在民用建筑实际应用中,TN-S配电系统(中国标准)断N是较为常见的一种故障,但是危害往往非常大。例如在乡村或者城市小区民用供电常常将一栋楼或者一个村庄作为单独的相进行供电,一旦发生N线中断(例如野外雷击),常会导致负载高的某一栋楼或者某一个村庄供电电压飙升,炸毁电灯等家用电器;而负载轻的楼或者村庄将会出现供电电压不够的情况。

在通用的商业UPS系统中,因为非前后全隔离的架构,UPS前端的输入N线通常是严禁中断的,个别国外的厂家甚至在中小容量UPS内置的输入开关中的N线使用铜排/铜管直联的方式防止断N;

另外,在ATS输入切N转换时,因为N线的中断以及ATS输入两个N线之间的差异,UPS逻辑控制电路有可能会失去参考点,在市电切换以及切换完成后,逻辑控制电路无法正常发出指令通知UPS切换成功,依旧保持了电池供电的错误指令,导致电池错误的放电完毕,最后在市电正常工作的情况下,UPS因为电池耗尽或预设电池工作时间完成而关机。在上述的案例中,情况严重时候,因为UPS系统逻辑控制点失去了参考点N线,甚至会导致逆变器炸毁的极端故障;

在实际解决上述案例的工作中,我们常常会遇到客户不愿意更换为先通后断型的ATS。很多现场工程师只能折衷,在尽可能保证安全和减少资金再次投入的情况下,将原有的4极ATS改造为3极ATS,那么就会产生一个需要解决的问题:系统的N线如何选择和如何保证连续。笔者在现场所见,通常的做法是将双电源的N线短接,或者将一路N线去除,始终使用一路N线,特别是在双市电输入。在源头实际为单市电通过两个母线变压器供电的电气回路中,经常有此类改造。从电气安全性上考虑,此类改造会有一定的缺陷,同时这种改造方法还需要注意以下两点:一是很有可能会受到设计院或监理方的强烈反对,依据的标准为低压规范施工的要求。实际上,根据笔者和低压规范起草单位多名电气专家的沟通,低压规范在此类情况下,是和UPS的实际工作电气要求有一定冲突的,是不能完全硬套这个规范执行的,这就需要和现场人员做好相关技术详细的解释工作,至少要知道使用4极带N切换ATS是不可取的;另一方面,根据笔者的经验,此类改造前建议测量两个不同输入的N线,保证压差在2V以内,较为安全;

很多UPS厂家在出现此类ATS的故障的时候,通常建议的解决方案为将三相负载改造平衡,增加输入隔离变压器。这是一种投入非常大的、比较“偷懒”的“方方面面都不得罪”的解决方案,很多时候并不一定完全需要,实际运作中因为涉及到大量资金的再次投入,也较为困难。