在这里说一个误区,那就是很多朋友都觉得当三相四线用于单相回路时,零线的电流是三根火线电流数值相加。其实这是不对的!
当三相四线用于单相回路时,零线电流确实是三相火线电流之和,但不是三根火线电流数值相加。为什么呢?主要是我们还忽略了一个问题,电流是一个除了有大小以外还有方向的物理量。如果三相火线电流大小和方向加起来,那么它的电流是一定等于零线电流的。
各相线路电流分析
这个怎么理解呢?我们来看一下模拟电路:如下图所示,某相电压为220V的三相供电系统,它一共引出四根线A、B、C、N。单相负载R1、R2、R3一端分别接在三相火线上,另外一端接在零线上。
然后我们用示波器来测一下它们三相电流波形图(因为示波器只能测电压波形,所以用电流探针把电流大小按照1:1比例转化成电压波形了),得到结果如图所示:
从上面可以看出:
1. 对于T1时刻,通道A(即A相)的瞬时电流为30.305A,通道B(即B相)的瞬时电流为-11.305A,通道C(即C相)的瞬时电流为-23.624A,通道D(即N线)的瞬时电流为4.623A。
此时,三相火线电流相加总电流为:30.305+(-11.305)+(-23.624)=(-4.624)A,刚好等于零线电流大小。
2. 对于T2时刻,通道A(即A相)的瞬时电流为-20.512A,通道B(即B相)的瞬时电流为38.148A,通道C(即C相)的瞬时电流为-11.118A,通道D(即N线)的瞬时电流为-6.518A。
此时,三相火线电流相加总电流为:(-20.512)+(38.148)+(-11.118)=6.518A,也刚好等于零线电流大小。
总结
从上面波形图可以看出,在三相四线电路中,零线电流大小并不是三相火线电流数值相加,而是三相火线电流矢量和。
当三相平衡时,三相火线电流矢量和为零,零线上没有电流通过;当三相不平衡时,不平衡的电流才通过零线流回电源。正常情况下,零线的电流都不可能超过火线电流。
所以在三相四线电路中,不管用电设备是单相还是三相,零线的截面积完全没有必要大于相线截面积。如果三相四线全部使用220的电,几乎满负荷,等径零线完全能用!