变压器中心抽头引出的导线命名和PEN线分离
本帖最后由 DaoDao1997 于 2020-12-18 23:37 编辑建筑电气2016期的《对电源功能接地做法规定的理解》一文中中Fig. 3 Example of earthing system插图疑问。
[*]10/0.4kV变压器二次侧的中心线抽头引出来的导线，已经用红色的框标注，到底是N线还是PEN线？
[*]PEN线的分离有三种示例，对于图4和图5来说，为什么对于单电源TN-C-S供电系统标准图集上往往采用图4来表示PEN线的分离？对于《IEC60364 - 5 - 54》来说只告诉了设计人员怎么分离PEN线，而没有告诉这三个示例和配电系统的关系，比如多电源供电系统，变压器不能直接接地，变压器的中性点或发电机的星形点之间相互连接的导体绝缘的，变压器的接地在供电系统的总配电盘内，第三张图片是西门子提供的，这张图上的供电系统西门子说是兼容EMI的TN系统，那么对于多电源供电系统来说，TN-S系统和TN-C-S系统有什么区别，怎么区分?
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关于问题1的看法，变压器二次侧中心抽头引出来的导线是PEN导线，还是N导线。要看变压器的引出去的PEN导线是在哪被分开，如下图fig1.6，这是$10/0.4kV$的变压器渲染图，低压侧有四个接线柱，有三个是相线的接线柱，第四个是PEN线的接线柱，如果在接线柱将PEN线分开，这就是我们常说的“变压器直接接地”的情景，那么从变压器接线柱引出的分别是三根相线$L1,L2,L3$，中性线$N$和保护线$PE$，比如fig1.7，如果在$Hauptverteilung$将$PEN$导线分开的，那么从变压器接线柱引出的分别是三根相线$L1,L2,L3$，和保护中性线$PEN$，比如fig1.8,由于fig1.8的PEN接线柱引出的导线既承受负荷电流，又具有保护功能，那么这一段导线则称为PEN导线。
“Diese Leiter müssen nach den Regeln der Normenreihe DIN VDE 0100 als PEN-Leiter gekennzeichnet sein, da diese Leiter sowohl Betriebsstrom führen als auch eine Schutzfunktion haben.”
----《EMV》Kohling, Anton EMV-gerechter Aufbau von Niederspannungsversorgungs systemen P136-137
关于问题2的看法：
多电源供电系统方面作者阐述的很好，论坛的”入门者“也讨论过这个问题，究竟什么是多电源系统供电和单电源系统供电。
“对多台配电变压器组成的单母线分段主接线，因母线分段设有分段开关。平时两段电源分列运行，即为单电源系统运行。当一电源故障或退出运行，二次线按照 GB / T 50062 - 2008 的备自投来设计。通过母联开关进行负荷转移，切换过程存在瞬间断电。
由于多电源系统是多个电源组成，并列运行，当一电源故障，通过二次线自动退出运行，负荷由剩余的电源供电，可做到不间断供电， 即无缝衔接。”
----《对电源功能接地做法规定的理解》李道本 两台变压器的单母线分段接线与多电源的不同
可是解释PEN线的分离部分显得差强人意，如果多电源系统是为了满足电磁兼容，那么就更要讨论PEN线分离的内容，因为PEN分离采用图4[Fig1.4 ] 会产生杂散电流，对于EMI敏感的场合是不能使用这是发生分离PEN线的，而图5[Fig1.4 ]的PEN线分离满足电磁兼容特性。
“多电源系统 注 ： 图示的多电源系统为以满足电磁兼容性（EMC） 要求为唯一目的的 TN 系统”
----《对电源功能接地做法规定的理解》李道本问题的提出
“从图 4- 图 6 可以看出， 图4是国内TN-S系统的最普遍做法，图5是TN系统的做法，图6是国内TN-C-S系统的做法。 图5允许由PEN导体分接出的中性导体和保护接地导体超过一根以上， 即在配电装置可接出 TN - S 系统的三相四线制电源， 也可接出TN-C系统的三相四线制电源。 图5的做法适用于针对火灾危险场所、爆炸危险场所、电磁兼容、对地泄漏电流大等而言的TN-S系统。
所示示例图均为功能接地在配电装置处直接接地。 国内习惯做法是配电变压器就近接地，往往不通过低压配电装置接地。”
----《对电源功能接地做法规定的理解》李道本 TN 单电源系统功能接地在配电装置引出接地
我的观点是对于多电源馈电系统来说，这样的馈电系统，既不是TN-S系统，也不是TN-C-S系统，而是“TN-EMC”系统，既然是为了电磁兼容，所以PEN线的分离方式必然会选择图5[Fig1.4 ]。
“TN-S system with insulated PEN conductor . This term is not physically accurate because TN-S systems are 5-wire systems and only comprise the 3 line conductors L1-L3, the neutral conductor N and the protective conductor PE. In the centrally earthed TN system, the conductor from the power source to the central earthing point (CEP) is not an N conductor but a PEN (Fig. C10.41).
Unlike the classic TN-C/TN-C-S system, the PEN conductor of the EMC-compliant TN system with multiple incoming supply is installed insulated against earth and is only connected to the earthed PE conductor at one central point. TN systems with isolated and centrally earthed PEN conductor that meet the EMC requirements are termed TN-EMC systems.”
----《Planning Guide for Power Distribution Plants》Kiank/Fruth p226-p229
但是对于单电源TN-C-S系统，我还是没有搞懂为什么会PEN线会选择图4 的分离方式，是出于什么考虑将选择将PEN导线先接到PE(N)母排通过桥接板转接到N母排，这明显不满足电磁兼容的条件。
三相变压器三个绕组连接点称之为中性点n。为此引出的端钮可以看作是电源中性点。至于引出的导线你把它当作负载回路，那么它就是中性线N。如果你把它用来作为保护导线（保护接零），则称其为PE。同理即作负载回路也作保护，则称其为PEN。不能接负载的称其为N，不能作为负载回路的称其为PE。和接地没有关系，因为保护不是因为接地而获得的。天然的保护中性导线PEN不尽然。
有人担心N排和PE排连接的小母排故障，导致保护（PE）失效。所以推荐采用（图4）。实际上（图4）连接法小母排更容易故障，因为其流过负载电流。（图5）连接方法是正确的。保护导线应该在中性线上分，而不是在保护导线上分中性线。
说到电磁兼容，不得不说建筑电气中夸大环流产生及其影响。磁力线对环境影响是很小的，主要受距离限制。至于发射电磁波，类似于工频的低频电磁波是不能在空气中传播的。建筑电气业内大量的寻找环流文章都是无中生有。两台变压器并联运行何止是中性线，相线上也会有环流。由于电压比的差异，阻抗的差异，并联的两台变压器输出负荷，电流，功率因数都稍有不同。也就是一台变压器可以向另一台输送电能，也称其为环流。不要说两台10kV变压器并联，500kV变压器并联运行也是正常的事情。谈不上相互干扰和电磁兼容。
但是，电流在大地中流通情况就不同了。电流在大地中流通会产生微小的电火花，电火花发射的电磁波就不属于低频了。对电讯信号产生感染已经人们所认知。所以需要尽可能地减少中性线多点接地，仅此而已。
变压器低压侧中性点需要接地，是为了防止高压绕组高压进入低压系统，保证低压系统对地电压不对低压系统造成人员和财产损失。当然顺便也起到减少中性线对地的电位差。
其他，防雷说，钳制电位说，中性点位移说，都是不恰合实际的。
所以变压器中性点应该就近直接接地，跨越或通过其他电气外露外部可导电部分和其他电气设备（中性线母排，保护导通母排）连接都是不应该的。
如果TT系统需要漏电保护作为依据，则10kV电气设备外露外部可导电部分接地就变得毫无意义。
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