Védelmi Többszörös Földelés (PME) – TN-C-S – (MEN) és PNB

Mi az Irodalmi Többszörös Földelés (PME)?

Az Irodalmi Többszörös Földelés (PME) egy biztonsági földelési módszer, amelyben a fogyasztó helyiségében található földkapcsoló vezeték (földvezeték) csatlakoztatva van mind a helyi földelő rendszerhez, mind a tápegység nullájához. Ezt ismerteti a TN-C-S vagy a Többszörös Földelő Nulla (MEN) néven, és ez a rendszer biztosítja, hogy ha a nulla vezeték megsérül, a hibajáratok még mindig biztonságosan vissza tudnak térni a forrás felé a földkapcsolón keresztül, így minimalizálva a villámütők és más veszélyek kockázatát.

A PME földelési rendszerben (lásd alább) a tápegység nullája kétfogású szerepet játszik: biztonsági földelést nyújt és a nullavezetékként működik. Emellett a nullavezeték több ponton kapcsolódik a földre a tápegység oldalán. A cikk következő része a megnyitott PEN vezeték (forrásnulla megsérülése) hatásait vizsgálja, beleértve a védelmi intézkedéseket és a PME-hez kapcsolódó potenciális kockázatokat.

Mi a TN-C-S PME?

A TN-C-S PME (Irodalmi Többszörös Földelés) egy specifikus konfigurációja egy elektromos elosztó rendszernek, ahol a külső tápegység forrása többszörösen kapcsolódik a földre ("T" = Terre, franciaul "föld" vagy "földelés"). A fogyasztó telepítésénél a berendezések vezetékes részei áramútveszély-ellenes vezetékekkel (CPC) csatlakoztathatók a tápegység nullához (N) és a földelő rendszerekhez.

A "C-S" jelölés azt jelenti, hogy a nulla (N) és a védelmi föld (PE) vezetékek kombináltak (C) a tápegység hálójában, és elkülönültek (S) a fogyasztó telepítésében.

A TN-C-S PME kulcsfontosságú komponensei

• T: Terre ("föld/földelés") — A rendszer független, közvetlen földkapcsolattal rendelkezik, amely különálló a tápegység vezetékeitől.
  

• N: Nulla — Az áramvisszavezető vezeték az elektromos áramkörben.
  

• C: Kombinált — A távoli tápegység hálójában (pl. a transzformátor és a fogyasztó főpultja között) a nulla (N) és a védelmi föld (PE) vezetékek egyetlen vezetékké, a PEN (Védelmi Föld-Nulla) vezetékké válnak.
  

• S: Elkülönült — A fogyasztó főpultján vagy elosztási pontján a PEN vezeték két független vezetékre osztódik:
  

• Nulla (N): Az áramvisszavezető.
  

• Védelmi Föld (PE): A berendezések keretéhez csatlakozik, és biztonságot nyújt hibák esetén.

Működés a TN-C-S PME-ben

• Felső (Tápegység Oldala):

• A nulla és a védelmi föld kombináltak egy PEN vezetékként, ami a forrásnál (pl. transzformátor) és lehetséges, hogy köztes pontokon (többszörös földelés) kapcsolódik a földre.

• Alsó (Fogyasztó Oldala):

• A fogyasztó főpultján a PEN vezeték két független vezetékre, a nulla (N) és a védelmi föld (PE) vezetékre osztódik.

• A PE vezeték összekapcsolja a berendezések minden kitett vezetékes részét (pl. fémmagasságokat), hogy a hibajáratok biztonságosan a földre irányíthatók legyenek.

• A nulla (N) a fogyasztó telepítésében a földről elkülönül (kivéve a főpulton lévő egyetlen kapcsolódási pontot, ami a potenciál stabilizálását biztosítja).

Biztonsági előnyök

• Hiba Védelem: Ha fázis-fém hiba történik, az áram a PE vezetéken keresztül a földre halad, gyorsan kiindítva a vezetékkitörőt vagy a szenzort.
  

• Nulla Megsérülés Biztonsága: Ha a nulla vezeték megsérül a forrás felől, a PEN/PE kapcsolat biztosítja, hogy a kitett fémes részek a földpotenciálnál maradjanak, csökkentve a villámütő kockázatát.
  

• Rugalmas: Ötvözi a kombinált nulla-föld rendszer (TN-C) egyszerűségét a tápegység hálójában azzal a szétválasztott rendszer (TN-S) biztonságával a fogyasztó telepítésében, így alkalmas városi hálózatokra és épületi telepítésekre is.
  

Ez a konfiguráció egyensúlyt teremt a tápegység hálózatban a költséghatékonyság és a javított biztonság között, széles körben használt lakossági, kereskedelmi és ipari környezetekben.

Mi a PNB?

A PNB, röviden Védelmi Nulla Kapcsolódás, egy földelési módszer, hasonló a PME (Irodalmi Többszörös Földelés) rendszerhez, de egy kulcsfontosságú eltéréssel: a Nulla-Föld (TN) kapcsolat a fogyasztó oldalán (pl. a telepítés főpultján) jön létre, nem pedig a tápegység vagy a disztribúciós transzformátor oldalán.

A TN-C-S rendszerben a PNB (Védelmi Nulla Kapcsolódás) olyan konfigurációt jelent, ahol a PEN (Védelmi Föld-Nulla) vagy CNE (Kombinált Nulla-Föld) vezetékek egyenkénti fogyasztói csatlakoztatva vannak a tápegységhez (pl. transzformátor) csak egy ponton. Ez az egyetlen kapcsolódási pont biztosítja, hogy a nulla és a védelmi föld funkciók kombináltak a forrás felől (a transzformátor és a fogyasztó főpultja között), és elkülönülnek a fogyasztó telepítésében (TN-C-S szerkezet).

Fontos szempontok a PNB-re

• Földtávolság Követelmény: A javasolt távolság a földelő elektrodától a fogyasztó főpultjáig (ahol a nulla-föld kapcsolódás történik) kevesebb, mint 40 méter (≈130 láb). A nullamegsérülés esetén fellépő feszültségkockázat minimalizálása érdekében ez a távolság lehetőleg rövidnek kell lennie, ideálisan a főpult földkapcsoló sávjának mellett.

• Biztonsági Mechanizmus: A nulla és a föld összekapcsolása a fogyasztó telepítésében segít stabilizálni a nullapotenciált, és biztosít egy tartalék utat a hibajáratok számára, ha a forrás felőli nulla vezeték megsérül. Ez csökkenti annak a kockázatát, hogy a kitett fémes részek élvegővé változhatnak, és villámütőt okozhatnak.

Különbség a PME-től

Bár mind a PNB, mind a PME a nulla-föld kapcsolódást tartalmazza, a PME általában többszörös földkapcsoló pontokat tartalmaz a forrás oldalán (pl. a transzformátor és a disztribúciós hálózat mentén), míg a PNB egyetlen kapcsolódási pontot használ a fogyasztó telepítésében a TN-C-S keretrendszerben.

A PNB a biztonság és a simaság egyensúlyát biztosítja a kisebb méretű telepítésekben, elégedve az elektromos szabályokkal, miközben minimalizálja a nullavezetékmegsérülések hatását a fogyasztói környezetben.

Miért és hol használják a PME földelési rendszert?

Az ESQCR (Elektromos Biztonság, Minőség és Folytonosság Rendeletek) alapján a fogyasztók tiltottak a PEN vezetékek telepítését magas- és alacsonyfeszültségű telepítésekben; ez a felelősség a független disztribúciós hálózati operátorral (DNO) van. Ez azért, mert a PME rendszerek komplex földelési konfigurációkat igényelnek, amelyek profeszionális kezelést igényelnek a biztonság és a megfelelőség biztosítása érdekében.

A PME kulcsfontosságú előnyei

A PME fő előnye, hogy csökkenti a kockázatokat egy törött nulla vezeték (megnyitott PEN vezeték) esetén. Ha a nulla megsérül, a hibajáratok a forrás felé visszatérhetnek a párhuzamos földkapcsoló úton (ami a többszörös földkapcsoló pontok által létrejön). Ez a nagy áramerőtű, alacsony ellenállású út ráveszi a védelmi eszközöket (pl. szenzorok, vezetékkitörők) arra, hogy kiinduljanak, mivel a nagy áramerőt a szenzor olvadtatja vagy a vezetékkitörő aktiválja. Ennek eredményeként a kitett fémes részek a földpotenciálnál maradnak, kiejtve a villámütő kockázatát a törött nulla miatt. Nélkül a PME, a nulla megsérülése nincs visszafelé menő út, ami energiát ad a nulla vezetéknél, és súlyos villámütő kockázatot jelent.

A PME alkalmazásai

A tápegység-szolgáltatók és disztribútorok gyakran használják a PME-t a vidéki vagy nehéz területeken (pl. hegyvidéken), ahol:

• Egyes épületekhez való különálló, alacsony ellenállású földelés drága vagy gyakorlatilag nem lehetséges.
  

• Megfelelő földhurok ellenállás beszerzése a transzformátor és a fogyasztói terminálok között nehéz.
  

• Ugyanakkor a PME használata írott engedélyt igényel a releváns hatóságoktól a technikai követelmények és potenciális kockázatok miatt.

Vezeték és kapcsolódás méretezése a PME/PNB esetén

A PME földeléshez a vezeték méretezése meg kell felelnie a BS 7671:2018+A2:2022 szabályzatoknak:

• Földvezeték kerete: Lásd 114.1 és 543.1.1.

• Számítások: Eleget tegyen a 543.1.3 szabálynak (hibajárat és időtartam).

• Védelmi vezeték kiválasztása: Használja a 543.1.4 szabályt a méretezéshez.

A PME földelés potenciális kockázatai

Bár a PME biztonságot növel, specifikus kockázatokat is bevezet:

Emelt Nullapotenciál

Ha a nulla vezeték megsérül (gyakori a vidéki felfestett vezetékeknél), az összes a nullához csatlakoztatott védelmi fémes rész (pl. berendezéskeretek) energiába vehető. Például:

• Egy 5 kW terhelés (12 Ω ellenállás) egy 240 V tápegységen nullamegsérülést tapasztal.

• Az áram a párhuzamos földkapcsoló úton (pl. 12 Ω földelektrodák) tér vissza.

• A feszültség a terhelés és a földkapcsoló út között osztódik: ~80 V jelenik meg a földelő fémes részein, ami villámütő kockázatot jelent.

Csendes Hibák

Ellentétben a nyilvánvaló hibákkal, a törött nulla a PME esetén nem indítja el azonnal a védelmi intézkedéseket. A rendszer energiába vehető marad, amíg valaki meg nem éri a fémes részeket, ami váratlan villámütőt okozhat.

Csökkentési Igények:

• Többszörös Földelés: A nulla többszörösen kell legyen földre kapcsolva a rendszerben.

• Alacsony Földellenállás: Minden földelektrodának ellenállása nem haladhatja meg a 10 ohm-ot.

• Egyedi Földelektrodák: Javasolt minden telepítéshez, hogy minimalizálja a megosztott hibajáratokat.

• Hatósági Engedély: Formális engedély szükséges, hogy biztosítsa a megfelelő tervezést és karbantartást.

Összefoglalás

A PME egy kritikus, de szabályozott földelési módszer, amely ideális a kihívásokkal teli földelési feltételekhez. Hatékonysága a szigorú betartásra alapul a kapcsolódás, a méretezés és a karbantartás szabványainak, hogy elkerülje a kockázatokat, mint például az emelt nullapotenciál. Mindig konzultáljon minősített mérnökökkel, és szerezzen szabályozói engedélyt a PME rendszerek implementálása során.