关于中性线问题的讨论(090330添加)-2009-03-30-12-44-06-343

双电源切换开关中中性线转换方式的探讨一、选用3极切换还是4极切换1、《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-2008）7.5.3条款规定“TN-C-S,TN-S系统中的电源转换开关,应该采用切断相导体和中性线导体的四极开关。”

2、浙江电网用户不并网自备发电机管理办法----（浙电营2004-1094号）2、不并网自备发电机与电网电源之间必须正确装设切换装置和可靠的联锁装置，确保在任何情况下，不并网自备发电机均无法向电网倒送电。（1）不并网自备发电机与电网电源必须采用“先断后通”的切换方式；（2）用户所有用电负荷应同步切换，一般三相可采用四极双投刀闸，单相采用二极双投刀闸。3、自动转换开关电器ATSE设计应用导则----(全国智能建筑技术情报网/中国建筑设计研究院机电院/2006年3月11日):

1.16三相四线制（0.4/0.23kV）电力系统中ATSE极数的选用原则：1.16.1同一接地系统中，带漏电保护的两个电源回路下级的ATSE，三相四线供电应采用四极ATSE，单相供电应采用两极ATSE。1.16.2两种不同接地系统（包括两个不同中性线接地点的TN-S系统）间电源转换的ATSE，三相四线供电应采用四极ATSE，单相供电应采用两极ATSE。1.16.3正常供电电源与备用发电机之间，当采用不同的接地方式时其转换开关应采用四极ATSE。结论：必须采用4极切换

二、常见的两种切换方式一）、普通4极切换开关二）、采用带重叠中性线触点转换开关

三、普通4极切换开关存在的问题一）由于ATS需要带载切换，实际使用中切换瞬间会由于相线与零线灭弧时间不同步，导致零线瞬时开路，相线自成回路，严重时可以导致单相负载因电压瞬间升高而烧毁。

不平衡负载不平衡负载二）对于UPS负载UPS通过逆变器向负载供电UPS输出的中性线同输入中性线直通，通过电源（变压器或发电机）的中性线接地如果UPS输入电源在市电和发电机之间切换时，引起UPS输入中性线断开，导致UPS负载侧的中性线不接地，导致零位漂移，损坏负载。典型UPS框图

由于输入中性线的瞬间断开，UPS负载侧将引起中性线不接地，在UPS负载不平衡的情况下，造成严重的零点漂移，有可能造成一系列严重后果。包括：1、零地电压过高可以引起硬件损坏。一般情况之下，零地电压值不能超过2V。2、引发控制信号的误动作，造成设备的误启动和误关机。3、造成误码率上升，丢包率增加，造成通信缓慢，传输速率下降。影响通信质量，延误或阻止通信的正常进行。

四、带重叠中性触点转换开关的工作方式中性线重叠转换在非转换期，ATS是4极开关，两输入电源完全分离（相线和中性线）中性线重叠转换转换时：N线动触头先转换，接触到另一电源的N线并保持连接两电源N线；相线动触头是“先分后合”的转换至另一侧电源；负载N线同时接两电源的N线。中性线重叠转换此时ATS是4极开关：相线完全转换到备用电源，N线也与主用电源分离并只接备用电源。

ASCO重迭切换第四极(中性极)系统可正确侦测接地故障电流进行保护避免接地保护不正常动作解决发电机必须接地问题避免维护人员触电危险切换过程中性线不断电,免除瞬时过高或过低电压对负载之不良影响第四极不需灭弧延长使用寿命UL1008,IEEE,NFPA认证核可之切换中性极最佳解决方案五、对于普通4极切换开关存在的问题的解决办法方法一不理他，继续使用对于一般的小容量的系统或负载性质为一般照明负荷,对中心点漂移带来的电压突变可以承受的设备等等方法二采用所谓的“中性线后分先合”切换方式概念：我们所谓中性线“重叠切换”,是指中性线本身在切换过程中先接通备用侧电源的中性点,然后断开常用电源侧中性线。某些厂牌提出的所谓“中性线后分先合”是指在切换过程中,当ATS离开常用电源侧时，中性线的动触头相对于相线来说后于相线离开常用侧电源静触头，当ATS合到备用侧电源时，中性线的动触头先于相线合上备用电源侧的静触头。就负载的中性线本身来看，切换是“先断后合”的

方法二解决的问题：从理论上来说，这样可以解决这种切换开关存在的第一个问题，但是他很难保证中性线动作的提前量一定大于相线的拉弧时间。对于第二个UPS负载的问题：还是不能解决方法三对于UPS负载，在UPS输入端或输出端加装隔离变压器，将变压器副边的中性线和地线连接到一起，重新产生一个接地电位基准，构成一个独立系统。安装输出隔离变压器后的UPS系统隔离变压器的优点解决了UPS输入端中性线的悬空给负载带来的冲击隔离变压器的缺点1、投资大大增加：假如一套2000KVA的变电系统，安装4套400KVA的UPS电源系统，需要4套400KVA的隔离变压器，按照300元/KAV估算，需要投资48万，还没有包括由此带来的电缆等材料的增加。2、占用大量珍贵的机房面积。方法四中性线在发电机侧和负载侧进行连接，两路电源为TN-S接地系统，从而保证在转换时中性线不存在断电影响中性线的零位电压且隔离开应急的柴油机电源和市电电源。如图，看起来解决了切换时中性线悬空的问题当ATS合在发电机侧时的接线图

当ATS合在市电侧时----为三极开关，不符合相关规范要求方法五UPS不加装隔离变压器，直接将UPS的输出端的中性线在UPS的输出端进行重复接地。如图：采用方法五后的结果1、不符合《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008)规定：

7.4.35、TN-C、TN-C-S系统中的PEN导体应满足以下要求：

3）TN-C-S系统中的PEN导体从某点分为中性导体和保护导体后就不允许再合并或相互接触。2、不符合电力工业部《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997)的规定：

7.1系统接地型式：1)TN—S系统。整个系统的中性线与保护线是分开的；8.4.3保护接地和功能接地共用接地装置时，应满足保护接地的各项要求。保护中性线应符合下列要求：c)当从装置的任何一点起，中性线及保护线由各自的导线提供时，从该点起不应将两导线连接。

3、不符合《IEEERecommendedPracticeforPoweringandGrou