本發(fā)明涉及濾波器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是對一種用電系統(tǒng)中串聯(lián)相線的零線電流濾波器，以及該濾濾器在用電設(shè)備上的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，大量的非線性負(fù)載，特別是越來越多的采用電力電子技術(shù)的用電負(fù)荷急劇增加，加上沒有合理的分配用電設(shè)備，由此產(chǎn)生大量的零線電流、三次諧波電流及零序電流存在系統(tǒng)的中性線，回饋到供電系統(tǒng)。在三相四線電力系統(tǒng)中，如大型商場的熒光燈、節(jié)能燈及其大型顯示屏幕等非線性負(fù)荷產(chǎn)生大量的三次諧波電流，如果三次諧波回饋到供電系統(tǒng)中，在中性線（零線）進(jìn)行疊加，使供配電線路的變壓器以及系統(tǒng)中的零線異常發(fā)熱，導(dǎo)致以下一系列的影響：(1)、三次諧波電流將增加變壓器的損耗，長期運(yùn)行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件溫升增高，可能造成燒毀變壓器的嚴(yán)重后果；(2)、國內(nèi)普遍選取中性線導(dǎo)體的截面積是相線的50%，三次諧波電流的疊加將引起中性線的發(fā)熱，增加線路損耗，加速絕緣老化，減少使用壽命，嚴(yán)重時引起火災(zāi)；(3)、三次諧波對照明光源閃爍而損壞，圖像顯示設(shè)備頻閃，顯示失真，影響正常的工作;(40、現(xiàn)有的零線電流消除器是并聯(lián)的，占用面積較大，且濾波效果低于70%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足供電系統(tǒng)的要求;(5)、并聯(lián)的零線電流吸收器存在體積大，散熱效果差，損耗高，安裝方式有限的問題。

終上所述，系統(tǒng)中的三次諧波及零序電流已經(jīng)影響到設(shè)備運(yùn)行，存在安全隱患，需要有效治理用電系統(tǒng)內(nèi)三次諧波電流、零序電流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)新穎，安裝及接線簡單、且體積小，濾波效果好的串聯(lián)于相線的零線電流濾波器。

本發(fā)明的目的還在于提供一種實(shí)施容易，有效阻擋三次諧波電流、零線電流及零序電流流入，但不影響用電設(shè)備正常運(yùn)行，從而達(dá)到更高的濾波效果的串聯(lián)零線電流濾波器在用電設(shè)備上的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種串聯(lián)零線電流濾波器，包括框架，框架包括中間大鐵芯和兩側(cè)的小鐵芯，其特征是，還包括有三組獨(dú)立的線圈，所述三組獨(dú)立的線圈分別繞設(shè)在中間大鐵芯上，且每組線圈的兩端分別作為該組線圈的進(jìn)線端和出線端、并分別延伸出框架外，所述框架近呈方形，方形框架的周邊設(shè)置有方便安裝的固定件；此款串聯(lián)零線電流濾波器，通過在中間大鐵芯上繞設(shè)三組獨(dú)立的線圈，并通過各組線圈兩端的進(jìn)線端和出線端分別連接三相輸入電源和用電設(shè)備電源輸入端，使中間大鐵芯產(chǎn)生的磁場通過兩側(cè)小鐵芯形成閉合循環(huán)磁路，當(dāng)零線電流、零序電流以及三次諧波電流通過中間大鐵芯時，中間大鐵芯與兩側(cè)小鐵芯形成閉合回路，形成一個很大的零序電流以及三次諧波電流的阻抗，使其不能通過，以達(dá)到濾除諧波的效果；而且，由于框架近似方形，且周邊設(shè)置有方便安裝的固定件，這種方形框架方便多個不同角度固定，如：水平或倒放固定，其安裝起來極為方便，且各組線圈均繞設(shè)在同一中間大鐵芯上，使其整體體積較小，并配合其進(jìn)線端和出線端的接線方式，其接線也極為簡單、快捷，整個結(jié)構(gòu)新穎。

進(jìn)一步地，所述方形框架前側(cè)和后側(cè)的四個角位位置分別設(shè)置有形狀對稱、大小相同的所述固定件，固定件上開有安裝孔，這種方形框架，配合四個角位形狀對稱、大小相同的固定件，使濾波器在多個不同角度，都能安裝和固定，方便了不同用戶的使用。

進(jìn)一步地，所述固定件的橫截面近似“7”字形，“7”字形的固定件包括橫片段和豎片段，橫片段和豎片段均開有所述安裝孔，這種“7”字形的固定件，利用其橫片段和豎片段上的安裝孔，方便與外部的連接固定。

進(jìn)一步地，所述小鐵芯的體積是中間大鐵芯體積的一半，且小鐵芯的高度與中間大鐵芯高度相同，小鐵芯的寬度為中間大鐵芯寬度的一半；這既符合材料成本的控制，又滿足絕緣等級的溫升要求，中間鐵芯與兩側(cè)小鐵芯形成磁路，使得中間大鐵芯內(nèi)的磁通以相同的量向兩側(cè)小鐵芯循環(huán)，且中間大鐵芯的熱量向兩側(cè)小鐵芯散發(fā)，增加散熱面積，溫升符合要求。

進(jìn)一步地，所述中間大鐵芯與兩側(cè)小鐵芯之間的間距相等，其效果更好。

進(jìn)一步地，所述三組獨(dú)立的線圈按先后順序分別繞設(shè)在中間大鐵芯上的第一線圈層、第二線圈層和第三線圈層，以使中間大鐵芯上形成內(nèi)、中、外三層線圈層；這種繞線方式，形成三相的電流將會形成環(huán)流，通過電磁感應(yīng)定律（右手螺旋定律），環(huán)流產(chǎn)生的磁場存在中間大鐵芯，而三相的零序電流以及三次諧波電流也由此形成磁場，存在中間大鐵芯內(nèi)，形成很大的阻抗，使得三相的零線電流、零序電流以及三次諧波電流流入裝置。

進(jìn)一步地，所述各組線圈的進(jìn)線端和出線端上分別設(shè)置有接線端口，接線端口上設(shè)置有標(biāo)識，方便接線。

進(jìn)一步地，所述框架包括均為正方形的底板和面板，中間大鐵芯和兩側(cè)的小鐵芯分別固定在底板和面板之間，以便框架安裝靈活，多樣。

本發(fā)明的另一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種串聯(lián)零線電流濾波器在用電設(shè)備上的應(yīng)用，其特征是，所述濾波器的三組進(jìn)線端和三組出線端分別與三相輸入電源和用電設(shè)備電源輸入端連接，以使濾波器串聯(lián)在三相輸入電源與用電設(shè)備之間，從而形成相當(dāng)大的阻抗，阻擋零序電流以及三次諧波電流，以達(dá)到濾波效果；此款濾波器在用電設(shè)備上的應(yīng)用，通過將濾波器上的進(jìn)線端和出線端分別與三相輸入電源和用電設(shè)備電源輸入端連接，即可實(shí)現(xiàn)本專利之目的，其實(shí)施容易，連接方便、靈活。

進(jìn)一步地，所述濾波器與三相輸入電源之間還增設(shè)有三相開關(guān)，以便控制濾波器工作。

進(jìn)一步地，串聯(lián)于相線的零線電流濾波器，濾波（電抗）器的中間大鐵芯大，兩側(cè)小鐵芯小的組裝結(jié)構(gòu)，符合電抗器運(yùn)行特性，且滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，符合絕緣等級的溫升要求等，再有濾波（電抗）器的繞線（三組獨(dú)立的線圈）是按順序繞設(shè)，其繞設(shè)順序以第一線圈層→第二線圈層→第三線圈層，以使中間大鐵芯上形成內(nèi)、中、外三層線圈層；再有，濾波電抗器的繞線方式使得進(jìn)線端與出線端可以相互交換，方便現(xiàn)場的施工人員安裝，再有濾波電抗器的安裝結(jié)構(gòu)以正方形的形狀結(jié)構(gòu)為底，上端及下端的安裝孔是一致的，倒著固定及臥著固定也是一致的，方便現(xiàn)場的施工人員安裝，再有結(jié)構(gòu)的特殊性使得串聯(lián)零序?yàn)V波器形成一個只針對三次諧波電流、零線電流及零序電流的阻抗，使得濾波效果達(dá)到97%且不影響設(shè)備的正常運(yùn)行，再有串聯(lián)型零線電流吸收器的整體結(jié)構(gòu)是合理。

本發(fā)明的有益效果如下：

（1）此款串聯(lián)零線電流濾波器，通過在中間大鐵芯上繞設(shè)三組獨(dú)立的線圈，并通過各組線圈兩端的進(jìn)線端和出線端分別連接三相輸入電源和用電設(shè)備電源輸入端，使中間大鐵芯產(chǎn)生的磁場通過兩側(cè)小鐵芯形成閉合循環(huán)磁路，當(dāng)零線電流、零序電流以及三次諧波電流通過中間大鐵芯時，中間大鐵芯與兩側(cè)小鐵芯形成閉合回路，形成一個很大的零序電流以及三次諧波電流的阻抗，使其不能通過，以達(dá)到濾除諧波的效果；而且，由于框架近似方形，且周邊設(shè)置有方便安裝的固定件，這種方形框架方便多個不同角度固定，如：水平或倒放固定，其安裝起來極為方便，且各組線圈均繞設(shè)在同一中間大鐵芯上，使其整體體積較小，并配合其進(jìn)線端和出線端的接線方式，其接線也極為簡單、快捷，整個結(jié)構(gòu)新穎。

（2）再有，此款濾波器，通過中間大鐵芯、兩側(cè)小鐵芯，且兩側(cè)小鐵芯的體積是中間大鐵芯體積一半的結(jié)構(gòu)，使得電抗器成本大大的降低，加工安裝方面一目了然，提高生產(chǎn)效益。

（3）另，串聯(lián)零線電流濾波器的繞線方式，是以三條相線按順序同繞在中間大鐵芯上，這新穎的結(jié)構(gòu)使得濾波效果大大提升的同時也加快鐵芯繞線的速度；當(dāng)三相的三次諧波及零序電流通過同一鐵芯時，在鐵芯內(nèi)部形成相當(dāng)大的阻抗來阻擋諧波電流的流入，使得濾波效果可達(dá)97%以上，再有在中間大鐵芯繞線時，當(dāng)?shù)谝粚泳€圈層繞完后，延長一部分出線，稍微反方向折，然后再繞第二層線圈層，當(dāng)?shù)诙泳€圈層繞完后，延長一部分出線，稍微反方向折，繼續(xù)繞第三層線圈層，當(dāng)線圈繞完后，把剛才反方向折的地方剪短，三層線圈層的兩邊就形成三進(jìn)（a、b、c）三出（x、y、z）的端子頭，這樣的繞線方式有利于加快生產(chǎn)進(jìn)度，提高生產(chǎn)效率；再有就是兩側(cè)的線圈引出的端子均互換為進(jìn)線端或出線端，方便現(xiàn)場工作人員的安裝。

（4）串聯(lián)零線電流濾波器以正方體的結(jié)構(gòu)，因?qū)Π惭b方面也有很大的優(yōu)勢，濾波（電抗器）的上下固定安裝件均提供大小相等，尺寸相同的固定孔，使得濾波器可以倒著安裝（頂部安裝在底），也可以臥著安裝（側(cè)面安裝在底），多種的安裝方式滿足現(xiàn)場各種不同的安裝需求。

（5）此款濾波器在用電設(shè)備上的應(yīng)用，通過將濾波器上的進(jìn)線端和出線端分別與三相輸入電源和用電設(shè)備電源輸入端連接，即可實(shí)現(xiàn)本專利之目的，其實(shí)施容易，連接方便、靈活。

附圖說明

圖1是本發(fā)明串聯(lián)零線電流濾波器的框架示意圖。

圖2是本發(fā)明串聯(lián)零線電流濾波器（已繞設(shè)線圈）的立體圖。

圖3是本發(fā)明串聯(lián)零線電流濾波器的工作原理圖。

圖4是本發(fā)明串聯(lián)零線電流濾波器另一方向的工作原理圖。

圖5是本發(fā)明的串聯(lián)零線電流濾波器的電氣接線原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。

如圖1至圖5圖所示，一種串聯(lián)零線電流濾波器，包括方形框架10，框架10也可以是近似方形，所述框架10包括中間大鐵芯1和兩側(cè)的小鐵芯2，其特征是，還包括有三組獨(dú)立的線圈，所述三組獨(dú)立的線圈分別繞設(shè)在中間大鐵芯1上，且每組線圈的兩端分別作為該組線圈的進(jìn)線端6和出線端7、并分別延伸出框架10外，方形框架10的周邊設(shè)置有方便安裝的固定件8，本實(shí)施例中，所述方形框架10前側(cè)和后側(cè)的四個角位位置分別設(shè)置有形狀對稱、大小相同的所述固定件8，固定件8上開有安裝孔83。

圖中所示，所述固定件8的橫截面近似“7”字形，“7”字形的固定件8包括橫片段81和豎片段82，橫片段81和豎片段82均開有所述安裝孔83。

本實(shí)施例中，所述小鐵芯2的體積是中間大鐵芯1體積的一半，且小鐵芯2的高度與中間大鐵芯1高度相同，小鐵芯2的寬度為中間大鐵芯1寬度的一半，中間大鐵芯1與兩側(cè)小鐵芯2之間的間距相等。

所述各組線圈的進(jìn)線端6和出線端7上分別設(shè)置有接線端口11，接線端口11上設(shè)置有標(biāo)識12，用戶可通過標(biāo)識，方便與外部接線。

所述框架10包括均為正方形的底板1001和面板1002，中間大鐵芯1和兩側(cè)的小鐵芯2分別固定在底板1001和面板1002之間。

本發(fā)明，還公開一種串聯(lián)零線電流濾波器在用電設(shè)備上的應(yīng)用，其特征是，所述濾波器1000的三組進(jìn)線端6和三組出線端7分別與三相輸入電源a、b、c和用電設(shè)備13電源輸入端連接，以使濾波器串聯(lián)在三相輸入電源a、b、c與用電設(shè)備13之間，從而形成相當(dāng)大的阻抗，阻擋零序電流以及三次諧波電流，以達(dá)到濾波效果.

作為更佳的實(shí)施例，所述濾波器1000與三相輸入電源a、b、c之間還增設(shè)有三相開關(guān)14，方便用戶通過三相開關(guān)14控制濾波器1000工作。

見圖2所示，中間大鐵芯1與兩側(cè)的小鐵芯2，以及面板1002和底板1001組合成串聯(lián)型零線電流吸收器鐵芯框架1000，其中，中間大鐵芯1的寬度是兩側(cè)小鐵芯2的2倍，組合起來形成圖中所示的磁路9，中間大鐵芯1產(chǎn)生的磁場通過兩邊的小鐵芯2形成閉合循環(huán)的磁路9，當(dāng)零線電流、零序電流以及三次諧波電流11通過中間大鐵芯1時，中間大鐵芯與兩側(cè)小鐵芯2形成閉合回路，形成一個很大的零序電流以及三次諧波電流11的阻抗，使其不能通過，以達(dá)到濾除諧波的效果。

又見圖3和圖4所示，三組獨(dú)立的線圈（即：三相的線圈）均繞在中間大鐵芯1上，所述三組獨(dú)立的線圈按先后順序分別繞設(shè)在中間大鐵芯1上的第一線圈層3、第二線圈層4和第三線圈層5，以使中間大鐵芯1上形成內(nèi)、中、外三層線圈層，這種特殊的繞線方式，三相的電流將會形成環(huán)流10-1，通過電磁感應(yīng)定律（右手螺旋定律），環(huán)流產(chǎn)生的磁場存在中間大鐵芯1，而三相的零序電流以及三次諧波電流11也由此形成磁場，存在中間大鐵芯1內(nèi)，結(jié)合與圖2所示磁路9形成閉合磁路，形成很大的阻抗，使得三相的零線電流、零序電流以及三次諧波電流流入裝置。

三組獨(dú)立的線圈均繞在中間大鐵芯1后，分別引出三相進(jìn)線端6與三相出線端7，由于三組獨(dú)立的線圈分別繞在中間大鐵芯1上，產(chǎn)生的環(huán)流方向、磁路方向，以及磁阻均以電流流進(jìn)方向改變而改變，但是不影響串聯(lián)型零線電流吸收器的濾波效果，所以三相進(jìn)線端6與三相出線端7均可以反向接線，即：三相進(jìn)線端6可以更改為出線端7，而三相出線端7可以更改為進(jìn)線端6，這樣接線方式滿足客戶不同的接線要求。

串聯(lián)零線電流濾波器（即：串聯(lián)零線電流吸收器）是通過固定件8固定，由于串聯(lián)型零線電流吸收器的結(jié)構(gòu)為正方體，所以把固定件8改成“7”字型的樣式，增加多種固定方式，使得串聯(lián)型零線電流吸收器可以水平固定，也可以倒放固定，結(jié)合附圖所示的進(jìn)出線方式，使得串聯(lián)型零線電流吸收器有多種固定方式，更加滿足客戶不同的安裝要求。

最后，見圖5所示，圖中為串聯(lián)型零線電流吸收器的一次系統(tǒng)圖（電氣接線原理圖），串聯(lián)型零線電流吸收器串聯(lián)在三相輸入電源a、b、c（即：用電系統(tǒng)）與用電設(shè)備13之間，由于串聯(lián)型零線電流吸收器結(jié)構(gòu)特殊性，使之成為一個針對三次零線電流及零序電流的大阻抗，阻擋三次諧波電流、零線電流及零序電流11流入，但允許其他電流流進(jìn)，不影響用電設(shè)備13的正常運(yùn)行，從而達(dá)到更高的濾波效果。