零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律:流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线路与电气设备正常的情况下,各相电流的矢量和等于零,因此,零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出,执行元件不动作。当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零,故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通,零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作,带动脱扣装置,切换供电网络,达到接地故障保护的目的。
一般可以在三相线路上各装一个电流互感器,或让三相导线一起穿过一零序电流互感器,也可在中性线N上安装一个零序电流互感器,利用其来检测三相的电流矢量和。
三相四线正常工作情况下,三相负载均衡,零线电流理论上为0。
若零线有电流通过,则表示三相负载不均衡,有故障发生。
因此,三相四线中,零序电流互感器只需要监测零线电流,即可判断电路中是否发生故障。
如果三条火线和一条零线一起穿过零序电流互感器,发生接地故障时,四条线的故障电流的矢量和等于零,零序保护不会动作。