Hola,
en PHP las horas no existen por sí mismas; como todos los tiempos son representados con enteros a partir del Epoch de Unix,
siempre va a haber una fecha metida en la variable. En este caso, al hacer
Código PHP:
$hora1='00:00:20.00';
$timestamp1 = strtotime("$hora1");
$timestamp1 tiene la cantidad de segundos desde el Epoch de Unix, que en tiempo de México fue el 31 de diciembre de 1969 a las 18:00. En pocas palabras, la suma de horas así como la tienes sólo "funcionará" teniendo el servidor en UTC.
Para que funcione el despliegue de sumas, lo más rápido que se me ocurrió fue definir una referencia:
Código PHP:
$minuit = strtotime("00:00:00.00");
$hora1='00:00:20.00';
$timestamp1 = strtotime($hora1)-$minuit;
$hora2='00:00:40.00';
$timestamp2 = strtotime($hora2)-$minuit;
$SUMA=$timestamp1+$timestamp2+$minuit;
echo date("H:i:s",$SUMA);
Si tienes motor de bases de datos, yo creo es más fácil sumar horas, sin fecha, ahí.
saludos