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LED顯示屏諧波治理對策

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專家講堂3

由于LED顯示屏大量安裝，導致顯示屏產(chǎn)生了大量的諧波，引發(fā)了零線過熱、跳閘等故障現(xiàn)象。那么LED顯示屏的諧波治理方案方法該是怎樣的呢？

圖1 LED顯示屏

LED顯示屏諧波問題——零線電流過大

實際上，不僅LED顯示屏會有這個問題，一些采用電子鎮(zhèn)流器的廣告燈箱也會有類似的問題。之所以有這種問題，是因為LED顯示屏的電源是開關(guān)電源。開關(guān)電源的輸入端是整流電路，因此是典型的諧波源。單相橋式整流電路的諧波電流有3次、5次、7次、9次等。

3次諧波電流在零線上是算數(shù)疊加的，有效值是相線電流的1.73倍。由于在布線時，零線的截面積與相線的截面積相同，因此當相線達到額定電流時，零線上的電流會超過額定電流值，導致零線過熱。
需要注意的一點是，交流電流在導體上流動時，有一種物理現(xiàn)象，叫做趨膚效應，或者集膚效應。趨膚效應的意思是，交流電流不是均勻分布在導體中，而是向?qū)w表面集中。交流電的頻率越高，這種效應越顯著。電流集中在靠近表面的位置，意味著導體的實際截面積減小。因此，當零線中流過3次諧波電流時，零線對于3次諧波電流呈現(xiàn)出更大的電阻。
交流電阻與頻率的平方根成正比，因此，一個導體對于3次諧波電流的電阻是基波電流電阻的1.7倍。按照功率P=I2R計算，同樣幅度的3次諧波電流的發(fā)熱量是基波電流發(fā)熱量的1.7倍。這更加劇了零線的過熱。
我們知道，當電流流過導體時，會導致導體發(fā)熱，發(fā)熱量與導體的電阻成正比，與流過導體的電流的平方成正比。因此，如果零線與相線的截面積相同，當零線電流達到相線電流的2倍時，則零線發(fā)熱量是相線的4倍。如果零線的截面積是相線的1/3，零線的電阻是相線的3倍，當零線電流達到相線電流的2 倍時，則零線的發(fā)熱量是相線的12 倍!
通過上面的分析，我們知道，當零線上的電流超過相線電流時，必然會導致零線過熱，可能引發(fā)火災。

零線電流過大是一個嚴重的火災隱患，因為零線上沒有過流保護裝置，不象相線上有保險等裝置，當電流過大時，切斷電流。當電流過大時，只能任其溫度升高，加速電纜老化，甚至引起火災。

LED顯示屏治理對策
針對性的LED諧波治理方案方法，就是在LED顯示屏的電源輸入端零線上安裝LB3NBF系列三次諧波電流零線濾波器。它是專為各類單相整流電路引起三次諧波過大和零線電流過高而開發(fā)的專用濾波器，能夠?qū)?次諧波電流和零線電流消除掉90%以上，從根源上消除三次諧波引起的零線電流過大等相關(guān)故障隱患。

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