零序電流保護具體應用可在三相線路上各裝一個電流互感器（CT），或讓三相導線一起穿過一零序CT，也可在中性線N上安裝一個零序CT，利用這些C.T來檢測三相的電流矢量和，即零序電流Io，IA+IB+IC=Io，當線路上所接的三相負荷完全平衡時（無接地故障，且不考慮線路、電器設備的泄漏電流），Io=0；當線路上所接的三相負荷不平衡，則Io=IN，此時的零序電流為不平衡電流IN；當某一相發生接地故障時，必然產生一個單相接地故障電流Id，此時檢測到的零序電流IO=IN+Id，是三相不平衡電流與單相接地電流的矢量和。
作用原理
零序電流保護一般適合使用于TN接地系統。因為當發生一相接地時，對TN-S系統Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PE線阻抗ZPE和接觸阻抗Zf，即Zs=Z1+ZPE+Zf；對于TN-C系統，Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PEN線阻抗ZPEN和接觸電阻Zf，即ZS=Z1+ZPEN+Zf；對于TN-C-S系統，Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PEN線阻抗ZPEN，PE線阻抗ZPE和接觸電阻Zf，即ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf，產生的單相接地故障電流Id=220/ZS，明顯大于無故障時的三相不平衡電流，只要整定合適，就可檢測出發生接地故障時的零序電流，以切斷故障回路。而對IT系統，一般均是使用對供電可靠性要求較高、對單相接地不必要立即切斷供電回路、但需發出絕緣破壞監察信號、以維持繼續供電一段時間的工礦企業內的不配出中性線的三相三線配電線路。
當單相接地時，該故障線路上流過的零序電流是全系統非故障系統電容電流之和，因而容易檢測出接地故障電流，故可用零序電流保護裝置來監察相對地第一次接地故障。
TT接地系統常應用于工農業、民用建筑的照明、動力混合供電的三相四線配電系統中，常發現三相不平衡電流較大，當發生一相接地時，Id回路阻抗包括相線阻抗Z1，PE線阻抗ZPE，負載側接地電阻RA和電源側接地電阻RB，接觸阻抗Zf，即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf，接地故障電流Id=220/ZS，由于RA+RB>>Z1+ZPE+Zf，且RA+RB數值一般均較大，很明顯TT系統的故障環路阻抗大，產生的單接故障電流Id，遠遠小于不平衡電流，很難檢測出故障電流，故不適用于TT接地系統。