Beschermde Meervoudige Aarding (PME) – TN-C-S – (MEN) en PNB
Wat is Protective Multiple Earth (PME)?
Protective Multiple Earth (PME) is een veiligheidsaardingmethode waarbij de aardingsleiding (aardingsdraad) in de woning van de consument zowel verbonden is met het lokale aardingsysteem als met de neutrale leiding van de stroomvoorziening. Ook bekend als TN-C-S of Multiple Earther Neutral (MEN), zorgt dit systeem ervoor dat bij het breken van de neutrale draad, foutstromen nog steeds veilig via de aarding terug kunnen keren naar de bron, waardoor het risico op elektrische schok en andere gevaren wordt geminimaliseerd.
In het PME-aardingsysteem (zie illustratie hieronder) vervult de neutrale voeding een dubbele rol: het biedt beschermende aarding en fungeert als de neutrale leiding. Bovendien wordt de neutrale leiding aan meerdere punten aan de voedingskant geaard. Het volgende gedeelte van dit artikel bespreekt de implicaties van een open-circuit PEN-geleider (een breuk in de bronneutrale), inclusief beschermende maatregelen en mogelijke risico's die gepaard gaan met PME.
Wat is TN-C-S PME?
TN-C-S PME (Protective Multiple Earthing) is een specifieke configuratie van een elektriciteitsdistributiesysteem waarbij de externe voedingsbron op meerdere punten direct wordt geaard ("T" = Terre, Frans voor "aarde" of "grond"). Aan de installatiekant van de consument zijn de geleidende delen van apparatuur verbonden via circuitbeschermingskabels (CPC) zowel met de neutrale voeding (N) als met het aardingsysteem.
De "C-S" aanduiding geeft aan dat de neutrale (N) en de beschermende aarding (PE) geleiders in het netwerk van de voedingsbron worden samengevoegd (C) en gescheiden (S) in de installatie van de consument.
Belangrijke Componenten van TN-C-S PME
T: Terre ("aarde/grond") — Het systeem heeft een directe, onafhankelijke aarding die los staat van de voedingsleidingen.
N: Neutraal — De retourleiding voor stroom in het elektriciteitscircuit.
C: Gecombineerd — In het upstream voedingsnetwerk (bijv. van de transformator naar het hoofdpaneel van de consument), worden de neutrale (N) en de beschermende aarding (PE) geleiders samengevoegd tot één geleider, genaamd de PEN (Protective
Earth Neutral) geleider.
S: Gescheiden — Op het hoofdpaneel of distributiepunt van de consument splits de PEN-leider zich in twee onafhankelijke geleiders:
Neutraal (N): Draagt de retourstroom.
Beschermende Aarding (PE): Verbindt met apparatuurframes en zorgt voor veiligheid bij storingen.
Hoe werkt TN-C-S PME
Upstream (Voedingskant):
De neutrale en de beschermende aarding worden gecombineerd als een PEN-geleider, geaard op de bron (bijv. transformator) en mogelijk op tussenliggende punten (meervoudige aarding).
Downstream (Consumentenkant):
Op het hoofdpaneel van de consument wordt de PEN-geleider gesplitst in een aparte neutrale (N) en beschermende aarding (PE).
De PE-geleider verbindt alle blootgestelde geleidende delen van apparatuur (bijv. metalen behuizingen) om foutstromen veilig af te voeren naar de grond.
De neutrale (N) blijft binnen de installatie van de consument geïsoleerd van de grond (behalve voor een enkel bondpunt op het hoofdpaneel om het potentiaal stabiliteit te handhaven).
Veiligheidsvoordelen
Storingbescherming: Bij een fase-naar-metaal storing stroomt de stroom via de PE-geleider naar de grond, waardoor de circuitbreker of zekering snel uitschakelt.
Veiligheid bij breuk van de neutrale: Als de neutrale leiding upstream breekt, zorgt de PEN/PE-verbinding ervoor dat blootgestelde metalen delen op grondpotentieel blijven, waardoor het risico op elektrische schokken wordt verminderd.
Flexibiliteit: Combineert de eenvoud van een gecombineerd neutrale-aardingssysteem (TN-C) in het voedingsnetwerk met de veiligheid van een gescheiden systeem (TN-S) in de installatie van de consument, waardoor het geschikt is voor zowel stedelijke netwerken als gebouwinstallaties.
Deze configuratie evenweegt kosten-efficiëntie in het voedingsnetwerk met verhoogde veiligheid in eindgebruikersomgevingen en wordt breed gebruikt in woon-, commerciële en industriële toepassingen.
Wat is PNB?
PNB, afgekort voor Protective Neutral Bonding, is een aardingmethode vergelijkbaar met het PME (Protective Multiple Earthing) systeem, maar met een belangrijk verschil: de Neutraal-naar-Aarde (TN) verbinding wordt op de consumentenkant (bijv. op het hoofdpaneel van de woning) gevestigd in plaats van aan de stroomvoorziening of distributietransformator.
In een TN-C-S-systeem verwijst PNB (Protective Neutral Bonding) naar de configuratie waarbij de PEN (Protective Earth Neutral) of CNE (Combined Neutral Earth) geleiders van individuele consumenten alleen op één punt verbonden zijn met de stroombron (bijv. transformator). Dit enkele bondpunt zorgt ervoor dat de neutrale en beschermende aardingfuncties upstream (van de transformator naar het hoofdpaneel van de consument) worden gecombineerd en binnen de installatie van de consument worden gescheiden (TN-C-S-structuur).
Belangrijke Overwegingen voor PNB
Aardafstand vereiste: De aanbevolen afstand tussen de aardingselektrode en het hoofdpaneel van de consument (waar de neutrale-aarde bonding plaatsvindt) is minder dan 40 meter (≈130 ft.). Om spanningsrisico's bij een neutrale breuk te minimaliseren, moet deze afstand zo kort mogelijk zijn, preferentieel naast de aardlinkbalk van het hoofdpaneel.
Veiligheidsmechanisme: Door de neutrale te binden aan de aarde op de locatie van de consument, helpt PNB het potentieel van de neutrale te stabiliseren en biedt een back-uppad voor foutstromen als de upstream neutrale geleider faalt. Dit vermindert het risico dat blootgestelde metalen delen live worden en elektrische schokken veroorzaken.
Verschil met PME
Terwijl zowel PNB als PME neutral-aarde bonding betreffen, impliceert PME meestal meerdere aardingpunten aan de voedingskant (bijv. op de transformator en langs het distributienetwerk), terwijl PNB zich richt op een enkel bondpunt op de locatie van de consument binnen een TN-C-S-kader.
PNB is ontworpen om veiligheid en eenvoud in kleinere installaties te balanceren, zodat er voldaan wordt aan elektriciteitscodes terwijl de impact van neutrale geleiderfouten in eindgebruikersomgevingen wordt geminimaliseerd.
Waarom en waar wordt het PME-aardingsysteem gebruikt?
Onder de ESQCR (Electricity Safety, Quality and Continuity Regulations) mogen consumenten geen PEN-geleiders installeren in HV/LV-installaties; deze verantwoordelijkheid ligt bij de onafhankelijke distributienetwerkoperator (DNO). Dit komt omdat PME-systemen complexe aardingconfiguraties bevatten die professioneel beheer vereisen om veiligheid en naleving te garanderen.
Belangrijkste Voordelen van PME
Het belangrijkste voordeel van PME is de mogelijkheid om risico's te verminderen bij een gebroken neutrale draad (open-circuit PEN-geleider). Als de neutrale breekt, kan de foutstroom via het parallelle aardpad (gemaakt door meervoudige aardingpunten) terugkeren naar de voedingsbron. Dit laagohmige pad activeert beschermende apparaten (bijv. zekeringen, circuitbrekers) om uit te schakelen, omdat de hoge stroom door de lage weerstand de zekering smelt of de circuitbreker activeert. Hierdoor blijven blootgestelde metalen delen op bijna grondpotentieel, waardoor het risico op elektrische schokken bij een gebroken neutrale wordt geëlimineerd. Zonder PME zou een neutrale breuk geen terugloop hebben, waardoor de neutrale draad geënergieerd raakt en een ernstig schokgevaar oplevert.
Toepassingen van PME
Elektriciteitsmaatschappijen en distributeurs gebruiken vaak PME in landelijke of moeilijke terreinen (bijv. bergachtige gebieden) waar:
Individuele laagohmige aarding voor elk gebouw kostbaar of onpraktisch is.
Het verkrijgen van een geschikte aardlusweerstand van de transformator naar de consumententerminals moeilijk is.
Echter, het gebruik van PME vereist schriftelijke goedkeuring van relevante autoriteiten vanwege de technische eisen en potentiële risico's.
Geleider en Bonding Afmetingen voor PME/PNB
Voor PME-aarding moet de geleiderafmeting voldoen aan de BS 7671:2018+A2:2022-regels:
Potentiële Risico's van PME-aarding
Hoewel PME de veiligheid verhoogt, introduceert het specifieke risico's:
Verhoogd Neutraal Potentieel
Als de neutrale geleider breekt (vaak in landelijke bovengrondse lijnen), kunnen alle beschermende metalen onderdelen (bijv. apparatuurbehuisingen) die verbonden zijn met de neutrale geladen raken. Bijvoorbeeld:
Stille Storingen
In tegenstelling tot duidelijke storingen kan een gebroken neutrale met PME niet onmiddellijk beschermende actie triggeren. Het systeem kan geënergieerd blijven totdat iemand de metalen onderdelen aanraakt, wat onverwachte schokken kan veroorzaken.
Vereisten voor Vermindering:
Meervoudige Aarding: De neutrale moet op meerdere punten in het systeem geaard worden.
Lage Aarde Weerstand: De weerstand van elke aardelektrode mag 10 ohms niet overschrijden.
Individuele Aardepalen: Aanbevolen voor elke installatie om gedeelde storingstromen te minimaliseren.
Goedkeuring door Autoriteit: Formele goedkeuring is verplicht om de juiste ontwerp en onderhoud te garanderen.
Conclusie
PME is een cruciale maar gereguleerde aardingmethode, ideaal voor gebieden met uitdagende aardingstoestanden. Zijn effectiviteit berust op strikte naleving van bonding, afmetingen en onderhoudsstandaarden om risico's zoals verhoogd neutraal potentieel te voorkomen. Raadpleeg altijd gekwalificeerde ingenieurs en verkrijg regelgevende goedkeuring bij de implementatie van PME-systemen.
