Защитно множество заземления (PME) – TN-C-S – (MEN) и PNB
Какво е защитно многообразно заземване (PME)?
Защитното многообразно заземване (PME) е метод на безопасно заземяване, при който проводникът за непрекъснатост на заземяването (заземващ проводник) в потребителската инсталация е свързан както с местната система за заземяване, така и с нулевия проводник на електроенергийното захранване. Този систем, известен още като TN-C-S или Многообразно Заземено Нулово (MEN), гарантира, че ако нулевият проводник се прекъсне, дефектните токове все още могат да се възвръщат безопасно към източника през заземяването, минимизирайки риска от електрически шок и други опасности.
В системата за заземяване PME (показана по-долу), нулевият проводник на захранването има двойна роля: предоставя защитно заземяване и действа като нулев проводник. Освен това нулевият проводник е заземен на множество точки от страна на захранването. Следващата секция на тази статия разглежда последствията от отворен PEN проводник (прекъсване на нулевия проводник), включително защитни мерки и потенциални рискове, свързани с PME.
Какво е TN-C-S PME?
TN-C-S PME (Protective Multiple Earthing) е специфична конфигурация на електрическа разпределителна система, при която външният източник на захранване е директно заземен на множество точки ("T" = Terre, френски за "земя" или "заземяване"). От страна на потребителската инсталация, проводящите части на оборудването са свързани чрез кабели за защита на веригата (CPC) както с нулевия проводник (N), така и с системата за заземяване.
Означението "C-S" показва, че нулевият (N) и защитния заземен (PE) проводници са комбинирани (C) в мрежата на източника на захранване и разделени (S) в потребителската инсталация.
Основни компоненти на TN-C-S PME
T: Terre ("земя/заземяване") — Системата има пряка, независима връзка с земята, отделна от проводниците за захранване.
N: Nul — Проводник за връщане на тока в електрическата верига.
C: Комбинирани — В горната част на мрежата за захранване (например, от трансформатора до основната панел на потребителя), нулевият (N) и защитния заземен (PE) проводници са обединени в един проводник, наречен PEN (Protective
Earth Neutral) проводник.
S: Разделени — В основната панел на потребителя или точка на разпределение, PEN проводникът се разделя на два независими проводника:
Nul (N): Представлява връщането на тока.
Protective Earth (PE): Свързва с рамки на оборудването и осигурява безопасност при дефект.
Как работи TN-C-S PME
Горе (страна на захранването):
Нулевият и защитния заземен са комбинирани като PEN проводник, заземени на източника (например, трансформатор) и може би на промеждутъчни точки (многообразно заземяване).
Долу (страна на потребителя):
В основната панел на потребителя, PEN проводникът се разделя на отделен нулев (N) и защитен заземен (PE).
PE проводникът свързва всички открити проводящи части на оборудването (например, метални корпуси) за безопасно отклоняване на дефектните токове към земята.
Нулевият (N) остава изолиран от земята в потребителската инсталация (освен за една единствена връзка в основната панел за поддържане на потенциалната стабилност).
Предимства за безопасността
Защита при дефект: При дефект между фаза и метал, токът протича през PE проводника към земята, активирайки бързо предпазните устройства (например, автомати или щифтове).
Безопасност при прекъсване на нулевия проводник: Ако нулевият проводник се прекъсне отгоре, връзката PEN/PE гарантира, че откритите метални части остават на потенциала на земята, намалявайки риска от електрически шок.
Флексибилност: Комбинира простотата на комбинираната нулева-земна система (TN-C) в мрежата за захранване с безопасността на разделената система (TN-S) в потребителската инсталация, правейки я подходяща както за градски мрежи, така и за строителни инсталации.
Тази конфигурация балансира икономичността в мрежата за захранване с подобрена безопасност в крайните потребителски среди, широко използвана в жилищни, търговски и промишлени установки.
Какво е PNB?
PNB, съкращение от Protective Neutral Bonding, е метод на заземяване, подобен на системата PME (Protective Multiple Earthing), но с ключова разлика: връзката Neutral-to-Earth (TN) се устанавява от страна на потребителя (например, в основната панел на инсталацията) вместо на източника на захранване или дистрибуционния трансформатор.
В системата TN-C-S, PNB (Protective Neutral Bonding) се отнася до конфигурацията, при която PEN (Protective Earth Neutral) или CNE (Combined Neutral Earth) проводниците на отделните потребители са свързани с източника на захранване (например, трансформатор) само в една точка. Тази единствена връзка гарантира, че функциите на нулевия и защитния заземен проводници са комбинирани отгоре (от трансформатора до основната панел на потребителя) и разделени в потребителската инсталация (структура TN-C-S).
Основни разглеждания за PNB
Изискване за разстояние до земята:Препоръчителното разстояние между заземяващият електрод и основната панел на потребителя (където се осъществява връзката нулев-земя) е по-малко от 40 метра (≈130 ft.). За минимизиране на напрегнатостта при прекъсване на нулевия проводник, това разстояние трябва да е колкото е възможно по-кратко, предпочитано съседно на земната линия на основната панел.
Механизъм за безопасност:Чрез връзване на нулевия проводник към земята в инсталацията на потребителя, PNB помага за стабилизиране на потенциала на нулевия проводник и предоставя резервен път за дефектните токове, ако нагоре нулевият проводник се повреди. Това намалява риска от откритите метални части да станат живи и да причинят електрически шок.
Разлика от PME
Въпреки че както PNB, така и PME включват връзване на нулевия проводник към земята, PME обикновено включва множество точки за заземяване от страна на захранването (например, на трансформатора и във веригата за разпределение), докато PNB се фокусира върху една единствена връзка в инсталацията на потребителя в рамките на TN-C-S структурата.
PNB е проектиран за баланс между безопасност и простота в малкомащабни инсталации, осигурявайки спазване на електрическите кодове, докато минимизира влиянието на дефектите на нулевия проводник в крайните потребителски среди.
Защо и къде се използва системата за заземяване PME?
Според ESQCR (Electricity Safety, Quality and Continuity Regulations), потребителите не са позволени да инсталират PEN проводници в HV/LV инсталации; тази отговорност лежи на независимия оператор на дистрибутивната мрежа (DNO). Това е поради факта, че системите PME включват сложни конфигурации за заземяване, които изискват професионално управление, за да се гарантира безопасността и съответствието.
Основни предимства на PME
Основното предимство на PME е способността му да намали рисковете при прекъснат нулев проводник (отворен PEN проводник). Ако нулевият проводник се прекъсне, дефектният ток може да се върне към източника на захранване чрез паралелен път към земята (създаден от множество точки за заземяване). Този път с ниско съпротивление активира предпазните устройства (например, щифтове, автомати) да се активират, тъй като високият ток, породен от ниското съпротивление, разтопява щифта или активира автомата. Следователно, откритите метални части остават при почти потенциал на земята, елиминирайки риска от електрически шок от прекъснат нулев проводник. Без PME, прекъсването на нулевия проводник би оставило без път за връщане, зареждайки нулевия проводник и представлявайки сериозен риск от електрически шок.
Приложения на PME
Енергийните компании и дистрибуторите често използват PME в села или трудни терени (например, планински области), където:
Индивидуалното заземяване с ниско съпротивление за всяко сграда е скъпо или непрактично.
Получаването на подходящо съпротивление на земна верига от трансформатора до потребителските терминали е трудно.
Обаче, използването на PME изисква писмено одобрение от съответните органи поради техническите изисквания и потенциалните рискове.
Размери на проводници и връзки за PME/PNB
За заземяване PME размерите на проводниците трябва да съответстват на регламента BS 7671:2018+A2:2022:
Потенциални рискове при заземяване PME
Въпреки че PME подобрява безопасността, то внася конкретни рискове:
Повишен потенциал на нулевия проводник
Ако нулевият проводник се прекъсне (общо в селските надземни линии), всички защитни метални части (например, корпуси на оборудването), свързани с нулевия проводник, могат да се заредят. Например:
Тихи дефекти
В сравнение с очевидните дефекти, прекъснат нулев проводник с PME може да не активира незабавно предпазни действия. Системата може да остане заредена, докато някой докосне металните части, водейки до неочаквани шокове.
Изисквания за намаляване на рисковете:
Многообразно заземяване: Нулевият проводник трябва да е заземен на множество точки в системата.
Ниско съпротивление на земята: Съпротивлението на всеки заземяващ електрод не трябва да надвишава 10 ома.
Индивидуални заземяващи стерженти: Препоръчителни за всяка инсталация, за да се минимизира споделеният дефектен ток.
Одобрение от органите: Формалното одобрение е задължително, за да се гарантира правилният дизайн и поддръжка.
Заключение
PME е критичен, но регулиран метод за заземяване, идеален за области с трудни условия за заземяване. Ефективността му зависи от строго спазване на стандарти за връзване, размери и поддръжка, за да се избегнат рискове като повишен потенциал на нулевия проводник. Винаги консултирайте се с квалифицирани инженери и получавайте регулаторно одобрение, когато имплементирате системи PME.
