2012年7月的一天,航天科工集团706所电磁兼容技术中心接到一个求援电话,是某商场的一个电工打来的。从电话中得知,该商场刚刚实施完一项节电改造工程,将原来的老式照明设备更换成了现代节能灯,但是遇到了一个奇怪的现象。这就是,建筑物中的零线发热严重。经过测试,发现零线电流接近相线电流的2倍。他们从网上得知这是谐波电流导致的后果,得知706所电磁兼容技术中心在处理谐波电流方面技术先进,因此才打来了求援电话。
节能灯产生的不良后果
现代节能灯体积小,亮度高,发光效率高,是理想的光源。国家已经制定了政策,要在2014年彻底淘汰传统的白炽灯,取而代之的是高效的节能灯。
节能灯与传统的荧光灯不同。传统的荧光灯是利用50Hz的电流激发气体发光,这种发光方式效率较低。人们发现,当电流的频率达到10kHz以上时,气体的发光效率很高。节能灯就是利用高频电流发光的设备。
节能灯的工作原理是,50Hz的电压先由整流电路变换成直流电,然后用逆变电路将直流电变换成10kHz以上的高频电,用来激发气体发光。节能灯中的整流电路工作时会产生谐波电流,这如同汽车发动时会产生尾气。
谐波电流在电气线路上流动,会导致很多危害,其中一个危害就是导致零线电流过大。传统电工理论认为,当三相负荷平衡时,零线上的电流为零。“零线”这个术语大概就是由此而来吧。因此,传统上,在电气施工时,会减小零线的截面积。但是,当电气负荷为现代电子设备时,这个理论被彻底颠覆了。当负荷为电子设备时,“即使三相负荷平衡,零线上的电流也不为零,而是会达到相线电流的2倍”。
这是一个惊人的结论。因为零线上有过大的电流会导致零线导体过热。从基本的物理知识,我们知道,当导体上的电流达到原来电流的2倍时,导体发热量是原来的4倍!这就是为甚么更换了节能灯后,出现零线过热的原因。
谐波电流是定时炸弹
谐波电流最大的危害是导致线