零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律，即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。

当电路中发生触电或漏电故障时，保护动作，切断电源。

可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。

零序互感器一般是用来检测穿过这只互感器的主电路回路上的“不平衡”电流（漏电流）的，因为在穿过这只互感器的主回路线路上，电流应该是从电源端出来，经过互感器中的一条线路到用电设备（负载），再由负载回来经过穿过互感器的其它线路再回到电源端，这个电流的大小，在经过互感器时应该是“等量”的也就是大小相同，只是方向不同而已。因为大小相同而方向相反的电流在经过互感器一次侧（主电路线路可看作是互感器的一次侧）时，不会在二次侧感应出电流来或者是电信号来（电磁感应由于其大小相同而方向相反而互相抵消），所以在零序互感器上就没有“信号输出”。

如果当主回路线路上的其中有一路线上的电流在从电源端出来后经过了互感器“一次侧”后，不再通过互感器一次侧的其它线路或不完全通过互感器一次侧的其它线路再回到电源端，而是经过其它“通路”回到电源端，那么就会使互感器的二次侧（互感器线圈）感应出这个“经过而不回到”互感器的电流信号（比如象人体触电或设备漏电），而这个信号经过放大后，就可以控制和零序互感器有电气连接的保护设备动作，断开被保护的主回路的电源，保证了人身和设备的安全。

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