تفاوت بین زمین‌بندی TT و TN

در سیستم‌های برق، زمین‌گذاری (گراند کردن) یک اقدام حیاتی برای تضمین ایمنی تجهیزات برقی و پرسنل است. به طوری که نقاط نوتروال منبع برق و قطعات هادی بیرونی (مانند پوشش‌های فلزی) تجهیزات برقی چگونه به زمین متصل می‌شوند، سیستم‌های برق را می‌توان به انواع مختلف تقسیم کرد. دو نوع رایج‌ترین آن‌ها سیستم‌های TN و TT هستند. تفاوت اصلی این دو سیستم در نحوه گراند کردن نقطه نوتروال منبع برق و نحوه اتصال قطعات هادی بیرونی تجهیزات به زمین است.

1. سیستم TN

تعریف: در سیستم TN، نقطه نوتروال منبع برق مستقیماً به زمین متصل می‌شود و قطعات هادی بیرونی تجهیزات برقی از طریق یک رساننده محافظ (خط PE) به سیستم گراند کردن منبع برق متصل می‌شوند. "T" در TN به گراند کردن مستقیم نقطه نوتروال منبع برق اشاره دارد و "N" نشان‌دهنده اتصال قطعات هادی بیرونی تجهیزات به سیستم گراند کردن منبع برق از طریق یک رساننده محافظ است.

1.1 سیستم TN-C

ویژگی‌ها: در سیستم TN-C، خط نوتروال (خط N) و خط محافظ (خط PE) در یک رساننده واحد به نام خط PEN ترکیب می‌شوند. خط PEN هم به عنوان مسیر بازگشت جریان‌های کاری و هم به عنوان گراند محافظ عمل می‌کند.

مزایا:

• ساختار ساده و هزینه کمتر.

• مناسب برای سیستم‌های توزیع کوچک یا کاربردهای برق موقت.

معایب:

• اگر خط PEN قطع شود، تمام تجهیزات از محافظت گراند کردن محروم می‌شوند که موجب خطر ایمنی می‌شود.

• با استفاده مشترک خط PEN برای جریان‌های کاری و گراند کردن، نوسانات ولتاژ ممکن است رخ دهد و عملکرد تجهیزات را تحت تأثیر قرار دهد.

1.2 سیستم TN-S

ویژگی‌ها: در سیستم TN-S، خط نوتروال (خط N) و خط محافظ (خط PE) کاملاً جدا هستند. خط N فقط برای مسیر بازگشت جریان‌های کاری استفاده می‌شود و خط PE فقط برای محافظت گراند کردن اختصاص دارد.

مزایا:

• ایمنی بالا: حتی اگر خط N قطع شود، خط PE کامل باقی می‌ماند و محافظت مستمر تجهیزات را تضمین می‌کند.

• پایداری ولتاژ بهتر: چون خط N و خط PE جدا هستند، جریان‌های کاری تأثیری بر خط PE ندارند.

• مناسب برای ساختمان‌های صنعتی، تجاری و مسکونی با سیستم‌های توزیع بزرگ‌مقیاس.

معایب:

هزینه بالاتر نسبت به سیستم‌های TN-C به دلیل نیاز به خط PE اضافی.

1.3 سیستم TN-C-S

ویژگی‌ها: سیستم TN-C-S یک سیستم ترکیبی است که بخشی از آن با استفاده از سیستم TN-C و بخش دیگر با استفاده از سیستم TN-S ساخته شده است. معمولاً سمت منبع برق با سیستم TN-C و در سمت کاربر، خط PEN به خطوط جداگانه N و PE تقسیم می‌شود.

مزایا:

• هزینه کمتر نسبت به سیستم TN-S کامل، مناسب برای سیستم‌های توزیع متوسط‌مقیاس.

• در سمت کاربر، تفکیک خطوط N و PE ایمنی را بهبود می‌بخشد.

معایب:

اگر خط PEN قبل از نقطه تفکیک قطع شود، هنوز می‌تواند ایمنی کل سیستم را تحت تأثیر قرار دهد.

2. سیستم TT

تعریف: در سیستم TT، نقطه نوتروال منبع برق مستقیماً به زمین متصل می‌شود و قطعات هادی بیرونی تجهیزات برقی از طریق الکترودهای گراند کردن مستقل به زمین متصل می‌شوند. دو "T" در TT به گراند کردن مستقیم نقطه نوتروال منبع برق و گراند کردن مستقل قطعات هادی بیرونی تجهیزات اشاره دارد.

2.1 ویژگی‌ها

گراند کردن منبع برق: نقطه نوتروال منبع برق مستقیماً به زمین متصل می‌شود و یک پتانسیل مرجع ایجاد می‌کند.

گراند کردن تجهیزات: هر تجهیز برقی دارای یک الکترود گراند کردن مستقل است که مستقیماً به زمین متصل می‌شود و نه از طریق یک رساننده محافظ به سیستم گراند کردن منبع برق.

مکانیسم محافظت: وقتی یک دستگاه جریان تسربی را تجربه می‌کند، جریان از طریق الکترود گراند کردن دستگاه به زمین جریان می‌یابد و یک جریان کوتاه‌مداری ایجاد می‌کند که باعث قطع برق توسط کلید قاطع یا گیره‌ی ایمنی می‌شود و تجهیزات و پرسنل را محافظت می‌کند.

2.2 مزایا

• استقلال بالا: هر دستگاه گراند کردن مستقل خود را دارد، بنابراین اگر گراند کردن یک دستگاه خراب شود، گراند کردن دستگاه‌های دیگر همچنان مؤثر است.

• مناسب برای تأمین برق توزیع‌شده: سیستم TT به ویژه برای مناطق روستایی، مزارع، ساختمان‌های موقت و سایر سناریوهای تأمین برق توزیع‌شده که تجهیزات به طور گسترده توزیع شده‌اند و اجرای یک شبکه گراند کردن یکپارچه دشوار است، مناسب است.

• جداکردن خوب خطا: وقتی یک دستگاه خراب می‌شود، سیستم‌های گراند کردن دستگاه‌های دیگر تأثیر نمی‌بینند و محدوده خطا محدود می‌شود.

2.3 معایب

• نیاز به مقاومت گراند کردن بالا: برای تضمین عملکرد قابل اعتماد دستگاه‌های جریان باقی‌مانده (RCDs یا RCCBs)، مقاومت گراند کردن هر دستگاه باید بسیار کم (معمولاً کمتر از 10Ω) باشد که پیچیدگی و هزینه نصب را افزایش می‌دهد.

• نوسانات ولتاژ: چون هر دستگاه گراند کردن مستقل دارد، اگر چند دستگاه همزمان جریان تسربی تجربه کنند، پتانسیل گراند کردن ممکن است افزایش یابد و عملکرد دستگاه‌های دیگر را تحت تأثیر قرار دهد.

• نیاز بالاتر به RCDs: سیستم TT معمولاً نیاز به دستگاه‌های جریان باقی‌مانده با حساسیت بالا (RCDs یا RCCBs) دارد تا بتواند در صورت وقوع تسربی جریان، برق را به سرعت قطع کند.

3. مقایسه سیستم‌های TN و TT

4. انتخاب بین سیستم‌های TN و TT

انتخاب بین سیستم TN و TT بستگی به کاربرد خاص، نیازهای ایمنی، شرایط نصب و در نظر گرفتن هزینه دارد:

• سیستم TN: مناسب برای سیستم‌های تأمین برق متمرکز مانند شبکه‌های شهری، کارخانه‌های صنعتی، ساختمان‌های تجاری و مسکونی. به ویژه سیستم TN-S به دلیل ایمنی و پایداری ولتاژ عالی در ساختمان‌های مدرن به طور گسترده استفاده می‌شود.

• سیستم TT: مناسب برای سیستم‌های تأمین برق توزیع‌شده مانند مناطق روستایی، مزارع، ساختمان‌های موقت و تجهیزات متحرک. ویژگی گراند کردن مستقل سیستم TT آن را برای سناریوهایی که اجرای یک شبکه گراند کردن یکپارچه دشوار است، مناسب می‌کند، اما نیاز به دقت در مقاومت گراند کردن و دستگاه‌های جریان باقی‌مانده دارد.

نتیجه‌گیری

هر دو سیستم TN و TT مزایا و معایب خود را دارند. انتخاب سیستم گراند کردن باید بر اساس کاربرد خاص، نیازهای ایمنی، شرایط نصب و عوامل هزینه باشد. سیستم‌های TN به طور کلی برای سیستم‌های تأمین برق متمرکز ترجیح داده می‌شوند که ایمنی و پایداری ولتاژ بهتری ارائه می‌دهند، در حالی که سیستم‌های TT برای سیستم‌های تأمین برق توزیع‌شده مناسب هستند که استقلال و جداکردن خطا قوی‌تری ارائه می‌دهند اما نیاز به استانداردهای بالاتری برای مقاومت گراند کردن و محافظت جریان باقی‌مانده دارند.