Rozdíl mezi TT a TN uzemněním

V elektrických distribučních systémech je zazemnění (grounding) klíčovou opatřením pro zajištění bezpečnosti elektrického zařízení a osob. Podle toho, jak jsou střední bod zdroje energie a expozované vodiče (například kovové obaly) elektrického zařízení připojeny k zemi, lze distribuční systémy rozdělit do různých typů. Nejčastějšími typy jsou TN systémy a TT systémy. Hlavní rozdíly mezi těmito systémy spočívají v tom, jak je střední bod zdroje energie zazemněn a jak jsou expozované vodiče zařízení připojeny k zemi.

1. TN Systém

Definice: V TN systému je střední bod zdroje energie přímo zazemněn a expozované vodiče elektrického zařízení jsou připojeny k zemnícímu systému zdroje energie prostřednictvím ochranného vodiče (PE linka). Písmeno "T" v TN označuje přímé zazemnění středního bodu zdroje energie, zatímco "N" indikuje, že expozované vodiče zařízení jsou připojeny k zemnícímu systému zdroje energie prostřednictvím ochranného vodiče.

1.1 TN-C Systém

Charakteristika: V TN-C systému jsou neutrální vodič (N linka) a ochranný vodič (PE linka) kombinovány do jednoho vodiče, který se nazývá PEN linka. PEN linka slouží jako cesta pro pracovní proudy i jako ochranné zazemnění.

Výhody:

• Jednoduchá konstrukce a nižší náklady.

• Hodí se pro malé distribuční systémy nebo pro dočasné zásobování energií.

Nevýhody:

• Pokud dojde k přerušení PEN linky, všechna zařízení ztratí své zazemnění, což představuje bezpečnostní riziko.

• Může dojít k kolísání napětí kvůli sdílení PEN linky pro pracovní i zemnící proudy, což ovlivňuje výkon zařízení.

1.2 TN-S Systém

Charakteristika: V TN-S systému jsou neutrální vodič (N linka) a ochranný vodič (PE linka) úplně oddělené. N linka se používá pouze jako cesta pro pracovní proudy, zatímco PE linka je vyhrazena pro zemnící ochranu.

Výhody:

• Vysoká bezpečnost: I když dojde k přerušení N linky, PE linka zůstane nedotčena, což zajišťuje neustálou ochranu zařízení.

• Lepší stabilita napětí: Protože jsou N linka a PE linka oddělené, není na PE lince žádné rušení pracovními proudy.

• Hodí se pro průmyslové, komerční a bytové budovy s rozsáhlými distribučními systémy.

Nevýhody:

Vyšší náklady v porovnání s TN-C systémy kvůli potřebě dodatečné PE linky.

1.3 TN-C-S Systém

Charakteristika: TN-C-S systém je hybridní systém, kde část systému používá konfiguraci TN-C a druhá část konfiguraci TN-S. Typicky se na straně zdroje energie používá TN-C systém a u uživatele je PEN linka rozdělena na samostatné N a PE linky.

Výhody:

• Nižší náklady v porovnání s plným TN-S systémem, hodí se pro středně velké distribuční systémy.

• Na straně uživatele zlepšuje bezpečnost oddělení N a PE linek.

Nevýhody:

Pokud dojde k přerušení PEN linky před bodem oddělení, může to stále ovlivnit bezpečnost celého systému.

2. TT Systém

Definice: V TT systému je střední bod zdroje energie přímo zazemněn a expozované vodiče elektrického zařízení jsou připojeny k zemi prostřednictvím nezávislých zemnících elektrod. Dva "T" v TT označují přímé zazemnění středního bodu zdroje energie a nezávislé zazemnění expozovaných vodičů zařízení.

2.1 Charakteristiky

Zazemnění Zdroje Energie: Střední bod zdroje energie je přímo zazemněn, což vytváří referenční potenciál.

Zazemnění Zařízení: Každé elektrické zařízení má svou vlastní nezávislou zemnici připojenou přímo k zemi, nikoliv prostřednictvím ochranného vodiče ke zemnícímu systému zdroje energie.

Mechanismus Ochrany: Pokud dojde k unikání proudu v zařízení, tento proud teče přes zemnici zařízení do země, což vytváří krátkou cestu, která aktivuje spínací relé nebo pojistku k odpojení energie, chrání tak zařízení a osoby.

2.2 Výhody

• Vysoká nezávislost: Každé zařízení má své vlastní nezávislé zazemnění, takže pokud selže zazemnění jednoho zařízení, zazemnění ostatních zařízení zůstává efektivní.

• Hodí se pro decentralizované zásobování energií: TT systém je zejména vhodný pro venkov, farmy, dočasné budovy a jiné decentralizované scénáře zásobování energií, kde je zařízení široce rozprostřeno a je obtížné implementovat unifikovanou zemnici.

• Dobrá izolace poruch: Když selže jedno zařízení, zemnice ostatních zařízení nejsou ovlivněny, což omezí rozsah poruchy.

2.3 Nevýhody

• Vysoké požadavky na odpor zemnice: Aby fungovaly zbytkové proudové zařízení (RCD nebo RCCB) spolehlivě, musí být odpor zemnice každého zařízení velmi nízký (typicky méně než 10Ω), což zvyšuje složitost instalace a náklady.

• Kolísání napětí: Protože má každé zařízení nezávislou zemnici, pokud několik zařízení současně trpí unikáním proudu, může potenciál zemnice vzrůst, což ovlivňuje funkci ostatních zařízení.

• Vysoké požadavky na RCD: TT systém obvykle vyžaduje vysokou citlivost zbytkových proudových zařízení (RCD nebo RCCB) k zajistit rychlé odpojení energie při unikání proudu.

3. Porovnání TN a TT Systémů

4. Volba Mezi TN a TT Systémy

Volba mezi TN systémem a TT systémem závisí na specifickém použití, požadavcích na bezpečnost, podmínkách instalace a finančních aspektech:

• TN Systém: Hodí se pro centralizované distribuční systémy, jako jsou městské sítě, průmyslové závody, komerční budovy a bytové oblasti. TN-S systém je zejména široce používán v moderních budovách díky své vynikající bezpečnosti a stabilizaci napětí.

• TT Systém: Hodí se pro decentralizované distribuční systémy, jako jsou venkov, farmy, dočasné budovy a pohyblivé zařízení. Nezávislá zemnice TT systému ho dělá ideálním pro scénáře, kde je obtížné implementovat unifikovanou zemnici, ale vyžaduje pečlivou pozornost k odporu zemnice a zbytkovým proudovým zařízením.

Závěr

Oba systémy, TN a TT, mají své výhody a nevýhody. Volba zazemňovacího systému by měla být založena na specifickém použití, požadavcích na bezpečnost, podmínkách instalace a finančních faktorech. TN systémy jsou obecně preferovány pro centralizované distribuční systémy, nabízejí lepší bezpečnost a stabilizaci napětí, zatímco TT systémy jsou vhodné pro decentralizované distribuční systémy, poskytují silnou nezávislost a izolaci poruch, ale vyžadují vyšší standardy pro odpor zemnice a ochranu zbytkovými proudy.