原创 老路 闽越电哥

在电力系统中，零序电流和剩余电流是两个重要的概念，在我国现行的电气设计、施工等有关规范都提出了在低压配电线路中必须要设置接地故障保护。按照规范的要求，在三相四线制配电线路的现行施工中，常加装零序电流保护和剩余电流保护两种方式。尽管它们都与不平衡电流有关，但产生的原因、定义和用途却有很大的不同。今天老路就和大家聊聊这个吧！

一、什么是零序电流？

零序电流是一种与电力系统三相电流对称分量相关的电流分量。三相电流可以分解为正序、负序和零序分量，其中零序电流是三相电流的平均分量，具体定义为：I0=(IA+IB+IC)/3,

其中：IA,IB,IC分别是三相电流的瞬时值。而零序电流通常出现在三相系统不平衡或者单相接地故障时。

零序电流的产生的原因：

单相接地故障：在三相四线制系统中，当某一相发生接地故障时，故障点电流将通过接地点流回中性线或大地，形成零序电流。例如，在架空线路中，由于线路绝缘损坏、树木触碰导线等原因，可能导致单相接地故障，从而产生零序电流。

负载不平衡：当三相负载分布不均匀时，三相电流不对称，导致中性线中出现电流。由于中性线通常与大地相连，中性线上的电流就会通过大地形成回路，从而产生零序电流。例如，在居民小区的供电系统中，如果三相用户的用电量差异较大，就会出现三相负载不平衡的情况，进而产生零序电流。

变压器和线路的不对称性： 三相绕组参数不一致：变压器的三相绕组在制造过程中可能存在参数差异，如绕组匝数不同、导线截面积不同、绕组电阻不同等。这些参数差异会导致变压器三相绕组的阻抗不相等，从而使三相电流不平衡，产生零序电流。 另外变压器铁心结构不对称也会影响磁场的分布，导致三相磁通不平衡，进而在绕组中产生不平衡的电流，形成零序电流。

3. 零序电流的影响

零序电流会增加中性线或接地线的电流负荷，可能导致设备发热、损坏。零序电流引起电压不平衡，会造成电压波动，影响用电设备的正常运行。零序电流是单相接地故障的重要特征，可用于故障检测和保护动作。

二、什么是剩余电流？

剩余电流是指电力系统中流入设备的电流与流出设备的电流的差值，即：

Ir=Iin−Iout

通常，剩余电流用于表示设备或系统中的电流泄漏。当系统存在漏电、接地故障或绝缘损坏时，会出现剩余电流。

2. 剩余电流的产生原因

绝缘老化或破损：导线或设备的绝缘性能下降，导致部分电流泄漏至地面，形成剩余电流。

漏电现象：当电气设备接地不良或线路中存在导电物质时，电流会通过泄漏路径流向地面，形成剩余电流。

接地故障：设备发生接地短路时，大量电流通过故障点流入大地，形成明显的剩余电流。

3. 剩余电流的影响：当剩余电流通过人体流入大地时，可能造成人身伤害。

剩余电流可能引发电气设备长期漏电，导致绝缘进一步老化或损坏。进而引发人身和财产安全，持续的剩余电流可能引发设备过热，甚至导致电气火灾。

三、零序电流和剩余电流的区别

尽管零序电流和剩余电流在概念上存在一定的相似性，但它们的定义、产生机制、作用和应用场景有很大的不同。以下是两者的对比分析：

对比项

零序电流

剩余电流

定义

三相电流的平均分量，通常出现在三相系统中性点或接地回路中。

系统流入与流出的电流差值，通常表示系统中的漏电或接地电流。

产生原因

单相接地故障、负载不平衡、变压器或线路不对称等。

绝缘老化、设备漏电、接地故障等导致电流流入大地。

检测方式

通过零序电流互感器检测三相电流的合成分量。

通过剩余电流保护装置（RCD）检测进出电流的差值。

用途

用于电网故障分析，如单相接地故障检测、系统保护等。

用于人身保护、电气设备漏电检测、防火等。

电流流向

流经中性线或接地线，最终流入中性点或大地。

通过漏电流路径流向大地或接地点。

主要影响

引起电网不平衡、电压波动，增加线路负荷和设备损耗。

引发触电风险、电气设备损坏或电气火灾等安全隐患。

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