摘要：随着工业生产自动化的不断提高，半导体器件的问世发展，特别是大型可控硅及逆变器等非线性负载的逐步增多，而这些非线性负载能把高次谐波电流注入电网。从而引起电网系统电压和电流波形发生畸变，使电网受到严重污染。
关键词：谐波趋肤效应
　　随着工业生产自动化的不断提高，半导体器件的问世发展，特别是大型可控硅及逆变器等非线性负载的逐步增多，而这些非线性负载能把高次谐波电流注入电网。从而引起电网系统电压和电流波形发生畸变，使电网受到严重污染。　　高次谐波就是频率为基数倍的一系列波的“总汇”。工频系统的二次谐波频率为100hz，三次谐波的频率为150hz，依次类推。电力系统中高次谐波与基波合成的结果是造成电网电压波形畸变的主要因素，高次谐波的畸变次数及振幅值的大小，将决定对电网污染，破坏的程度，及对用电设备的危害大小。高次谐波最主要来源于：个人计算机，各种硅整流设备、含有二极管（电容式）电源设备、电弧炉设备、中频电源设备、各种变频逆变器、斩波器等装置。其中对电网污染最重、对用电设备危害最大的当属可控硅中频电源和炼钢用的电弧炉设备。下面主要讨论高次谐波的危害及预防措施。　　一．高次谐波对各种电气设备的危害：　　非线性负载产生的谐波电流，能够在电力系统的某些设备上明显的反映出来，常见的有变压器和中性线。在电动机、发电机和移相电容器中也有些表现。　　由于电压畸变，所含的高频成份将造成发电、输电、变电、配电和用设备过热、损耗增大、系统过电压、失控等。工频电流在输电导线截面内是均匀分布的，而高频电流则产生严惩的趋肤效应，使导线有效电阻增大。如300mm2导线，通过工频电流时，靠近中心一半工半面积上的电流密度为平均值的90，表面一半面积上为100，这时，电流密度为平均值的90，表面一半面积上为110，这时，电流在导体上的总的损耗为内外两部分之和。　　ii2ri i02r0=((0.9/2)i)2.2r ((1.1/2)i)2.2r=1.01i2r　　随着频率的升高，趋肤效应也越来越加显著，有效电阻也越大。300hz时为1.21倍，420hz时为1.35i2r。由于电流波形畸变，流过导体的电流除基波外，又增加了高次谐波电流分量。接有大量非线性负载的电网损耗将增大，导体发热更加严重，系统用电设备也将工作不稳定等。　　中性线：在三相四线制系统中，中性线将受到接在相电压上的非线性负载的影响。在正常情况下，三相线性负载平衡时，中性线的电流为零。当存在非线性负载时，某些高次谐波即奇次谐波会在中性线里叠加起来。如由三次谐波序列构成的负载电流越来越多时，更多的未被抵消的电流将会在中性线中流动。在这种情况下，中性线的过电流还会在中性线和接地线间产生高于正常的电压迭落。旭果中性线电流特别大，甚至超过其导线额定电流的80，则必须要切除部分次要负载，否则就必须增加中性线的截面积。　　电力线路，当谐波电流通过架空线时，可能产生串联谐振，甚至造成危险的过电压。电力电缆在谐波电压作用下，其绝缘材料会因所含的少量气体电离并经一毓电气、机械、物理和化学变化而加速老化。绝缘强度降低，泄漏电流增大，使寿命缩短。如正常工频电流电压下，寿命为25年，而在含有五次、七次谐波电流电压作用下，寿命仅为9年。谐波的危害可见一般。高