摘要

在現代工業生產中，工業廠房作為核心場所，其電能質量直接關系到生產的穩定性、設備的可靠性以及產品的質量。然而，非線性負載（如LED照明、計算機、UPS）和焊接設備等會產生3,5,7次諧波，諧波電流疊加導致中線電流過大，致導線過熱，加速絕緣老化，甚至引發火災影響變壓器和配電設備的正常運行。通過終端電氣綜合治理裝置——中線安防保護器對線路諧波進行治理，從而降低中線電流對于保障工業生產的高效運行具有重要意義。

N線電流影響

工業廠房的負載特征

在工業廠房中，通常會涉及高新儀器、精密測量設備、開關電源、整流逆變器、UPS/EPS等設備，這些都是較大的諧波源。特別是大量使用開關電源負載和LED燈的場所，由于其負載特性，會產生明顯的3次、5次和7次諧波。其中，3次諧波電流的疊加會導致中線電流過大，可能引發過熱甚至火災風險，因此需要及時采取治理措施，以確保電能質量和設備安全運行。

● 變頻器：將固定頻率的交流電變換成頻率、電壓連續可調的交流電，供給電動機運轉。變頻器是典型的非線性負載，目前，絕大部分變頻器的整流環節都是應用6脈沖整流，所產生的諧波以5次、7次、11次為主。

● 整流器：整流器在工作時，會將輸入的正弦交流電進行 “切割" 和 “變換"，由于其非線性的工作特性，使得輸出的直流電中包含了以5、7次諧波為主的諧波電流。

● 電焊機：利用正負兩極在瞬間短路時產生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料。具有很強的非線性特性，在焊接起弧和焊接過程中，電流變化大，會產生大量諧波，其中以 3 次、5 次、7 次、11 次和 13 次諧波較為突出。

● 計算機及服務器：內部電源采用開關電源技術，其電流與電壓關系呈非線性。計算機在開機、運行不同程序等過程中，會產生一定的諧波電流，且對電源的穩定性和質量要求較高。

● LED燈：需要通過驅動器將交流電轉換為直流電來驅動 LED 芯片發光。LED 燈的驅動器會使其呈現非線性特性，在不同的亮度調節下，電流和功率變化不呈線性關系，可能會產生諧波，影響電網質量。

安科瑞電氣推出的ANSNP系列中線安防保護器，是專為末端配電系統設計的綜合治理裝置，具備以下核心功能：

? 智能治理：實時檢測N線電流；治理3N次諧波與三相不平衡；抑制諧波突變、雜散電流。

? 系統節能：降低線損與集膚效應損耗；延長設備壽命，減少維護成本

? 智能運維：內置Wi-Fi通信；支持手機APP近端監控（目前支持安卓）

具備用戶權限管理與數據加密

?? 產品系列：ANSNP30/50/70/100/150等多規格；支持內置或外置斷路器安裝。

應用案例

案例一

深圳某商業中心主要涉及負載有電梯、LED燈組（數量較多）， LED屏，空調，照明等，導致開關出現溫度異常，N線電流過大的問題，影響了負載的用電安全。現場22個末端治理點位，以某個末端樓層配電間為例進行N線治理測試。

N線產生電流的原因主要有兩方面：

1）A/B/C三相不平衡導致N線上有零序電流的存在；

2）相線3N次諧波電流會在N線上疊加（例：A相上有10A的3次諧波電流，B相上有20A的3次諧波電流，C相上有5A的3次諧波電流，N線上會有10+20+5=35A的諧波電流；同理9次諧波電流、15次諧波電流等都具有相同的特性）。

案例二

江蘇某制造企業由于存在大量的LED照明燈具和可控硅調功器控制的電加熱設備致使產生大量的3次諧波，N線電流最大可達500A左右，線纜和斷路器發熱異常，現場的生產設備受到嚴重影響，生產效率下降。現場18個末端治理點位，以某個末端配電箱為例進行N線治理測試。

現場情況：加熱管投入運行少，功率小，電流小，此時N線電流120A左右；加熱管投入運行多，35%功率運行，N線電流較大，可達480A左右。

設備配置:1臺ANSNP100壁掛模塊

治理效果：

N線電流減小。3次和9諧波電流由治理之前的109.86A和35.66A降低到3.95和3.3A，ANSNP對于N線電流中3次諧波的治理能力補償率在97%及以上，符合前期預期的治理要求；線纜和斷路器的溫度降低

總結

綜上所述，中線安防保護器在工業廠房和現代電力系統中扮演著至關重要的角色。隨著非線性負載的廣泛應用，3次諧波電流疊加導致的中性線電流過載問題日益突出，不僅威脅設備安全，還可能引發火災等嚴重事故，同時造成電能消耗增加、設備故障以及使用壽命縮短等問題，直接和間接的經濟損失相當巨大。中線安防保護器通過實時監測和限制中性線電流，有效解決了這一問題，為電力系統的穩定運行提供了有力保障。