一、何为3次、5次、7次谐波？

在正常电力系统中，具有线性阻抗变化特性的电气设备工作时不会对频率为50Hz、呈现标准正弦波形的供电电源造成影响。但随着电力电子技术的发展，具有非线性阻抗特性的电气设备（非线性负荷）越来越多，这些非线性负荷工作时会造成电力系统供电频率、波形发生畸变，从中可以分解出不同频率的正弦波形，被分解出来的非50HZ交流正弦波统称为谐波（harmonic）。其中频率为50Hz三倍，即150Hz的谐波称为3次谐波；频率为50Hz五倍，即250Hz的谐波称为5次谐波；频率为50Hz七倍，即350Hz的谐波称为7次谐波。

二、灯光产生的谐波有哪些危害？

LED节能灯、LED显示屏、充电器、加热器、变频器、消毒器、PC终端等采用单相二极管整流方式的非线性负荷在运行时，会产生比较严重的奇次谐波电流，其中3次谐波最大，为主要谐波成分，5次、7次、11次等谐波也明显偏高，但3次谐波电流不仅不能像基波及5次、7次、11次等其他频次谐波电流那样在零线上进行矢量抵消掉绝大部分，而是以360度矢量角完全叠加到零线上，导致零线上3次谐波电流为相线上的3倍左右；因此当单相整流负载产生的3次谐波电流含量达到35%以上时，零线电流就会异常增高超过相线电流。

广东某陶瓷生产车间布置的大量LED灯

很多情况下零线电流异常增高到相线电流的2倍左右，给低压配电系统造成了极大危害，主要包括四方面：

A、零线过流：导致电缆发热老化断裂，烧坏用电设备，诱发难以防控的火灾隐患；

B、配电保护异常跳闸：即使线路上的负荷没有达到配电设计值，也会出现零序保护跳闸；

C、变压器过温：大量零线谐波电流回流到变压器，导致变压器发热升温、噪声增大；

D、电能浪费：配电系统中的3次谐波电流会直接增加负载设备与供电设备的电能消耗。

三、为何3次谐波会如此之大？

在正常的三相四线制配电系统中，假设三相负荷平衡，零线中的电流应该很小。但是某建筑物四周的广告灯箱，采用电子镇流器的荧光灯照明；三相线路的负荷均衡，每相电流大约为60A，但是零线电流达到90A，这是为什么呢？

答：这是由于整流电路导致的。

当相线的电流波形为正弦波时，如果它们相差120，并且幅度相同，在零线上矢量叠加的结果是总和为0；但是如果相线上的电流是脉冲状的，并且相差120，则他们在中线上会叠加；零线上的脉冲电流是相互错开的，无法抵消；数一下零线上的脉冲电流个数，在一个周期内有三个，因此零线上的电流是各相线电流的总和。

如今电气负荷大多数为整流电路负载，因此即使三相负荷平衡，零线上也会有较大的电流。零线电流过大的危害主要有两个方面的原因：

A、 零线的截面积并不比相线大，超过相线的电流必然会导致零线过热；

B、 零线上没有保险装置，不能像相线那样在过流的清况下自动断开。

瀚尔爵HDA-UPQS产品的相线、零线的铜牌截面积对比

四、如何治理三次谐波？

3次谐波电流之所以危害很大，是因为3次谐波电流在中线上叠加，会导致中线电流过大，从而造成火灾隐患。如今，大部分单相负荷都是以整流器为输入电路的设备，小到手机充电器，大到变频器等功率驱动设备，3次谐波的问题迅速显现。近几年，许多商场对于零线电流值有店铺工程验收指标值，因此零线电流治理势在必行。

在配电柜的母线上安装中线安防保护器HDA-SNP70-0.4/B、终端电气综合治理保护系统HDA-NTPS、有源滤波器HDA-APF-100/400H-4LM是解决这类问题的理想方法。设备根据检测到相线上的谐波电流，向相线注入相位相反的谐波电流，以消除母线上的谐波电流。需要注意的是，设备的作用是保证滤波器的上游满足谐波要求，因此在安装时要选择合理的安装位置，避免滤波器的下游残留谐波造成危害。