Het verschil tussen TT- en TN-aarding

In elektrische energievoorzieningen is aarding (grounding) een cruciale maatregel om de veiligheid van elektrische apparatuur en personeel te waarborgen. Afhankelijk van hoe het neutrale punt van de energiebron en de blootgestelde geleidende delen (zoals metalen behuizingen) van elektrische apparatuur zijn verbonden met de grond, kunnen energievoorzieningen worden ingedeeld in verschillende types. De twee meest voorkomende types zijn TN-systemen en TT-systemen. Het belangrijkste verschil tussen deze systemen ligt in hoe het neutrale punt van de energiebron is geaard en hoe de blootgestelde geleidende delen van de apparatuur zijn verbonden met de aarde.

1. TN Systeem

Definitie: In een TN-systeem is het neutrale punt van de energiebron direct geaard, en de blootgestelde geleidende delen van de elektrische apparatuur zijn verbonden met de aardingsinstallatie van de energiebron via een beschermingsleider (PE-lijn). De "T" in TN staat voor de directe aarding van het neutrale punt van de energiebron, terwijl de "N" aangeeft dat de blootgestelde geleidende delen van de apparatuur via een beschermingsleider zijn verbonden met de aardingsinstallatie van de energiebron.

1.1 TN-C Systeem

Kenmerken: In een TN-C-systeem zijn de neutrale geleider (N-lijn) en de beschermingsgeleider (PE-lijn) gecombineerd tot één geleider, genaamd de PEN-lijn. De PEN-lijn dient zowel als terugkeerpad voor werkingstroom als als aardingsgeleider.

Voordelen:

• Eenvoudige structuur en lagere kosten.

• Geschikt voor kleine distributiesystemen of tijdelijke energietoevoer.

Nadelen:

• Als de PEN-lijn breekt, verliest alle apparatuur zijn aardingsbescherming, wat een veiligheidsrisico vormt.

• Spanningsfluctuaties kunnen optreden door het gedeelde gebruik van de PEN-lijn voor zowel werkingstroom als aardingstroom, wat de prestaties van de apparatuur kan beïnvloeden.

1.2 TN-S Systeem

Kenmerken: In een TN-S-systeem zijn de neutrale geleider (N-lijn) en de beschermingsgeleider (PE-lijn) volledig gescheiden. De N-lijn wordt alleen gebruikt voor het terugkeerpad van de werkingstroom, terwijl de PE-lijn specifiek is voor aardingsbescherming.

Voordelen:

• Hoge veiligheid: Zelfs als de N-lijn breekt, blijft de PE-lijn intact, waardoor er continue bescherming is voor de apparatuur.

• Beter spanningsstabiel: Omdat de N-lijn en PE-lijn gescheiden zijn, is er geen interferentie van werkingstroom op de PE-lijn.

• Geschikt voor industriële, commerciële en woongebouwen met grootschalige distributiesystemen.

Nadelen:

Hogere kosten ten opzichte van TN-C-systemen vanwege de noodzaak van een extra PE-lijn.

1.3 TN-C-S Systeem

Kenmerken: Een TN-C-S-systeem is een hybride systeem waarbij een deel van het systeem een TN-C-configuratie heeft, en een ander deel een TN-S-configuratie. Meestal wordt aan de zijde van de energiebron een TN-C-systeem gebruikt, en aan de kant van de gebruiker wordt de PEN-lijn opgesplitst in aparte N- en PE-lijnen.

Voordelen:

• Lagere kosten ten opzichte van een volledig TN-S-systeem, geschikt voor middelgrote distributiesystemen.

• Aan de kant van de gebruiker verbetert de scheiding van N- en PE-lijnen de veiligheid.

Nadelen:

Als de PEN-lijn breekt voordat de scheiding plaatsvindt, kan dit nog steeds de veiligheid van het hele systeem beïnvloeden.

2. TT Systeem

Definitie: In een TT-systeem is het neutrale punt van de energiebron direct geaard, en de blootgestelde geleidende delen van de elektrische apparatuur zijn verbonden met de aarde via onafhankelijke aardings-elektroden. De twee "T"s in TT staan voor de directe aarding van het neutrale punt van de energiebron en de onafhankelijke aarding van de blootgestelde geleidende delen van de apparatuur.

2.1 Kenmerken

Aarding van de Energiebron: Het neutrale punt van de energiebron is direct geaard, waardoor een referentiepotentiaal wordt gecreëerd.

Aarding van de Apparatuur: Elk stuk elektrische apparatuur heeft zijn eigen onafhankelijke aardings-elektrode die direct met de aarde is verbonden, in plaats van verbonden te zijn met de aardingsinstallatie van de energiebron via een beschermingsgeleider.

Beschermingsmechanisme: Wanneer een apparaat lekstroom ervaart, stroomt de stroom door de aardings-elektrode van het apparaat naar de aarde, waardoor een kortsluitstroom ontstaat die de schakelaar of zekering activeert om de stroom af te sluiten, waardoor de apparatuur en het personeel beschermd worden.

2.2 Voordelen

• Hoog Onafhankelijk: Elk apparaat heeft zijn eigen onafhankelijke aarding, dus als de aarding van één apparaat faalt, blijft de aarding van andere apparaten effectief.

• Geschikt voor Decentraliseerde Energievoorziening: Het TT-systeem is bijzonder geschikt voor landelijke gebieden, boerderijen, tijdelijke gebouwen en andere decentraliseerde energietoevoerscenario's waar apparatuur breed verspreid is en het moeilijk is om een geünificeerde aardingsnetwerk te implementeren.

• Goede Foutisolatie: Als één apparaat faalt, worden de aardingsystemen van andere apparaten niet beïnvloed, waardoor de omvang van de fout beperkt blijft.

2.3 Nadelen

• Hoge Aardingweerstandseisen: Om ervoor te zorgen dat reststroomapparaten (RCD's of RCCB's) betrouwbaar functioneren, moet de aardingweerstand van elk apparaat zeer laag zijn (typisch minder dan 10Ω), wat de installatiecomplexiteit en -kosten verhoogt.

• Spanningsfluctuaties: Aangezien elk apparaat een onafhankelijke aarding heeft, kan de aardingpotential toenemen als meerdere apparaten gelijktijdig lekstroom ervaar, wat de werking van andere apparaten kan beïnvloeden.

• Hogere Eisten voor RCD's: Het TT-systeem vereist doorgaans hooggevoelige reststroomapparaten (RCD's of RCCB's) om tijdens een lekstroomgebeurtenis snel de stroom te kunnen afsluiten.

3. Vergelijking tussen TN- en TT-systemen

4. Kiezen tussen TN- en TT-systemen

De keuze tussen een TN-systeem en een TT-systeem hangt af van de specifieke toepassing, veiligheidsvereisten, installatiecondities en kostenoverwegingen:

• TN Systeem: Geschikt voor centrale energievoorzieningssystemen zoals stedelijke netwerken, industriële bedrijven, commerciële gebouwen en woonwijken. Het TN-S-systeem, in het bijzonder, wordt veel gebruikt in moderne gebouwen vanwege zijn uitstekende veiligheid en spanningsstabiliteit.

• TT Systeem: Geschikt voor decentraliseerde energievoorzieningssystemen zoals landelijke gebieden, boerderijen, tijdelijke gebouwen en mobiele apparatuur. De onafhankelijke aarding van het TT-systeem maakt het ideaal voor scenario's waarin een geünificeerd aardingsnetwerk moeilijk te implementeren is, maar het vereist zorgvuldige aandacht voor aardingweerstand en reststroomapparaten.

Conclusie

Zowel TN- als TT-systemen hebben hun voordelen en nadelen. De keuze van het aardingsysteem moet gebaseerd zijn op de specifieke toepassing, veiligheidsvereisten, installatiecondities en kostenfactoren. TN-systemen worden over het algemeen voorgetrokken voor centrale energievoorzieningssystemen, met betere veiligheid en spanningsstabiliteit, terwijl TT-systemen geschikt zijn voor decentraliseerde energievoorzieningssystemen, met sterke onafhankelijkheid en foutisolatie, maar hogere normen vereisen voor aardingweerstand en reststroombescherming.