變壓器電源和自備發(fā)電機電源之間的切換是否需要斷開中性線與許多條件或因素有關，包括兩電源回路的接地系統(tǒng)類別、兩電源回路是否接入同一套低壓配電柜、系統(tǒng)接地的設置方式，電源回路有無裝設RCD或者單相接地故障保護等等，情況較為復雜。為此，IEC標準并未做出明確的規(guī)定。

我們來看如下不同的雙電源配置方案：
1、兩電源安裝在同一場所內，且共用相同的低壓配電柜，則進線回路或者雙電源切換回路應當采用四極開關。
我們看圖1。

圖1 安裝在同一場所內的雙電源互投方案之故障電流

從圖1中，我們看到用電設備的前端安裝了兩只帶RCD保護的三極斷路器QF11和QF21作雙電源互投，我們假定QF11合閘而QF21分斷。我們看到無論是用電設備發(fā)生了單相接地故障還是三相不平衡，單相接地故障電流或者三相不平衡造成的中性線電流均有可能流過QF21回路的N線和PE線。因為QF21的RCD保護作用，QF21處于保護動作狀態(tài)，無法進行有效的合閘。反之亦然。

圖1中從QF21回路的中性線或者PE線流過的電流就是非正規(guī)路徑的中性線電流。非正規(guī)路徑的中性線電流所流經的通路有可能形成包繞環(huán)，包繞環(huán)內產生的磁場將可能對敏感信息設備產生干擾，同時還有可能產生斷路器誤動作。解決的辦法就是將QF11和QF21采用四極開關，切斷故障電流流過的通路。

2、雙路配電變壓器互為備用電源，或者變壓器與柴油發(fā)電機互為備用電源，且變壓器和發(fā)電機的中性點均就近直接接地。若兩套電源共用低壓配電柜，則進線回路應當采用四極開關，如圖2所示。

圖2 在TN-S下進線回路和母聯(lián)回路應當采用四級開關

從圖2中，我們看到低壓配電網為TN-S接地型式，且變壓器的中性點就近接地，從變壓器引三相、N線和PE線到低壓配電柜進線回路中。低壓進線斷路器和母聯(lián)斷路器均為三極開關，進線斷路器配套了單相接地故障保護。正常使用時兩進線斷路器閉合而母聯(lián)打開。

當Ⅰ母線上的用電設備發(fā)生單相接地故障時，我們看到正確的路徑是：用電設備外殼→PE線→PE線和N線的結合點→Ⅰ段N線→Ⅰ段接地故障電流檢測→Ⅰ段變壓器。這條路徑是正確的。

由于N線和PE線結合點的不確定性，例如此點可安裝在兩進線回路的進線處，于是單相接地故障電流的非正規(guī)路徑可能是：用電設備外殼→PE線→Ⅱ段進線PE線和N線結合點→Ⅱ段N線→Ⅱ段接地故障電流檢測→Ⅰ段N線→Ⅰ段接地故障電流檢測→Ⅰ段變壓器。沿著這條路徑流過的電流就是非正規(guī)路徑的中性線電流，它可能引起Ⅱ段進線斷路器跳閘，使得事故擴大化。

解決的辦法就是將低壓進線回路和母聯(lián)回路均采用四極開關，切斷故障電流流過的非正規(guī)路徑，消除事故隱患。同理，若將其中一臺變壓器更換為發(fā)電機，則發(fā)電機的進線斷路器也必須采用四極開關。

結論：當兩套電源同處一室(共地)，且共用同一套低壓配電柜，則低壓配電柜的進線和母聯(lián)回路需要使用四極開關。

3、兩套電源同處一室(共地)，但不共用低壓配電柜，則二級配電設備中的電源轉換開關可采用三極開關，如圖3所示。

圖3 互為備用電源時ATSE可采用三級開關

從圖3中，我們看到變壓器與發(fā)電機在同一座低壓配電所內，但兩者不共用低壓配電柜。

我們看到二級配電設備的斷路器QF11的負載發(fā)生了三相不平衡，于是用電設備的中性線中出現(xiàn)了三相不平衡電流。三相不平衡電流的路徑是：用電設備中性線N極→二級配電設備N線→變壓器配電中性線→變壓器進線回路的接地故障電流檢測→變壓器中性點N。這條路徑是常規(guī)的路徑。

由于ATSE在轉換是單方向的，它只能在變壓器進線和發(fā)電機進線中單選一，因此中性線電流不會出現(xiàn)在非常規(guī)的路徑中。在此情況下，ATSE開關可以使用三極的產品。

昌暉儀表在本文雙電源切換對開關極數(shù)的要求和雙電源切換是否需要斷開中性線的問題做了解讀，今天的知識分享到此結束。歡迎大家繼續(xù)到電工儀表頻道了解電氣行業(yè)常見儀表的選型及使用。