Protecció Múltiple a Terra (PMT) – TN-C-S – (MEN) i PNB
Què és la Protecció Múltiple a Terra (PME)?
La Protecció Múltiple a Terra (PME) és un mètode de seguretat de puesta a tierra on el conductor de continuïtat a terra (fil de terra) en les instal·lacions del consumidor està connectat tant al sistema local de puesta a tierra com al conductor neutre de l'abastament d'energia. També conegut com a TN-C-S o Multiple Earther Neutral (MEN), aquest sistema assegura que si el fil neutre es treu, les corrents de falla encara poden retornar segurament a la font a través de la connexió a terra, minimitzant el risc d'electrocussió i altres perills.
En el sistema de puesta a tierra PME (il·lustrat a continuació), el neutre de l'abastament serveix un doble paper: proporciona la puesta a tierra protectora i actua com a conductor neutre. A més, el conductor neutre està aterra en diversos punts del costat de l'abastament. La secció posterior d'aquest article tracta les implicacions d'un conductor PEN obert (una trencada en el neutre de la font), inclosos els mesures protectors i els riscos associats amb la PME.
Què és TN-C-S PME?
TN-C-S PME (Protecció Múltiple a Terra) és una configuració específica d'un sistema de distribució elèctrica on la font d'abastament externa està directament aterrada en diversos punts ("T" = Terre, francès per "terra" o "ground"). En el costat de la instal·lació del consumidor, les parts conductives de l'equipament estan connectades via cables protectors de circuit (CPC) tant al neutre de l'abastament (N) com al sistema de puesta a tierra.
La designació "C-S" indica que els conductors neutre (N) i terra protector (PE) estan combinats (C) en la xarxa de la font d'abastament i separats (S) en la instal·lació del consumidor.
Components Clau de TN-C-S PME
T: Terre ("terra/ground") — El sistema té una connexió directa i independent a terra separada dels conductors d'abastament.
N: Neutre — El conductor de retorn de la corrent en el circuit elèctric.
C: Combinat — En la xarxa d'abastament amont (p. ex., des del transformador al quadre principal del consumidor), els conductors neutre (N) i terra protector (PE) són fusionats en un sol conductor anomenat el conductor PEN (Protective Earth Neutral).
S: Separat — Al quadre principal o punt de distribució del consumidor, el conductor PEN es divideix en dos conductors independents:
Neutre (N): Porta la corrent de retorn.
Terra Protector (PE): Connecta als marcs de l'equipament i assegura la seguretat durant les falls.
Com funciona TN-C-S PME
Amont (Costat de l'Abastament):
El neutre i el terra protector estan combinats com un conductor PEN, aterrat a la font (p. ex., transformador) i possiblement en punts intermedis (múltiples aterraments).
Avall (Costat del Consumidor):
Al quadre principal del consumidor, el conductor PEN es divideix en un neutre (N) i un terra protector (PE) separats.
El conductor PE connecta a totes les parts conductives exposades de l'equipament (p. ex., caixes metàl·liques) per desviar segurament les corrents de falla a terra.
El neutre (N) roman aïllat de terra dins de la instal·lació del consumidor (excepte per un únic punt de connexió al quadre principal per mantenir l'estabilitat de potencial).
Beneficis de Seguretat
Protecció contra Falls: En cas d'una falla de fase a metall, la corrent flueix a través del conductor PE a terra, activant ràpidament el disjuntor o fusible.
Seguretat en Trencada del Neutre: Si el conductor neutre es treu amont, la connexió PEN/PE assegura que les parts metàl·liques exposades romanguin a potencial de terra, reduint el risc d'electrocussió.
Flexibilitat: Combina la simplicitat d'un sistema combinat neutre-terra (TN-C) en la xarxa d'abastament amb la seguretat d'un sistema separat (TN-S) en la instal·lació del consumidor, fent-lo adequat tant per grilles urbans com per instal·lacions de edificis.
Aquesta configuració equilibra l'eficiència en costos en la xarxa d'abastament amb una seguretat millorada en els entorns dels usuaris finals, ampliament utilitzada en residencials, comercials i industrials.
Què és PNB?
PNB, abreviatura de Bonding Neutral Protector, és un mètode de puesta a tierra similar al sistema PME (Protecció Múltiple a Terra), però amb una diferència clau: la connexió Neutre-a-Terra (TN) s'estableix en el costat del consumidor (p. ex., al quadre principal de la instal·lació) en comptes de a la font d'energia o al transformador de distribució.
En un sistema TN-C-S, PNB (Bonding Neutral Protector) fa referència a la configuració on els conductors PEN (Terra Protector Neutre) o CNE (Combinat Neutre Terra) dels consumidors individuals estan connectats a la font d'energia (p. ex., transformador) només en un punt. Aquest únic punt de connexió assegura que les funcions neutre i terra protector estiguin combinades amont (des del transformador al quadre principal del consumidor) i separades dins de la instal·lació del consumidor (estructura TN-C-S).
Consideracions Clau per PNB
Requisit de Distància a Terra: La distància recomanada entre l'electrodo de puesta a tierra i el quadre principal del consumidor (on es produeix la connexió neutre-terra) ha de ser inferior a 40 metres (≈130 ft.). Per minimitzar els riscos de tensió en cas de trencada del neutre, aquesta distància hauria de ser tan curta com sigui possible, preferiblement adjacent a la barra de connexió a terra del quadre principal.
Mecanismes de Seguretat: Amb la connexió del neutre a terra en la instal·lació del consumidor, PNB ajuda a estabilitzar el potencial del neutre i proporciona una ruta de reserva per les corrents de falla si el conductor neutre amont falla. Això redueix el risc que les parts metàl·liques exposades es carreguin i causin electrocussió.
Diferència amb PME
Encara que tant PNB com PME impliquen la connexió neutre-terra, PME generalment involucra diversos punts de puesta a tierra en el costat de l'abastament (p. ex., al transformador i a la xarxa de distribució), mentre que PNB es centra en un únic punt de connexió en la ubicació del consumidor dins d'un marc TN-C-S.
PNB està dissenyat per equilibrar la seguretat i la simplicitat en instal·lacions de menor escala, assegurant la conformitat amb els còdigos elèctrics mentre minimitza l'impacte de les falls del conductor neutre en els entorns dels usuaris finals.
Per què i On s'utilitza el Sistema de Puesta a Tierra PME?
Sota les ESQCR (Regulacions d'Electricitat, Seguretat, Qualitat i Continuïtat), els consumidors estan prohibits d'instal·lar conductors PEN en instal·lacions HV/LV; aquesta responsabilitat recau en l'operador de xarxa de distribució independent (DNO). Això és degut a que els sistemes PME involucren configuracions complexes de puesta a tierra que requereixen gestió professional per assegurar la seguretat i la conformitat.
Beneficis Clau de PME
L'avantatge principal de PME és la seva capacitat per mitigar riscos en cas d'un fil neutre trencat (conductor PEN en circuit obert). Si el neutre falla, la corrent de falla encara pot retornar a la font d'abastament a través de la via paral·lela a terra (creada per diversos punts de puesta a tierra). Aquesta via de baixa resistència activa dispositius protectors (p. ex., fusibles, disjunctors) perquè la corrent alta a causa de la baixa resistència fon el fusible o activa el disjuntor. Conseqüentment, les parts metàl·liques exposades romanen a un potencial proper a terra, eliminant el risc d'electrocussió d'un neutre trencat. Sense PME, una trencada del neutre deixaria sense via de retorn, energitzant el fil neutre i posant un greu risc d'electrocussió.
Aplicacions de PME
Les companyies d'abastament d'energia i distribuidors sovint utilitzen PME en zones rurals o terrains difícils (p. ex., àrees muntanyoses) on:
L'aterrament de baixa resistència individual per cada edifici és costós o impracticable.
Obtenir una resistència d'anell de terra adequada des del transformador als terminals del consumidor és difícil.
No obstant això, l'ús de PME requereix aprovació escrita de les autoritats competents degut als seus requisits tècnics i riscos potencials.
Dimensionament de Conductors i Connexions per PME/PNB
Per la puesta a tierra PME, el dimensionament dels conductors ha d'adherir-se a les regulacions BS 7671:2018+A2:2022:
Riscos Potencials de la Puesta a Tierra PME
Encara que PME augmenta la seguretat, introdueix peril·los específics:
Potencial de Neutre Augmentat
Si el conductor neutre es treu (comú en línies aèries rurals), tota la metallurgia protectora (p. ex., caixes d'equipament) connectada al neutre pot carregar-se. Per exemple:
Falls Silencioses
En contrast amb les falls evidents, una trencada del neutre amb PME pot no activar immediatament accions protectores. El sistema pot romandre energitzat fins que algú toqui la metallurgia, provocant electrocussió inesperada.
Requisits de Mitigació:
Aterrament Múltiple: El neutre ha de estar aterra en diversos punts del sistema.
Baixa Resistència a Terra: La resistència de cada electrodo a terra no ha de superar els 10 ohms.
Electrodos a Terra Individuals: Recomanat per cada instal·lació per minimitzar les corrents de falla compartides.
Aprovació de les Autoritats: L'aprovació formal és obligatòria per assegurar el disseny i la manuteniment correctes.
Conclusió
PME és un mètode de puesta a tierra crític però reglamentat, ideal per àrees amb condicions d'aterrament difícils. La seva eficàcia depèn de la estricta conformitat amb normes de connexió, dimensionament i manuteniment per evitar peril·los com el potencial de neutre augmentat. Sempre consulteu enginyers qualificats i obteniu aprovació reglamentària quan implementeu sistemes PME.
