Заштитно мултиплетно земнување (PME) – TN-C-S – (MEN) и PNB

Што е Protective Multiple Earth (PME)?

Protective Multiple Earth (PME) е метод за безбедно земљување каде што проводникот за континуитет на земјата (земја) во објектот на потрошувачот е поврзан и со локалниот систем за земљување и со нултиот проводник на стројната опрема. Познат и како TN-C-S или Multiple Earther Neutral (MEN), овој систем гарантира дека ако се прекине нултиот проводник, грешките токови ќе можат да се вратат до изворот на сигурен начин преку поврзувањето со земјата, намалувајќи ризикот од електрична шокна и други опасности.

Во системот за PME земљување (илустриран подолу), нултиот проводник служи двострука улога: првично, осигурува заштитно земљување и вторично, делува како нулти проводник. Дополнително, нултиот проводник е земљен на многу точки на страната на достава. Следниот дел на оваа статија дискутира импликациите на отворениот PEN проводник (прекин на нултиот проводник), вклучувајќи заштитни мерки и потенцијални ризици поврзани со PME.

Што е TN-C-S PME?

TN-C-S PME (Protective Multiple Earthing) е специфична конфигурација на систем за дистрибуција на електрична енергија каде што надворешниот извор на достава е директно земљен на многу точки ("T" = Terre, француски за "земја" или "ground"). На страната на инсталацијата на потрошувачот, проводливите делови на опремата се поврзуваат преку кабели за заштитна поврзување (CPC) со нултиот проводник (N) и системот за земљување.

Означувањето "C-S" указува дека нултиот (N) и заштитниот земја (PE) проводници се комбинирани (C) во мрежата на изворот на достава и сепарирани (S) во инсталацијата на потрошувачот.

Клучни компоненти на TN-C-S PME

• T: Terre ("земја/ground") — Системот има директна, независна врска со земјата која е одделна од проводниците за достава.
  

• N: Нулта — Вратната врска за ток во електричната кола.
  

• C: Комбиниран — Во горнодолгата мрежа за достава (напр. од трансформаторот до главната табла на потрошувачот), нултиот (N) и заштитниот земја (PE) проводници се спојуваат во еден единствен проводник наречен PEN (Protective

• Earth Neutral) проводник.
  

• S: Сепарирани — На главната табла или точката на дистрибуција на потрошувачот, PEN проводникот се дели на два независни проводника:
  

• Нулта (N): Пренесува вратниот ток.
  

• Zaštitna zemja (PE): Povezuva so oklop na oprema i osiguruva bezbednost pri greški.

Како функционира TN-C-S PME

• Upstream (Supply Side):

• Neutralniot i zaštitniot zemja se kombinirani kako PEN vodnik, zemljeni na izvorot (npr. transformator) i možebi na među tačkama (više zemljivanje).

• Downstream (Consumer Side):

• Na glavnata panela na potrošačot, PEN vodnikot se deli na odvojena neutralna (N) i zaštitna zemja (PE).

• Zaštitniot PE vodnik povezuva so svi izloženi provodivi delovi na opreme (npr. metalni oklopi) kako da sigurno preusmeri greške tokova do zemlje.

• Neutralniot (N) ostava izoliran od zemlje unutar instalacijata na potrošačot (osven za edna veza tačka na glavnoj paneli kako da se održi stabilen potencijal).

Bezbednosni prednosti

• Zaštita od grešaka: U slučaju faze-do-metalne greške, struja teče kroz PE vodnik do zemlje, brzo aktivirajući prekidnik ili štapicu.
  

• Bezbednost pri prekidu neutra: Ako se neutralni vodnik prekine upstream, PEN/PE veza osigurava da izloženi metali delovi ostane na potencijalu zemlje, smanjujući rizik od električnog udara.
  

• Fleksibilnost: Kombinuje jednostavnost kombinovanog neutralno-zemljinskog sistema (TN-C) u mreži za snabdevanje sa bezbednošću odvojenog sistema (TN-S) u objektima potrošača, čineći ga pogodnim i za gradske mreže i za građevinske instalacije.
  

Ova konfiguracija ravnoteži efikasnost troškova u mreži za snabdevanje sa poboljšanom bezbednošću u krajnjim korisničkim okruženjima, široko se koristi u stambenim, poslovnim i industrijskim postavljanjima.

Što je PNB?

PNB, skraćenica za Protective Neutral Bonding, je metoda zemljenja slična PME (Protective Multiple Earthing) sistemu, ali s ključnom razlikom: Neutral-to-Earth (TN) veza se uspostavlja na strani potrošača (npr. na glavnoj paneli objekta) umjesto na strani snabdijevanja ili distribucijskog transformatora.

U TN-C-S sistemu, PNB (Protective Neutral Bonding) odnosi se na konfiguraciju gdje PEN (Protective Earth Neutral) ili CNE (Combined Neutral Earth) vodnici pojedinačnih potrošača su povezani sa izvorom struje (npr. transformatorom) samo na jednoj tački. Ova jedinstvena veza osigurava da su funkcije neutralske i zaštitne zemlje kombinirane upstream (od transformatora do glavne table potrošača) i razdvojene unutar instalacije potrošača (struktura TN-C-S).

Ključne razmatranje za PNB

• Zahtjev za udaljenosti od zemlje:Preporučena udaljenost između elektroda za zemlju i glavne tablice potrošača (gdje se dešava vezanje neutralne zemlje) treba biti manja od 40 metara (≈130 ft.). Da bi se minimizirali naponi u slučaju prekida neutralnog vodnika, ova udaljenost treba biti što kraća, najbolje uzglavno uz traku za vezanje zemlje glavne tablice.

• Sigurnosni mehanizam:Vezanjem neutralne zemlje na lokaciji potrošača, PNB pomaga stabilizirati potencijal neutralne zemlje i pruža rezervnu putanju za struju greške ako se neutralni vodnik prekine upstream. To smanjuje rizik od toga da izloženi metali delovi postanu živopisni i uzrokuju električne udare.

Razlika od PME

Iako i PNB i PME uključuju vezanje neutralne zemlje, PME tipično uključuje više tačaka zemljenja na strani snabdijevanja (npr. na transformatoru i duž distributivne mreže), dok PNB fokusira na jednu vezu tačku na lokaciji potrošača unutar okvira TN-C-S.

PNB je dizajniran da ravnoteži bezbednost i jednostavnost u manjim instalacijama, osiguravajući ispunjavanje električnih propisa dok minimalizira uticaj grešaka neutralnog vodnika u krajnjim korisničkim okruženjima.

Zašto i gde se koristi sistem zemljenja PME?

Pod ESQCR (Propisi o bezbednosti, kvalitetu i kontinuitetu struje), potrošači su zabranjeni da instaliraju PEN vodnike u HV/LV instalacijama; ova odgovornost leži na nezavisnom operateru distributivne mreže (DNO). To je zato što PME sistemi uključuju složene konfiguracije zemljenja koje zahtevaju profesionalno upravljanje kako bi se osigurala bezbednost i usklađenost.

Ključne prednosti PME

Glavna prednost PME je njegova sposobnost da smanji rizike tokom prekida neutralnog vodnika (otvoreni PEN vodnik). Ako se neutralni vodnik prekine, greška struja može se vratiti do izvora snabdijevanja preko paralelnog puta zemlje (stvorenog višestrukim zemljenjem). Ova putanja niske otporne mogućnosti aktivira zaštitne uređaje (npr. štipice, prekidnici) kako bi se iskopili, jer visok struja zbog niske otporne mogućnosti topi štipicu ili aktivira prekidnik. Tako ostaju izloženi metali delovi na bliskom potencijalu zemlje, eliminirajući rizik od električnog udara zbog prekidanja neutralnog vodnika. Bez PME, prekid neutralnog vodnika bi ostavio bez povratnog puta, energizirajući neutralni vodnik i stvarajući ozbiljan rizik od udara.

Primene PME

Kompanije za snabdijevanje strujom i distributeri često koriste PME u ruralnim ili izazovnim terenima (npr. planinski područjima) gde:

• Individualno zemljenje niske otporne mogućnosti za svaki zgradu je skupo ili nepraktično.
  

• Dobijanje prihvatljive otporne petlje zemlje od transformatora do terminala potrošača je teško.
  

• Međutim, korištenje PME zahteva pisani dopust od relevantnih nadležnih organa zbog tehničkih zahteva i potencijalnih rizika.

Dimenzionisanje vodnika i vezanja za PME/PNB

Za zemljenje PME, dimenzionisanje vodnika mora da se pridržava propisa BS 7671:2018+A2:2022:

• Površina poprečnog presjeka zemljinskog vodnika: Pratite 114.1 i 543.1.1.

• Izračun: Podudaraju se sa Propisom 543.1.3 (struja greške i trajanje).

• Izbor zaštitnog vodnika: Koristite Propis 543.1.4 za dimenzionisanje.

Potencijalni rizici zemljenja PME

Iako PME unapređuje bezbednost, uvodi specifične opasnosti:

Povišeni potencijal neutralske zemlje

Ako se neutralni vodnik prekine (često u ruralnim nadzemnim linijama), svi zaštitni metalni delovi (npr. oklopi opreme) vezani na neutralnu zemlju mogu postati energizirani. Na primer:

• Opterećenje od 5 kW (otpor 12 Ω) na snabdijevanje od 240 V iskusi prekid neutralne zemlje.

• Struja se vraća preko paralelnih putova zemlje (npr. elektrod zemlje 12 Ω).

• Napon se dijeli preko opterećenja i putova zemlje: ~80 V pojavljuje se na zemljenim metalnim delovima, stvarajući rizik od udara.

Tihi grešci

Unutar očiglednih grešaka, prekid neutralne zemlje sa PME možda neće odmah aktivirati zaštitne akcije. Sistem može ostati energiziran dok netko ne dotakne metalne delove, dovodeći do neočekivanih udara.

Zahtjevi za mitigacijom:

• Višestruko zemljenje: Neutralna zemlja mora biti zemljena na više tačaka u sistemu.

• Niska otporna mogućnost zemlje: Otpor svakog elektroda zemlje ne smije premašiti 10 ohma.

• Individuelni elektrodi zemlje: Preporučeni za svaku instalaciju kako bi se smanjile zajedničke struje greške.

• Dopust od nadležnih organa: Formalni dopust je obavezan kako bi se osiguralo pravilno dizajniranje i održavanje.

Zaključak

PME je ključna, ali regulisana metoda zemljenja, idealna za područja sa izazovnim uslovima zemljenja. Njegova efikasnost zavisi od stroge usaglasnosti sa standardima vezanja, dimenzionisanja i održavanja kako bi se izbegli rizici poput povišenog potencijala neutralne zemlje. Uvek konsultujte kvalifikovane inženjere i dobijte regulatorni dopust kada implementirate sisteme PME.