[实用新型]一种用于零线的谐波电流阻断器

说明书

技术领域

本实用新型涉及线路保护技术领域，尤其涉及一种用于零线的谐波电流阻断器。

背景技术

谐波电流是先进电子设备的必然产物，谐波电流在电气线路上流动，会导致很多危害。最引人关注的危害有三个，第一个是造成火灾的隐患，这是因为谐波电流在电气线路上流动，造成线路过热导致的；第二个是产生较强的电磁场，导致电磁环境恶化，这是因为谐波电流的频率较高，它在电气线路上流动时，更容易产生电磁辐射；第三个是浪费能源，谐波电流在线路上流动会产生额外的热量，这些热量都是要消耗能量的，这就导致有限的电能不能够被充分利用。

传统电工理论认为，当三相负荷平衡时，零线上的电流为零，但现代建筑物的电气负荷中包含了大量的整流电路，尤其是一些给大型负载供电的开关电源，由此带来的问题之一就是零线产生谐波电流。这样不仅会产生电磁辐射，浪费能源，而且电气施工规范规定，零线上不允许安装过流保护装置，当零线电流过大时，甚至超过相线电流时，只能任凭零线过热，从而造成线路老化，并可能诱发火灾发生，给人们的生命财产安全造成重大隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于零线的谐波电流阻断器，它安装简便，无需过多人工操作，可以保护线路，降低损耗，减少辐射，起到综合节能与安全使用的双重效果。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：一种用于零线的谐波电流阻断器，包括阻断器本体、设置在本体内的谐波阻断器、补偿滤波器和嵌于本体表面的电流表，所述阻断器本体外壳为磁屏蔽罩结构。

所述谐波阻断器为LC型三阶高通滤波器。

所述补偿滤波器为有源电力滤波器，包括依次连接的电流运算电路和补偿电流发生电路。

所述磁屏蔽罩为软铁板与铜板的多层冲压制件。

带整流电路的现代化电气负载对于变压器侧相当于一个含高次谐波的电流谐波源，尤其是造成了零线谐波电流的产生，这种谐波电流呈现出非正弦性，根据傅立叶级数的分解，这类谐波电流含有高次谐波,其幅值与谐波次数成反比。按照传统的阻断方法，即加装NBF，虽然能够使电流含有的谐波成分减少，但还存在一定的高次谐波，所以并不能保证谐波危害的完全消除，故而将LC滤波与有源滤波相结合，便能基本消除谐波影响。

本实用新型基于滤波原理,设计了有源滤波与无源滤波的组合装置，使谐波阻断作用明显，同时数字电流表的设置有利于观察与检修，磁屏蔽的引入，也使装置的抗干扰能力增强，值得广泛使用及推广。

附图说明

图1是本实用新型的外观示意图。

图2是本实用新型谐波阻断器的原理电路图。

图3是本实用新型的原理结构图。

图4是本实用新型的有源电力滤波器等效电路图。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示：一种用于零线的谐波电流阻断器，包括阻断器本体、设置在本体内的谐波阻断器、补偿滤波器和嵌于本体表面的电流表，所述谐波阻断器与补偿滤波器并联连接后与电流表串联，所述阻断器本体外壳为磁屏蔽罩结构。

所述谐波阻断器为LC型三阶高通滤波器。

所述补偿滤波器为有源电力滤波器，包括依次连接的电流运算电路和补偿电流发生电路。

所述磁屏蔽罩为软铁板与铜板的多层冲压制件。

本实用新型使用时，先将装置引入待控电路。为防止干扰，可通过独立电源供电，以提供有源滤波需要。

下面以消除零线谐波电流为例介绍使用方法：先将零线在变压器端的地线断开，将接地点从变压器移到配电柜，以消除零线偏离电压，再将装置串联在零线或中性线上。

当零线谐波电流产生时，这种谐波电流呈现出非正弦性，含有5、7、11、13、17、19等次的谐波，谐波电流先通过LC型三阶高通滤波器，所用三阶高通滤波器,取C1=3000F,C2=60mF,R=3kΩ,L=50mH,其中C2与R串联,其串联支路与L并联,并联支路再与C1串联，通过滤波使多次谐波中的低次成分减少。

接着进入有源电力滤波器的电流运算电路，通过对现存高次谐波的比较，计算得出补偿电流的指令信号。运算电路采用的是基于瞬时无功的谐波检测法，即将电流流经电路中低通滤波器的直流分量过滤出，经过反变换得出基波电流，再由总电流减去基波分量，即可得出补偿信号。