等其他頻次諧波電流那樣在零線上進行矢量抵消掉絕大部分，而是以360度矢量角完全疊加到零線上，導致零線上3次諧波電流為相線上的3倍左右；因此當單相整流負載產(chǎn)生的3次諧波電流含量達到35%以上時，零線電流就會異常增高超過相線電流。

廣東某陶瓷生產(chǎn)車間布置的大量LED燈

很多情況下零線電流異常增高到相線電流的2倍左右，給低壓配電系統(tǒng)造成了極大危害，主要包括四方面：

A、零線過流：導致電纜發(fā)熱老化斷裂，燒壞用電設(shè)備，誘發(fā)難以防控的火災隱患；

B、配電保護異常跳閘：即使線路上的負荷沒有達到配電設(shè)計值，也會出現(xiàn)零序保護跳閘；

C、變壓器過溫：大量零線諧波電流回流到變壓器，導致變壓器發(fā)熱升溫、噪聲增大；

D、電能浪費：配電系統(tǒng)中的3次諧波電流會直接增加負載設(shè)備與供電設(shè)備的電能消耗。

三、為何3次諧波會如此之大？

在正常的三相四線制配電系統(tǒng)中，假設(shè)三相負荷平衡，零線中的電流應該很小。但是某建筑物四周的廣告燈箱，采用電子鎮(zhèn)流器的熒光燈照明；三相線路的負荷均衡，每相電流大約為60A，但是零線電流達到90A，這是為什么呢？

答：這是由于整流電路導致的。

當相線的電流波形為正弦波時，如果它們相差120，并且幅度相同，在零線上矢量疊加的結(jié)果是總和為0；但是如果相線上的電流是脈沖狀的，并且相差120，則他們在中線上會疊加；零線上的脈沖電流是相互錯開的，無法抵消；數(shù)一下零線上的脈沖電流個數(shù)，在一個周期內(nèi)有三個，因此零線上的電流是各相線電流的總和。

如今電氣負荷大多數(shù)為整流電路負載，因此即使三相負荷平衡，零線上也會有較大的電流。零線電流過大的危害主要有兩個方面的原因：

A、 零線的截面積并不比相線大，超過相線的電流必然會導致零線過熱；

B、 零線上沒有保險裝置，不能像相線那樣在過流的清況下自動斷開。

瀚爾爵HDA-UPQS產(chǎn)品的相線、零線的銅牌截面積對比

四、如何治理三次諧波？

3次諧波電流之所以危害很大，是因為3次諧波電流在中線上疊加，會導致中線電流過大，從而造成火災隱患。如今，大部分單相負荷都是以整流器為輸入電路的設(shè)備，小到手機充電器，大到變頻器等功率驅(qū)動設(shè)備，3次諧波的問題迅速顯現(xiàn)。近幾年，許多商場對于零線電流值有店鋪工程驗收指標值，因此零線電流治理勢在必行。

在配電柜的母線上安裝中線安防保護器HDA-SNP70-0.4/B、終端電氣綜合治理保護系統(tǒng)HDA-NTPS、有源濾波器HDA-APF-100/400H-4LM是解決這類問題的理想方法。設(shè)備根據(jù)檢測到相線上的諧波電流，向相線注入相位相反的諧波電流，以消除母線上的諧波電流。需要注意的是，設(shè)備的作用是保證濾波器的上游滿足諧波要求，因此在安裝時要選擇合理的安裝位置，避免濾波器的下游殘留諧波造成危害。