造成这种现象的原因是变压器的结构。三相四线制配电系统中的变压器的结构都是Δ/Υ结构。当变压器的负载端有三次谐波电流时，三次谐波电流会耦合到变压器的初级侧。这种结构的变压器不会将三次谐波电流发射到上游电网(这可能是一个优点)，但是，三次谐波电流也并不抵消，而是在变压器的初级Δ绕组中形成环流，这种环流的幅度会很大，从而产生很大的热量。

为了防止变压器的温度过高，很多人采用K因子变压器，这种变压器实际就是一种冗余量很大的变压器，通过增大变压器的容量来降低温度。

欧美国家开始采用消谐波变压器，这是通过消除三次谐波环流来实现的。不仅能够降低变压器的温度，并且具有显著的节能效果。从上图中可以看出，消谐波变压器的温度远低于普通变压器，减少的发热量就是节省的电能。

三次谐波引起零线过热

三次谐波电流引起的另一种典型故障就是零线过热。

图中所示的是开关柜中零线电流过大导致过热的情况。上面的一组是可见光照片，可以看到零线过热的情况。左面的是零线的绝缘层严重老化，右面的是零线的接线铜排严重氧化。这都说明零线处于高温下。

下面的图中，展示了红外线图象。右面的图像为可见光照片，虽然零线仍然完好，但是左面的图像告诉我们，他的温度已经超过了相线。长时间的高温，会加速绝缘层老化。

造成零线过热的原因就是零线电流过大。零线不同于相线，他没有过流保护装置，因此在电流过大的情况下，不会进行保护，只能任凭发热。

变压器过热的情况容易引起维护人员的警觉，并且可以通过增大变压器的容量，或者增加外部散热的方式进行降温。而零线过热的问题往往被维护人员忽略。

电缆过热往往是电气火灾的隐患。因此，对于零线过热的情况必须足够重视。

零线电流过大现象

从上一页，我们观察到了零线过热的现象。零线电流是导致零线过热的原因。实际测量表明，零线电流过大的现象并非罕见。

上图中的数据是在不同的建筑物中测量的结果。其中，建筑物1、4、6中，零线电流已经大大超过了相线电流。

零线电流过大的后果是导致零线温度过高。这实际是三次谐波所导致的。前面我们已经阐述了三次谐波电流的来源，主要是单相整流电路为代表的非线性负荷产生的。现代建筑物中，由于大量使用电子信息设备、节能灯等非线性负荷，会产生很大的3次谐波电流。结果就是导致零线电流过大。

这是一个十分可怕的事实。因为电流流过导体时要产生热量，热量与电流的平方成正比(I2R)，当电流达到相线电流的1.5倍时，零线的发热量会达到相线2.25倍!

另一个可怕的事实是，在一般配电系统中，虽然相线上有过流保护装置，而零线上并没有过流保护装置。过大的电流必然会导致零线过热，酿成火灾隐患。

三次谐波电流在零线上的叠加

我们对零线电流过大的现象已经有了充分的了解。那么，这种现象是怎样形成的呢。传统的电工理论告诉我们，当三相电路的负荷平衡时，零线上的电流为零，或者很小。为什么现在这个理论不对了呢。

这是因为，仅当三条相线上的电流波形为正弦波，并且它们相差120°时，如果三相线上的电流幅度相同，才能保证在零线上矢量叠加的结果是总和为零。