تفاوت بین زمین‌گذاری TT و TN

در سیستم‌های برق، زمین‌گذاری (آرضی کردن) یک اقدام مهم برای تضمین ایمنی تجهیزات برق و پرسنل است. به طوری که چگونگی اتصال نقطه خنثی منبع برق و قسمت‌های هدایت‌کننده نمایان (مانند پوشش‌های فلزی) تجهیزات برق به زمین، سیستم‌های برق را می‌توان به انواع مختلف تقسیم کرد. دو نوع رایج‌ترین آنها سیستم‌های TN و TT هستند. تفاوت اصلی بین این سیستم‌ها در نحوه زمین‌گذاری نقطه خنثی منبع برق و اتصال قسمت‌های هدایت‌کننده نمایان تجهیزات به زمین است.

1. سیستم TN

تعریف: در سیستم TN، نقطه خنثی منبع برق مستقیماً به زمین متصل می‌شود و قسمت‌های هدایت‌کننده نمایان تجهیزات برق از طریق یک رساننده حفاظتی (خط PE) به سیستم زمین‌گذاری منبع برق متصل می‌شوند. حرف "T" در TN به معنای زمین‌گذاری مستقیم نقطه خنثی منبع برق است، در حالی که حرف "N" نشان می‌دهد که قسمت‌های هدایت‌کننده نمایان تجهیزات از طریق یک رساننده حفاظتی به سیستم زمین‌گذاری منبع برق متصل شده‌اند.

1.1 سیستم TN-C

ویژگی‌ها: در سیستم TN-C، رساننده خنثی (خط N) و رساننده حفاظتی (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 زمین حفاظتی عمل می‌کند.

مزایا:

• ساختار ساده و هزینه کمتر.

• مناسب برای سیستم‌های توزیع کوچک یا کاربردهای تغذیه موقت.

معایب:

• اگر خط PEN قطع شود، تمام تجهیزات از محافظت زمین‌گذاری محروم می‌شوند که یک خطر ایمنی ایجاد می‌کند.

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

1.2 سیستم TN-S

ویژگی‌ها: در سیستم TN-S، رساننده خنثی (خط N) و رساننده حفاظتی (خط PE) کاملاً جدا از هم هستند. خط N فقط برای مسیر بازگشت جریان‌های کاری استفاده می‌شود، در حالی که خط PE به صورت اختصاصی برای محافظت زمین‌گذاری استفاده می‌شود.

مزایا:

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

• پایداری ولتاژ بهتر: چون خط N و خط PE جدا از هم هستند، هیچ تداخلی از جریان‌های کاری در خط PE وجود ندارد.

• 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 از سیستم TN-C و بخش دیگر از سیستم TN-S استفاده می‌کند. معمولاً طرف منبع برق از سیستم TN-C استفاده می‌کند و در طرف کاربر، خط PEN به خطوط جداگانه N و PE تقسیم می‌شود.

مزایا:

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

• در طرف کاربر، جداسازی خطوط N و PE ایمنی را بهبود می‌بخشد.

معایب:

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

2. سیستم TT

تعریف: در سیستم TT، نقطه خنثی منبع برق مستقیماً به زمین متصل می‌شود و قسمت‌های هدایت‌کننده نمایان تجهیزات برق از طریق الکترودهای زمین‌گذاری مستقل به زمین متصل می‌شوند. دو حرف "T" در TT به معنای زمین‌گذاری مستقیم نقطه خنثی منبع برق و زمین‌گذاری مستقل قسمت‌های هدایت‌کننده نمایان تجهیزات هستند.

2.1 ویژگی‌ها

زمین‌گذاری منبع برق: نقطه خنثی منبع برق مستقیماً به زمین متصل می‌شود و یک پتانسیل مرجع ایجاد می‌کند.

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

مکانیسم محافظت: هنگامی که یک دستگاه جریان نشتی تجربه می‌کند، جریان از طریق الکترود زمین‌گذاری دستگاه به زمین جریان می‌یابد و یک جریان کوتاه مداری ایجاد می‌کند که باعث قطع تغذیه توسط برش‌کن یا فیوز می‌شود و تجهیزات و پرسنل را محافظت می‌کند.

2.2 مزایا

• استقلال بالا: هر دستگاه دارای زمین‌گذاری مستقل است، بنابراین اگر زمین‌گذاری یک دستگاه از کار بیفتد، زمین‌گذاری دستگاه‌های دیگر همچنان مؤثر است.

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

• ایزولاسیون خرابی خوب: هنگامی که یک دستگاه خراب می‌شود، سیستم‌های زمین‌گذاری دستگاه‌های دیگر تحت تأثیر قرار نمی‌گیرند و محدوده خرابی محدود می‌شود.

2.3 معایب

• نیاز به مقاومت زمین‌گذاری بالا: برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد دستگاه‌های جریان نشتی (RCD یا RCCB)، مقاومت زمین‌گذاری هر دستگاه باید بسیار کم (معمولاً کمتر از 10Ω) باشد که پیچیدگی و هزینه نصب را افزایش می‌دهد.

• نوسانات ولتاژ: چون هر دستگاه دارای زمین‌گذاری مستقل است، اگر چند دستگاه همزمان جریان نشتی تجربه کنند، پتانسیل زمین ممکن است افزایش یابد و عملکرد دستگاه‌های دیگر را تحت تأثیر قرار دهد.

• نیاز به RCD با حساسیت بالا: سیستم TT معمولاً نیاز به دستگاه‌های جریان نشتی با حساسیت بالا (RCD یا RCCB) دارد تا در زمان وقوع نشتی، تغذیه را به سرعت قطع کند.

3. مقایسه سیستم‌های TN و TT

4. انتخاب بین سیستم‌های TN و TT

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

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

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

نتیجه‌گیری

هر دو سیستم TN و TT مزایا و معایب خود را دارند. انتخاب سیستم زمین‌گذاری باید بر اساس کاربرد خاص، نیازهای ایمنی، شرایط نصب و عوامل هزینه‌ای باشد. سیستم‌های TN به طور کلی برای سیستم‌های تأمین برق مرکزی ترجیح داده می‌شوند که ایمنی و پایداری ولتاژ بهتری ارائه می‌دهند، در حالی که سیستم‌های TT برای سیستم‌های تأمین برق توزیع شده مناسب هستند و استقلال و ایزولاسیون خرابی قوی ارائه می‌دهند اما نیاز به استانداردهای بالاتر برای مقاومت زمین‌گذاری و محافظت جریان نشتی دارند.