سیم‌پیچ چندگانه محافظ (PME) – TN-C-S – (MEN) و PNB

Edwiin

ميدان: کلید برق

China

چه چیزی Protective Multiple Earth (PME) است؟

Protective Multiple Earth (PME) یک روش زمین‌گذاری ایمنی است که در آن هادی پیوستگی زمین (سیم زمین) در محل مصرف به هر دو سیستم زمین‌گذاری محلی و هادی متعادل منبع تغذیه متصل می‌شود. این سیستم که به TN-C-S یا Multiple Earther Neutral (MEN) نیز شناخته می‌شود، مطمئن می‌کند که اگر سیم متعادل قطع شود، جریانات خطا همچنان می‌توانند از طریق اتصال زمین به منبع بازگردند و خطر صدای الکتریکی و سایر خطرات را کاهش می‌دهد.

در سیستم زمین‌گذاری PME (که در زیر نشان داده شده است)، متعادل تغذیه نقش دوگانه دارد: ارائه زمین‌گذاری محافظ و عمل به عنوان هادی متعادل. علاوه بر این، هادی متعادل در چند نقطه در سمت تغذیه زمین‌گذاری می‌شود. بخش بعدی این مقاله به پیامدهای قطع شدن هادی PEN (یک شکست در متعادل منبع) شامل اقدامات محافظتی و خطرات مرتبط با PME می‌پردازد.

TN-C-S PME چیست؟

TN-C-S PME (Protective Multiple Earthing) یک تنظیمات خاص از یک سیستم توزیع الکتریکی است که در آن منبع تغذیه خارجی مستقیماً در چند نقطه ("T" = Terre، فرانسوی برای "زمین" یا "خاک") زمین‌گذاری می‌شود. در سمت نصب مصرف‌کننده، بخش‌های هادی تجهیزات از طریق کابل‌های محافظ مدار (CPC) به هر دو متعادل تغذیه (N) و سیستم زمین‌گذاری متصل می‌شوند.

علامت "C-S" نشان می‌دهد که هادی‌های متعادل (N) و زمین محافظ (PE) در شبکه منبع تغذیه (C) ترکیب شده و در نصب مصرف‌کننده (S) جدا شده‌اند.

اجزاء کلیدی TN-C-S PME

T: Terre ("زمین/خاک") — سیستم یک اتصال مستقیم و مستقل به زمین دارد که از هادی‌های تغذیه جدا است.
N: متعادل — هادی بازگشت جریان در مدار الکتریکی.
C: ترکیب — در شبکه تغذیه بالادست (مثلاً از ترانسفورماتور تا پنل اصلی مصرف‌کننده)، هادی‌های متعادل (N) و زمین محافظ (PE) به یک هادی واحد به نام PEN (Protective
Earth Neutral) ترکیب می‌شوند.
S: جدا — در پنل اصلی یا نقطه توزیع مصرف‌کننده، هادی PEN به دو هادی مستقل تقسیم می‌شود:
متعادل (N): جریان بازگشتی را منتقل می‌کند.
زمین محافظ (PE): به قاب تجهیزات متصل می‌شود و ایمنی را در حالت خطا تضمین می‌کند.

چگونگی کار TN-C-S PME

بالادست (سمت تغذیه):

متعادل و زمین محافظ به عنوان هادی PEN ترکیب شده و در منبع (مثلاً ترانسفورماتور) و ممکن است در نقاط میانی (زمین‌گذاری چندگانه) زمین‌گذاری شوند.

پایین‌دست (سمت مصرف‌کننده):

در پنل اصلی مصرف‌کننده، هادی PEN به متعادل (N) و زمین محافظ (PE) جدا شده تبدیل می‌شود.
هادی PE به تمام بخش‌های هادی تجهیزات (مثلاً قاب‌های فلزی) متصل می‌شود تا جریان‌های خطا را به زمین هدایت کند.
متعادل (N) در نصب مصرف‌کننده (به جز یک نقطه پیوند در پنل اصلی برای حفظ ثبات پتانسیل) از زمین جدا می‌شود.

مزایای ایمنی

حفاظت از خطا: در صورت بروز خطا در فاز به فلز، جریان از طریق هادی PE به زمین می‌رود و مداربر قطع‌کننده یا فیوز را به سرعت فعال می‌کند.
ایمنی در صورت قطع شدن متعادل: اگر هادی متعادل در بالادست قطع شود، اتصال PEN/PE مطمئن می‌کند که قطعات فلزی م袒露的金属部件保持接地电位，从而降低触电风险。
灵活性：结合了上游供电网络中组合中性线-地线系统（TN-C）的简单性和用户场所内分离系统（TN-S）的安全性，使其适用于城市电网和建筑安装。

这种配置在供电网络的成本效益与最终用户环境中的增强安全性之间取得了平衡，广泛用于住宅、商业和工业环境中。

什么是PNB？

PNB，即保护性中性线连接，是一种类似于PME（多重接地保护）系统的接地方法，但有一个关键区别：中性线到地线（TN）的连接是在用户侧（例如，在用户的主配电板处）而不是在电源或配电变压器处建立的。

在TN-C-S系统中，PNB（保护性中性线连接）指的是将各个用户的PEN（保护性地中性线）或CNE（组合中性地线）导体仅在一个点上连接到电源（例如变压器）。这个单一的连接点确保了中性线和保护地线的功能在上游（从变压器到用户的主配电板）是合并的，并在用户的安装内部（TN-C-S结构）是分开的。

PNB的关键考虑因素

接地距离要求：推荐的接地电极与用户主配电板（中性线接地连接发生的地方）之间的距离应小于40米（约130英尺）。为了在中性线断裂时最小化电压风险，该距离应尽可能短，最好靠近主配电板的接地连接条。
安全机制：通过在用户场所将中性线接地，PNB有助于稳定中性线的电位，并在上游中性线导体故障时提供备用路径以引导故障电流。这减少了暴露的金属部件带电并导致触电的风险。

与PME的区别

虽然PNB和PME都涉及中性线接地，但PME通常涉及在供电侧的多个接地点（例如，在变压器和配电网络沿线），而PNB则专注于在用户位置内的TN-C-S框架内的一个单一接地点。

PNB旨在在较小规模的安装中平衡安全性和简单性，确保符合电气规范，同时最大限度地减少最终用户环境中中性线故障的影响。

为什么以及在哪里使用PME接地系统？

根据ESQCR（电力安全、质量和连续性法规），消费者被禁止在高压/低压装置中安装PEN导体；这一责任由独立的配电网络运营商（DNO）承担。这是因为PME系统涉及复杂的接地配置，需要专业管理以确保安全和合规。

PME的主要优势

PME的主要优势在于其能够减轻断开中性线（开路PEN导体）期间的风险。如果中性线失效，故障电流可以通过多个接地点创建的并行地路径返回电源。这条低阻抗路径会触发保护装置（例如保险丝、断路器）跳闸，因为高电流由于低阻抗会导致保险丝熔断或断路器动作。因此，暴露的金属部件保持接近地电位，消除了由于断开中性线而导致的触电风险。如果没有PME，中性线断裂将没有返回路径，使中性线带电并构成严重的触电危险。

PME的应用

电力供应公司和分销商经常在农村或地形复杂地区（如山区）采用PME：