Beskermende Meervoudige Aarding (PME) – TN-C-S – (MEN) en PNB

Wat is Beskermende Meervoudige Aarding (PME)?

Beskermende Meervoudige Aarding (PME) is 'n veiligheidsaardingmetode waar die aardverbindingsgeleider (aarddraad) in 'n verbruiker se eiendom verbonden word met beide die plaasaardstelsel en die neutrale geleider van die kragvoorsiening. Dit word ook bekend as TN-C-S of Meervoudige Aardneutrale (MEN), wat verseker dat indien die neutrale draad breek, foutstromings steeds veilig deur die aardverbinding terug kan keer na die bronne, die risiko van elektriese skok en ander gevaarlike situasies minimerend.

In die PME-aardingstelsel (hieronder geïllustreer), dien die voorsieningsneutraal 'n dubbele rol: dit verskaf beskermende aarding en funksioneer as die neutrale geleider. Daarbenewens word die neutrale geleider by meerdere punte aan die voorsieningskant afgelaai. Die volgende afdeling van hierdie artikel bespreek die implikasies van 'n oop-sirkel PEN-geleider (een breek in die bronne-neutraal), insluitend beskermende maatreëls en potensiële risiko's geassosieer met PME.

Wat is TN-C-S PME?

TN-C-S PME (Beskermende Meervoudige Aarding) is 'n spesifieke konfigurasie van 'n elektriese verspreidingsstelsel waar die buitevoorsieningsbronne direk by meerdere punte afgelaai word ("T" = Terre, Frans vir "aarde" of "grond"). Op die verbruiker se installasiekant word die geleiedele van toerusting via sirkelbeskermingskabels (CPC) verbonden met beide die voorsieningsneutraal (N) en die aardingstelsel.

Die "C-S" aanduiding dui daarop dat die neutrale (N) en beskermende aarde (PE) geleiders gekombineer (C) word in die voorsieningsbronne se netwerk en geskei (S) word in die verbruiker se installasie.

Kernkomponente van TN-C-S PME

• T: Terre ("aarde/grond") — Die stelsel het 'n direkte, onafhanklike grondverbinding apart van die voorsieningsgeleiders.
  

• N: Neutraal — Die teruggeleider vir stroom in die elektriese sirkel.
  

• C: Gekombineer — In die opwaartse voorsieningsnetwerk (bv. van die transformator na die verbruiker se hoofpaneel), word die neutrale (N) en beskermende aarde (PE) geleiders saamgevoeg in 'n enkele geleider genaamd die PEN (Beskermende

• Aarde Neutraal) geleider.
  

• S: Geskei — By die verbruiker se hoofpaneel of verspreidingspunt, verdeel die PEN-geleider in twee onafhanklike geleiders:
  

• Neutraal (N): Dra die terugstroom.
  

• Beskermende Aarde (PE): Verbind met toerustingframe en verseker veiligheid tydens foute.

Hoe TN-C-S PME werk

• Opwaarts (Voorsieningskant):

• Die neutrale en beskermende aarde word gekombineer as 'n PEN-geleider, afgelaai by die bronne (bv. transformator) en moontlik by tussenliggende punte (meervoudige aarding).

• Afwaarts (Verbruikerskant):

• By die verbruiker se hoofpaneel, word die PEN-geleider geskei in 'n afsonderlike neutrale (N) en beskermende aarde (PE).

• Die PE-geleider verbind met alle blootgestelde geleide dele van toerusting (bv. metaal behuisinge) om foutstromings veilig na die grond te lei.

• Die neutrale (N) bly geïsoleer van die grond binne die verbruiker se installasie (uitgesluit 'n enkele verbindingspunt by die hoofpaneel om potensiaal stabiliteit te handhaaf).

Veiligheidsvoordele

• Foutbeskerming: Indien 'n fase-na-metaal fout voorkom, vloei stroom deur die PE-geleider na die grond, wat die sirkelbreker of veer vinnig laat spring.
  

• Neutrale Breekveiligheid: As die neutrale geleider opwaarts breek, verseker die PEN/PE-verbinding dat blootgestelde metaaldele by grondpotensiaal bly, wat die risiko van elektriese skok verminder.
  

• Vlexibiliteit: Kombineer die eenvoud van 'n gekombineerde neutraal-aarde stelsel (TN-C) in die voorsieningsnetwerk met die veiligheid van 'n geskeide stelsel (TN-S) in die verbruiker se eiendom, wat dit geskik maak vir beide stedelike netwerke en gebouinstallasies.
  

Hierdie konfigurasie balanseer kosteneffektiwiteit in die voorsieningsnetwerk met verhoogde veiligheid in eindgebruikeromgewings, wye gebruik in woon-, kommersiële en industriële toepassings.

Wat is PNB?

PNB, kort vir Beskermende Neutrale Verbinding, is 'n aardingmetode soortgelyk aan die PME (Beskermende Meervoudige Aarding) stelsel, maar met 'n sleutelverskil: die Neutrale-na-Aarde (TN) verbinding word op die verbruikerskant (bv. by die eiendom se hoofpaneel) eerder as by die kragvoorsiening of verspreidingstransformator gestel.

In 'n TN-C-S stelsel verwys PNB (Beskermende Neutrale Verbinding) na die konfigurasie waar die PEN (Beskermende Aarde Neutraal) of CNE (Gekombineerde Neutrale Aarde) geleiders van individuele verbruikers slegs by een punt met die kragbronne (bv. transformator) verbonden word. Hierdie enkele verbindingspunt verseker dat die neutrale en beskermende aarde funksies opwaarts gekombineer (van die transformator na die verbruiker se hoofpaneel) en binne die verbruiker se installasie geskei (TN-C-S struktuur) word.

Kernoorgange vir PNB

• Aardeafstandvereiste: Die aanbevole afstand tussen die aardingelektrode en die verbruiker se hoofpaneel (waar die neutrale-aarde verbinding plaasvind) is minder as 40 meter (≈130 ft.). Om spanningsrisiko's by 'n neutrale breek te minimeer, moet hierdie afstand ideaal gesproke so kort as moontlik wees, veral naast die hoofpaneel se aardverbindingsbalk.

• Veiligheidsmekanisme: Deur die neutrale aan die aarde by die verbruiker se eiendom te verbind, help PNB om die neutrale se potensiaal te stabiliseer en bied 'n rugweg vir foutstromings indien die opwaartse neutrale geleider fouteer. Dit verminder die risiko dat blootgestelde metaaldele lewendig word en elektriese skok veroorsaak.

Verskil van PME

Waar beide PNB en PME neutrale-aarde verbinding betrek, PME behels tipies meervoudige aardingpunte aan die voorsieningskant (bv. by die transformator en langs die verspreidingsnetwerk), terwyl PNB fokus op 'n enkele verbindingspunt by die verbruiker se lokasie binne 'n TN-C-S raamwerk.

PNB is ontwerp om veiligheid en eenvoud in kleinskaalse installasies te balanseer, wat hou van elektriese kode terwyl die impak van neutrale geleiderfoute in eindgebruikeromgewings geminimaliseer word.

Waarom en waar word die PME-aardingstelsel gebruik?

Onder die ESQCR (Elektrisiteit Veiligheid, Kwaliteit en Kontinuïteitsverordeninge), is verbruikers verbied om PEN-geleiders in HV/LV-installasies te installeer; hierdie verantwoordelikheid lê by die onafhanklike verspreidingsnetwerkoperateur (DNO). Dit is omdat PME-stelsels komplekse aardingkonfigurasies behels wat professionele bestuur benodig om veiligheid en ooreenkoms te verseker.

Kernvoordele van PME

Die primêre voordeel van PME is sy vermoë om risiko's tydens 'n gebroke neutrale draad (oop-sirkel PEN-geleider) te verminder. As die neutrale fouteer, kan die foutstroom deur die parallelle aardpad (geskep deur meervoudige aardingpunte) terug keer na die voorsieningsbronne. Hierdie laagweerstandpad aktiveer beskermtoestelle (bv. veers, sirkelbrekers) om te spring, aangesien die hoë stroom as gevolg van lae weerstand die veer smelt of die breker aktiveer. Gevolglik bly blootgestelde metaaldele by naby-grondpotensiaal, wat die risiko van elektriese skok as gevolg van 'n gebroke neutrale elimineer. Sonder PME sou 'n neutrale breek geen terugkeerpaa nie, wat die neutrale draad energiseer en 'n ernstige skokrisiko skep.

Toepassings van PME

Kragvoorsieningsmaatskappye en -distributeur gebruik dikwels PME in landelike of uitdagende terrein (bv. berggebiede) waar:

• Individuele lae-weerstand aarding vir elke gebou duur of onprakties is.
  

• Die verkryging van geskikte aardlusweerstand van die transformator tot die verbruikersterminals moeilik is.
  

• Echter, die gebruik van PME vereis geskrewe goedkeuring van relevante owerhede as gevolg van sy tegniese vereistes en potensiële risiko's.

Geleider- en Verbindingsgroottes vir PME/PNB

Vir PME-aarding moet geleidergroottes aan BS 7671:2018+A2:2022 regulasies voldoen:

• Aardgeleiderdwarsdoorsnyding: Volg 114.1 en 543.1.1.

• Berekeninge: Voldoen aan Regulasie 543.1.3 (foutstroom en duur).

• Beskermende geleiderkeuse: Gebruik Regulasie 543.1.4 vir groottes.

Potensiële Risiko's van PME-aarding

Alhoewel PME veiligheid verhoog, bring dit spesifieke gevaarlike situasies mee:

Verhoogde Neutrale Potensiaal

As die neutrale geleider breek (algemeen in landelike oorhooflynne), kan al die beskermende metaalwerk (bv. toerusting behuisinge) wat aan die neutrale verbonden is, energiseer. Byvoorbeeld:

• 'n 5 kW belasting (12 Ω weerstand) op 'n 240 V voorsiening ervaar 'n neutrale breek.

• Stroom keer terug via parallelle aardpad (bv. 12 Ω aarde-elektrodes).

• Spanning verdeel oor die belasting en aardpad: ~80 V verskyn op afgelaai metaalwerk, wat 'n skokrisiko skep.

Stil Foute

In teenstelling met duidelike foute, mag 'n gebroke neutrale met PME nie onmiddellik beskermende aksie triggie nie. Die stelsel kan energiseer bly totdat iemand die metaalwerk aanraak, wat onverwagte skokke lei.

Verligtingsvereistes:

• Meervoudige Aarding: Neutrale moet by meerdere punte in die stelsel afgelaai word.

• Laag Aarde-weerstand: Elke aarde-elektrode se weerstand moet nie 10 ohms oorskry nie.

• Individuele Aarde Stawe: Aanbeveel vir elke installasie om gedeelde foutstromings te minimeer.

• Owerheid Goedkeuring: Formele goedkeuring is verpligtig om regte ontwerp en instandhouding te verseker.

Slot

PME is 'n kritieke maar geregelde aardingmetode, ideaal vir areas met uitdagende aardingstoestande. Sy effektiwiteit hang af van streng nalewing van verbindings-, groottes- en instandhoudingsstandaarde om risiko's soos verhoogde neutrale potensiale te vermy. Raadpleeg altyd gekwalifiseerde ingenieurs en verkry reguleerdersgoedkeuring wanneer PME-stelsels geïmplementeer word.