د TT او TN ګروند کې د توپیر په اړه

در سیستم‌های برق، زمین‌سازی (گراند کردن) یک اقدام مهم برای تضمین ایمنی تجهیزات برق و کارکنان است. بسته به نحوه اتصال نقطه خنثی منبع برق و قسمت‌های ماس شده (مانند پوشش‌های فلزی) تجهیزات برق به زمین، سیستم‌های برق را می‌توان به انواع مختلف تقسیم کرد. دو نوع رایج‌ترین سیستم عبارتند از سیستم‌های TN و TT. تفاوت اصلی بین این سیستم‌ها در نحوه گراند کردن نقطه خنثی منبع برق و نحوه اتصال قسمت‌های ماس شده تجهیزات به زمین است.

1. سیستم TN

تعریف: در سیستم TN، نقطه خنثی منبع برق مستقیماً به زمین متصل می‌شود و قسمت‌های ماس شده تجهیزات برق از طریق رسانه محافظ (خط PE) به سیستم گراند منبع برق متصل می‌شوند. "T" در TN به معنای گراند کردن مستقیم نقطه خنثی منبع برق است و "N" نشان می‌دهد که قسمت‌های ماس شده تجهیزات از طریق رسانه محافظ به سیستم گراند منبع برق متصل شده‌اند.

1.1 سیستم TN-C

خصوصیات: در سیستم TN-C، رسانه خنثی (خط N) و رسانه محافظ (خط PE) در یک رسانه واحد به نام خط PEN ترکیب می‌شوند. خط PEN هم به عنوان مسیر بازگشت جریان‌های کاربردی 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 محروم می‌شوند و ایمنی آن‌ها در معرض خطر قرار می‌گیرد.

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

1.2 سیستم TN-S

خصوصیات: در سیستم TN-S، رسانه خنثی (خط N) و رسانه محافظ (خط PE) کاملاً جدا از هم هستند. خط N فقط برای مسیر بازگشت جریان‌های کاربردی استفاده می‌شود و خط PE تنها برای محافظت گراند استفاده می‌شود.

مزایا:

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

• پایداری بهتر ولتاژ: چون خط N و خط PE جدا از هم هستند، جریان‌های کاربردی روی خط PE تأثیر نمی‌گذارند.

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

معایب:

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

1.3 سیستم TN-C-S

خصوصیات: 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 سیستم TN-S کامل، مناسب برای سیستم‌های توزیع متوسط.

• در طرف 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 خنثی منبع برق مستقیماً به زمین متصل می‌شود و قسمت‌های ماس شده تجهیزات برق از طریق الکترودهای گراند مستقل به زمین متصل می‌شوند. دو "T" در TT به معنای گراند کردن مستقیم نقطه خنثی منبع برق و گراند مستقل قسمت‌های ماس شده تجهیزات است.

2.1 خصوصیات

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

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

مکانیزم محافظت: وقتی یک دستگاه جریان لیکی تجربه می‌کند، جریان از طریق الکترود گراند دستگاه به زمین می‌رود و جریان کوتاه مداری ایجاد می‌کند که موجب قطع کننده یا فیوز شده و قطع برق می‌کند و تجهیزات و کارکنان را محافظت می‌کند.

2.2 مزایا

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

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

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

2.3 معایب

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

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

• نیاز بیشتر به RCDs: سیستم TT معمولاً نیاز به دستگاه‌های جریان باقی‌مانده حساس (RCDs یا RCCBs) دارد تا در صورت وقوع جریان لیکی، قطع برق سریعاً انجام شود.

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 ملاحظات هزینه دارد:

• سیستم TN: مناسب برای سیستم‌های تأمین برق مرکزی 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 مورد استفاده قرار می‌گیرد.

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

نتیجه‌گیری

هر دو سیستم TN و TT مزایا و معایب خود را دارند. انتخاب سیستم گراند باید بر اساس کاربرد خاص، نیازهای ایمنی، شرایط نصب و ملاحظات هزینه 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 پراکنده مناسب هستند که استقلال و جدا کردن خطا را فراهم می‌کنند اما نیاز به استانداردهای بالاتر برای مقاومت گراند و محافظت جریان باقی‌مانده دارند.