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LED显示屏的谐波治理方案
- 2019-09-17-

最近,LED显示屏大量安装,很多人咨询LED谐波治理方。显示屏的谐波问题主要导致零线过热、跳闸等故障现象。

实际上,不仅LED显示屏会有这个问题,一些采用电子镇流器的广告灯箱也会有类似的问题。之所以有这种问题,是因为LED显示屏的电源是开关电源。开关电源的输入端是整流电路,因此是典型的谐波源。单相桥式整流电路的谐波电流有3次、5次、7次、9次等,电流的波形和频谱如图1所示。


图1 单相整流器的谐波电流波形与频谱

3次谐波电流在零线上是算数叠加的,有效值是相线电流的1.73倍。由于在布线时,零线的截面积与相线的截面积相同,因此当相线达到额定电流时,零线上的电流会超过额定电流值,导致零线过热。

需要注意的一点是,交流电流在导体上流动时,有一种物理现象,叫做趋肤效应,或者集肤效应。趋肤效应的意思是,交流电流不是均匀分布在导体中,而是向导体表面集中。交流电的频率越高,这种效应越显著。电流集中在靠近表面的位置,意味着导体的实际截面积减小。因此,当零线中流过3次谐波电流时,零线对于3次谐波电流呈现出更大的电阻。

交流电阻与频率的平方根成正比,因此,一个导体对于3次谐波电流的电阻是基波电流电阻的1.7倍。按照功率P=I2R计算,同样幅度的3次谐波电流的发热量是基波电流发热量的1.7倍。这更加剧了零线的过热。

零线电流过大是一个严重的火灾隐患,因为零线上没有过流保护装置,不象相线上有保险等装置,当电流过大时,切断电流。当电流过大时,只能任其温度升高,加速电缆老化,甚至引起火灾。

LED谐波治理方,是在LED显示屏的电源输入端零线上安装三次谐波电流零线滤波器。它是专为各类单相整流电路引起三次谐波过大和零线电流过高而开发的专用滤波器,能够将3次谐波电流和零线电流消除掉90%以上,从根源上消除三次谐波引起的零线电流过大等相关故障隐患。

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