TT- ja TN-maajärjestelmien ero

Sähköjärjestelmissä maanjäristys (maan kiinnitys) on kriittinen toimenpide sähköisen laitteen ja henkilöstön turvallisuuden takaamiseksi. Sähköpäällikön neutraalipisteen ja sähköisen laitteen alttiina olevien johtavien osien (kuten metallikotelot) yhteyden luomisen mukaan maahan voidaan luokitella erilaisia järjestelmiä. Kaksi yleisintä järjestelmää ovat TN-järjestelmät ja TT-järjestelmät. Näiden järjestelmien pääero on siinä, miten sähköpäällikön neutraalipiste on maanjäristetty ja miten laitteen alttiina olevat johtavat osat on yhdistetty maahan.

1. TN-järjestelmä

Määritelmä: TN-järjestelmässä sähköpäällikön neutraalipiste on suoraan maanjäristetty, ja sähköisen laitteen alttiina olevat johtavat osat on yhdistetty sähköpäällikön maanjäristysjärjestelmään suojajohtimen (PE-johtimen) kautta. "T" TN:ssä tarkoittaa sähköpäällikön neutraalipisteen suoraa maanjäristystä, kun taas "N" viittaa siihen, että laitteen alttiina olevat johtavat osat on yhdistetty sähköpäällikön maanjäristysjärjestelmään suojajohtimen kautta.

1.1 TN-C-järjestelmä

Ominaisuudet: TN-C-järjestelmässä neutraalijohtin (N-johtin) ja suojajohtin (PE-johtin) on yhdistetty yhdeksi johtimeksi, jota kutsutaan PEN-johtimeksi. PEN-johtin toimii sekä työvirtajohdina että suojamaanjohdina.

Eduet:

• Yksinkertainen rakenne ja alhainen kustannus.

• Sopii pienille jakeluverkoille tai väliaikaiselle sähkövaralle.

Haitat:

• Jos PEN-johtin katkeaa, kaikki laitteet menettävät maanjäristyksen, mikä aiheuttaa turvallisuusriskin.

• PEN-johtimen käyttö sekä työvirtajohdina että maanjäristysjohdina voi aiheuttaa jänniteheilahteluita, jotka vaikuttavat laitteiden toimintaan.

1.2 TN-S-järjestelmä

Ominaisuudet: TN-S-järjestelmässä neutraalijohtin (N-johtin) ja suojajohtin (PE-johtin) on täysin erillisiä. N-johtin toimii vain työvirtajohdina, kun taas PE-johtin on omistettu maanjäristyksen suojaksi.

Eduet:

• Korkea turvallisuus: Vaikka N-johtin katkeaisi, PE-johtin pysyy ennallaan, joten laitteet pysyvät suojattuna.

• Parempi jännitestabilitetti: Koska N-johtin ja PE-johtin on eroteltu, työvirta ei häiritse PE-johtimia.

• Sopii teollisille, kaupallisille ja asuinrakennuksille, joissa on suurempi jakeluverkko.

Haitat:

Korkeampi kustannus verrattuna TN-C-järjestelmiin lisäsuojajohtimen vuoksi.

1.3 TN-C-S-järjestelmä

Ominaisuudet: TN-C-S-järjestelmä on hybridijärjestelmä, jossa osa järjestelmästä käyttää TN-C-määritystä ja toinen osa TN-S-määritystä. Yleensä sähköpäällikön puolella on TN-C-järjestelmä, ja käyttäjän lopussa PEN-johtin on eroteltu erillisiksi N- ja PE-johtimiksi.

Eduet:

• Alhaisempi kustannus verrattuna täysiin TN-S-järjestelmiin, sopii keskikokoisiin jakeluverkkoihin.

• Käyttäjän lopussa N- ja PE-johtimien erotus parantaa turvallisuutta.

Haitat:

Jos PEN-johtin katkeaa ennen erotuspistettä, se voi edelleen vaikuttaa koko järjestelmän turvallisuuteen.

2. TT-järjestelmä

Määritelmä: TT-järjestelmässä sähköpäällikön neutraalipiste on suoraan maanjäristetty, ja sähköisen laitteen alttiina olevat johtavat osat on yhdistetty maahan itsenäisten maanjäristyskyttenien kautta. Kaksi "T":tä TT:ssä viittaavat sähköpäällikön neutraalipisteen suoraan maanjäristykseen ja laitteen alttiina olevien johtavien osien itsenäiseen maanjäristykseen.

2.1 Ominaisuudet

Sähköpäällikon maanjäristys: Sähköpäällikön neutraalipiste on suoraan maanjäristetty, mikä luo viitereittäytyvyyden.

Laitteen maanjäristys: Jokaisella sähkölaitteella on oma itsenäinen maanjäristyskytti, joka on yhdistetty suoraan maahan eikä sähköpäällikön maanjäristysjärjestelmään suojajohtimen kautta.

Suojamekanismi: Kun laitteessa tapahtuu virtapiirto, virta kulkee laitteen maanjäristyskytteen kautta maahan, mikä luo lyhyysvirran, joka aktivoi virtasuuntimen tai sähkökynttilän poistumaan, suojaten laitetta ja henkilöstöä.

2.2 Eduet

• Korkea itsenäisyys: Jokaisella laitteella on oma itsenäinen maanjäristys, joten jos yhden laitteen maanjäristys epäonnistuu, muut laitteet pysyvät suojattuna.

• Sopii hajautettuun sähkövaraukseen: TT-järjestelmä on erityisen soveltuva maaseudulle, tiloille, väliaikaisille rakennuksille ja muille hajautetuille sähkövarauskuvioille, joissa laitteet ovat laajasti levitettyjä ja yhteisen maanjäristysverkon toteuttaminen on vaikeaa.

• Hyvä virhetunnistus: Kun yksi laite epäonnistuu, muut laitteiden maanjäristysjärjestelmät eivät ole vaikutuksen alaisia, mikä rajoittaa vian laajuutta.

2.3 Haitat

• Korkeat maanjäristysresistanssivaatimukset: Residuaalivirtalaitteiden (RCD:t tai RCCB:t) luotettavan toiminnan varmistamiseksi jokaisen laitteen maanjäristysresistanssin on oltava hyvin alhainen (yleensä alle 10Ω), mikä lisää asennuksen monimutkaisuutta ja kustannuksia.

• Jänniteheilahtelut: Koska jokaisella laitteella on itsenäinen maanjäristys, jos useilla laitteilla tapahtuu virtapiirtoa samaan aikaan, maanjäristyspotentiaali voi nousea, mikä vaikuttaa muiden laitteiden toimintaan.

• Korkeammat vaatimukset RCD:lle: TT-järjestelmässä yleensä vaaditaan korkeaherkkisyys residuaalivirtalaitteita (RCD:t tai RCCB:t) nopean sähkövarauksen poistamiseksi virtapiirron yhteydessä.

3. TN- ja TT-järjestelmien vertailu

4. Valinta TN- ja TT-järjestelmien välillä

Valinta TN-järjestelmän ja TT-järjestelmän välillä riippuu tietyistä sovelluksista, turvallisuusvaatimuksista, asennusolosuhteista ja kustannusharkinnasta:

• TN-järjestelmä: Sopii keskitettyihin sähkövarausjärjestelmiin, kuten kaupunkiverkkoihin, teollisuuslaitoksiin, kaupparakennuksiin ja asuinalueisiin. Erityisesti TN-S-järjestelmä on laajalti käytössä nykyaikaisissa rakennuksissa sen ansiosta, että se tarjoaa erinomaista turvallisuutta ja jännitestabilitettia.

• TT-järjestelmä: Sopii hajautettuihin sähkövarausjärjestelmiin, kuten maaseudulle, tiloille, väliaikaisille rakennuksille ja liikkuville laitteille. TT-järjestelmän itsenäinen maanjäristys tekee siitä ideaalisen tilanteisiin, joissa yhtenäisen maanjäristysverkon toteuttaminen on vaikeaa, mutta vaatii huolellista huomiota maanjäristysresistanssiin ja residuaalivirtalaitteisiin.

Johtopäätös

Molemmilla TN- ja TT-järjestelmillä on edut ja haitat. Maanjäristysjärjestelmän valinta tulisi perustua tietyihin sovelluksiin, turvallisuusvaatimuksiin, asennusolosuhteisiin ja kustannusharkintaan. TN-järjestelmät ovat yleensä suositumpia keskitettyissä sähkövarausjärjestelmissä, tarjoten parempaa turvallisuutta ja jännitestabilitettia, kun taas TT-järjestelmät sopivat hajautettuihin sähkövarausjärjestelmiin, tarjoten vahvaa itsenäisyyttä ja virhetunnistusta, mutta vaativat korkeampia standardeja maanjäristysresistanssille ja residuaalivirtasuojalle.