N-PE连接的必要性和调节要求在网格状态的混合逆变器状态

本文首先介绍了电气系统中N线（中性电线）和PE线（保护性接地线）的基本概念和功能，然后详细探讨了必须在混合逆变器的网格状态（包括安全，系统稳定性和调节要求）中可靠连接N-PE的原因。最后，列出了一些国家的相关法规，并以Inventronics混合逆变器的设计为例，以说明其产品如何满足OFF网格条件下N-PE连接的监管要求，从而为相关研究和实践提供参考。

1。电气系统和N-PE概念

（（1）电气系统的接地方法

电气系统接地是确保电气设备和人身安全的安全操作所采取的重要措施。根据国际电力技术委员会（IEC）指定的各种保护性接地方法的术语和概念，共同的接地方法包括TN系统，TT系统和IT系统。其中，TN系统分为三种形式：TN-C，TN-S和TN-C-S。在TN-C系统中，N线和PE线共享并称为笔行；在TN-S系统中，N线和PE线完全分开。 TN-C-S系统是一种从TN-C转换为TN-S的混合形式。

字母表示的含义：

（1）字母的第一部分表示分配系统中性点与地面之间的关系

T：电源的中性点直接接地在一个点； I：电源的中性点与地面或地面隔离，通过高阻抗点隔离。

（2）字母的第二部分表示电气设备的暴露导电部分与地面之间的关系

T：无论分配系统的接地点如何，裸露的导电部件都是直接接地的；

N：裸露的导电部件直接连接到分配系统的中性点（也称为中性系统）；

（3）“ - ”符号之后的字母是扩展说明

C：保护性中性线和工作中性线使用相同的电线；

S：完全将保护性中性线与工作中性线分开，并为每条电线使用两条独立的电线；

C-S：在保护性中性电线和工作中性线的前部使用相同的电线，并完全使用两根电线将保护性中性线的后部与工作中性线的后部完全分开。

（2）N线和PE线的作用

N线（中性线）：在三相四线电源系统中，N线是从变压器的中性点导出的电线。它的主要功能是为负载提供电流电路，并确保三相电压的平衡。在单相载荷中，N线还在将电流返回到电源方面发挥了作用。

PE电线（保护性接地线）：PE电线的主要功能是将电气设备的裸露导电部件连接到地面，以防止由收费的设备外壳引起的电击事故。在电气系统中，PE线的作用是为故障电流安全流到地面，触发保护设备（例如剩余电流设备）以行动，切断电源并保护个人和设备安全性。

下图说明了各种接地系统中N和PE线的连接方法。

图1：TN-C系统

在TN-C系统中，N线和PE线集成了整个系统

图2：TN-S系统

在TN-S系统中，N线和PE线在整个系统中分开。

图3：TN-C-S系统

在TN-C-S系统中，通常仅在整个系统的低压电气设备的电源入口点之前集成了N线和PE线，然后在电源入口点后分为两条线。

图4：TT系统

TT系统是一个直接接地电源的中性点，并且电气设备的裸露导电部件也直接接地。电源中性点的接地通常称为工作接地，而设备的裸露导电部件的接地称为保护地接地。在TT系统中，这两个理由必须彼此独立。设备接地可以通过具有自己独立的接地设备或共享相同接地设备的多个设备来实现。

图5：IT系统

IT系统是一个系统的系统，电源的中性点未接地，并且电气设备的裸露导电部件是直接接地的。 IT系统可以具有中性电线，但IEC强烈建议不要设置中性线。因为如果设置了中性线，则如果在IT系统中N线的任何点发生地面故障，则系统将不再是IT系统。

2。n-pe在离电磁逆变器的网格状态下可靠连接的原因

（1）确保接地连续性和安全性

在OFF网格应用中，混合逆变器通常依靠自己的电池和太阳能电池板进行电源，而无需公开电网的扎根参考。将N和PE电线连接在一起可以确保接地系统的连续性和完整性，从而有效防止设备套管被充电并降低电击的风险。此外，当系统中发生故障（例如设备泄漏）时，连接在一起的N-PE电线可以将故障电流引导到地面，触发保护设备的动作，切断电源，从而保护个人和设备安全。

（2）提供稳定的电压参考

在关闭网格模式下，混合逆变器需要一个稳定的电压参考点才能控制逆变器的输出电压和频率。将N和PE线连接在一起可以为逆变器提供稳定的参考潜力，从而确保系统的稳定操作。此连接方法还可以防止系统电压漂移，尤其是在系统中发生较大的负载变化或电感载荷时，这有助于保持稳定的电压输出。

混合逆变器内部的控制电路和电路通常需要一个共同的接地参考点。将N和PE线连接在一起可以满足逆变器内部电路的设计要求，并确保其正常操作。此外，这种连接方法可以简化逆变器的接地设计，减少其他接地设备，从而降低系统的复杂性和成本。

（3）符合相关标准和规格

许多国家和地区的电气安装法规要求N和PE线必须在离网系统中连接在一起，以确保系统的安全性和可靠性。例如，在TN-C-S系统中，电源和用户输入点之间使用了一根笔线，在用户输入点后，将笔线分为N线和PE线。这种设计不仅符合相关标准，而且还可以平衡系统的安全和经济。

3。各个国家的监管要求

（（1）中国

在中国，根据《建筑物电气和智能构造的一般守则》（GB 55024-2022）以及OFF网格风太阳能互补发电系统的安全要求（GB/T 29544-2013），OFF网格系统中的N和PE线的安全要求必须可靠地连接。这些标准明确要求在离网模式下，需要可靠地连接N和PE线，以确保接地系统的连续性和安全性。

（2）欧盟

在欧盟中，电气系统的设计和安装通常遵循IEC（国际电气技术委员会）标准。根据IEC 60364标准，在TN-C-S系统中，在一定点将笔线分为N和PE线后，不应合并或相互接触。但是，在离网模式下，为了确保接地系统的连续性和安全性，通常要求N线和PE线可靠地连接到电源入口。

（（3）美国

在美国，电气系统的设计和安装通常遵循NEC（国家电气代码）。尽管NEC主要针对网格连接系统，即在离网系统中，以确保接地系统的连续性和安全性，但通常要求在电源入口可靠地连接N线和PE线。

（4）澳大利亚和新西兰

在澳大利亚和新西兰，电气系统的设计和安装通常遵循/NZS（澳大利亚/新西兰标准）。根据AS/NZS 3000，在OFF网格系统中，需要在电源入口处可靠地连接N线和PE线，以确保接地系统的连续性和安全性。

（（5）日本

在日本，电气系统的设计和安装通常遵循JIS（日本工业标准）。根据JIS C 8450的说法，在离网系统中，必须可靠地连接N线和PE线，以确保接地系统的连续性和安全性。

4。n-PE继电器的设计Inventronics混合逆变器产品

Inventronics的混合逆变器产品的设计旨在完全考虑到OFF网格条件下N-PE连接的监管要求。它的产品配备了双继电器，在网格上工作时可以可靠地连接N线和PE线。特定设计如下图所示。这种设计不仅符合中国，欧盟，美国，澳大利亚，新西兰和日本等国家和地区的法律和监管要求，而且还确保了系统以外网格模式的安全性和稳定性。

图6：Inventronics混合逆变器的内置N-PE继电器

5。摘要

混合逆变器的N线和PE线必须可靠地以离网状状态可靠地连接，以确保接地连续性和安全性，提供稳定的电压参考，满足逆变器的内部设计要求，并符合相关的标准和规格和规格。 Inventronics的混合逆变器产品设计具有内置继电器，可在关闭电网操作期间可靠地连接N和PE线，完全符合各个国家的法律和监管要求，为用户提供了安全可靠的网格电源解决方案。