Zaščitno večkratno zazemljenje (PME) – TN-C-S – (MEN) in PNB
Kaj je zaščitna večkratna zemlja (PME)?
Zaščitna večkratna zemlja (PME) je metoda varnostne zazemljevanja, pri kateri je vodilo zveznosti (zemljno vodilo) na strankinih lokacijah povezano z lokalnim zazemljevalnim sistemom in s neutralnim vodilom električnega oskrbovanja. Tudi znano kot TN-C-S ali Večkratna zemlja neutral (MEN), ta sistem zagotavlja, da, če se zneutralizira neutralno vodilo, lahko napake tokovi še vedno varno vračajo na vir preko zazemljevalne povezave, kar zmanjša tveganje za električni šok in druge nevarnosti.
V sistemu PME zazemljevanja (prikazanem spodaj) služi neutralni vodnik dvojnemu namenu: zagotavlja zaščitno zazemljevanje in deluje kot neutralno vodilo. Poleg tega je neutralno vodilo zazemljeno na večih točkah na strani oskrbe. Naslednji odsek tega članka obravnava posledice pri otvorjenem PEN vodilu (prekinitev vira neutrala), vključno s zaščitnimi ukrepi in možnimi tveganji, povezanimi z PME.
Kaj je TN-C-S PME?
TN-C-S PME (Zaščitna večkratna zemlja) je specifična konfiguracija sistema razdelitve električne energije, kjer je zunanji vir oskrbe neposredno zazemljen na večih točkah ("T" = Terre, francosko za "zemljo" ali "zemljišče"). Na strani namestitve stranke so vodljivi deli opreme povezani preko vodil za zaščito cirkvitov (CPC) tako s neutralnim vodilom (N) kot tudi s sistemom zazemljevanja.
Oznaka "C-S" kaže, da so neutralno (N) in zaščitno zemljno (PE) vodila združena (C) v omrežju vira oskrbe in ločena (S) v namestitvi stranke.
Ključne komponente TN-C-S PME
T: Terre ("zemlja/zemljišče") — Sistem ima neposredni, samostojen zazemljevalni stik, ločen od vodil oskrbe.
N: Neutral — Vrnilni vodilek za tok v električnem krogu.
C: Združeno — V omrežju virov oskrbe (npr. od transformatorja do glavne plošče stranke) so neutralno (N) in zaščitno zemljno (PE) vodila združena v eno vodilo, imenovano PEN (Zaščitno
Neutralno zemljno) vodilo.
S: Ločeno — Na glavni plošči ali distribucijski točki stranke se PEN vodilo razdeli na dva samostojna vodila:
Neutral (N): Nosilac vrnilnega toka.
Zaščitno zemljno (PE): Povezan z okvirji opreme in zagotavlja varnost ob napakah.
Kako deluje TN-C-S PME
Gor (stran oskrbe):
Neutral in zaščitno zemljno so združeni kot PEN vodilo, zazemljeni na viru (npr. transformatorju) in morda na medsebojnih točkah (večkratno zazemljevanje).
Dol (stran stranke):
Na glavni plošči stranke se PEN vodilo razdeli na ločeno neutralno (N) in zaščitno zemljno (PE).
PE vodilo povezuje vse izpostavljene vodljive dele opreme (npr. metalne ohišja) za varno usmerjanje napaknih tokov v zemljo.
Neutral (N) ostane ločen od zemlje v namestitvi stranke (razen za eno vezavo na glavni plošči za ohranjanje stabilnosti potenciala).
Varnostni prednosti
Zaščita pred napakami: V primeru faze-do-metalne napake tok teče skozi PE vodilo v zemljo, hitro aktivira prekinitveni stroj ali preplinilo.
Varnost pri prekinitvi neutrala: Če se neutralno vodilo prekine gor, PEN/PE vezava zagotavlja, da izpostavljene metalne dele ohranja pri potencialu zemlje, kar zmanjša tveganje za električni šok.
Prilagodljivost: Kombinira enostavnost kombiniranega neutralno-zemljnega sistema (TN-C) v omrežju oskrbe s varnostjo ločenega sistema (TN-S) v namestitvi stranke, kar ga naredi primernega za urbane mreže in grajske namestitve.
Ta konfiguracija vzpostavlja ravnovesje med stroškovno učinkovitostjo v omrežju oskrbe in povečano varnostjo v končni uporabniški okolju, široko uporablja v stanovanjskih, trgovinskih in industrijskih okoljih.
Kaj je PNB?
PNB, ki je okrajšava za Zaščitno neutralno vezavo, je metoda zazemljevanja, podobna sistemu PME (Zaščitna večkratna zemlja), vendar z ključno razliko: Neutralno-zemljno vezavo (TN) vzpostavijo na strani stranke (npr. na glavni plošči lokacije) namesto na viru oskrbe ali distribucijskem transformatorju.
V sistemu TN-C-S PNB (Zaščitna neutralna vezava) se nanaša na konfiguracijo, kjer so PEN (Zaščitno zemljno neutralno) ali CNE (Združeno neutralno zemljno) vodila posameznih strank povezana z virom oskrbe (npr. transformatorjem) le na eni točki. Ta edina vezava zagotavlja, da so funkcije neutralnega in zaščitnega zemljnega združeni gor (od transformatorja do glavne plošče stranke) in ločeni znotraj namestitve stranke (strukturno TN-C-S).
Ključne razlage za PNB
Zahteva glede razdalje zemlje: Priporočena razdalja med zazemljevalnim elektrodom in glavno ploščo stranke (kjer se zgodi vezava neutralno-zemljna) je manj kot 40 metrov (≈130 ft.). Za zmanjšanje tveganja zaradi napetosti v primeru prekinitve neutrala bi morala biti ta razdalja čim krajša, najboljše ob glavni plošči z vezavo zemlje.
Varnostni mehanizem: S vezavo neutrala na zemljo na lokaciji stranke PNB pomaga stabilizirati potencial neutrala in zagotavlja nadomestni pot za napakne tokove, če se prekine neutralno vodilo gor. To zmanjša tveganje, da bi izpostavljeni metalni deli postali življenjski in povzročili električni šok.
Razlika od PME
Čeprav oba PNB in PME vključujeta neutralno-zemljno vezavo, PME tipično vključuje več zazemljevalnih točk na strani oskrbe (npr. na transformatorju in po distribucijskem omrežju), medtem ko PNB se osredotoča na eno vezavo na lokaciji stranke znotraj okvira TN-C-S.
PNB je zasnovan, da ravnoteži varnost in enostavnost v manjših namestitvah, zagotavlja skladnost s električnimi kodeksom in zmanjša vpliv napak neutralnega vodila v končnem uporabniškem okolju.
Zakaj in kje se uporablja sistem zazemljevanja PME?
Pod ESQCR (Predpisi o varnosti, kakovosti in zveznosti električne energije) so strankam prepovedano nameščanje PEN vodil v HV/LV namestitvah; ta odgovornost leži pri neodvisnem operaterju distribucijskega omrežja (DNO). To je zato, ker sistemi PME vključujejo kompleksne konfiguracije zazemljevanja, ki za varnost in skladnost zahtevajo strokovno upravljanje.
Ključne prednosti PME
Glavna prednost PME je njegova sposobnost, da zmanjša tveganja ob prekinitvi neutralnega vodila (odprt PEN vodilo). Če se neutral prekine, se napakni tok lahko vrača na vir oskrbe preko vzporednega zemljnega pota (ustvarjenega z večkratnim zazemljevanjem). Ta pot z nizkim upori aktivira zaščitne naprave (npr. preplinila, prekinitveni stroji), da se prekinejo, saj visoki tok zaradi nizega upora topi preplinilo ali aktivira prekinitveni stroj. Posledično ostanejo izpostavljeni metalni deli blizu potenciala zemlje, kar odpravi tveganje za električni šok zaradi prekinitve neutrala. Brez PME bi prekinitve neutrala ne bila nobenega pota za vračanje, kar bi zenergiziralo neutralno vodilo in ustvarilo resno tveganje za šok.
Uporabe PME
Kompanije za oskrbo s strunsko energijo in distributerji pogosto uporabljajo PME v podeželju ali težkih terenih (npr. gorskih območjih), kjer:
Posamezno zazemljevanje z nizkim upori za vsako zgradbo je dragoceno ali praktično nemogoče.
Obtenitev primernega zemljnega zanka od transformatorja do terminalov stranke je težko dosegljiva.
Vendar za uporabo PME je potrebno pisno soglasje relevantnih oblasti zaradi tehničnih zahtev in možnih tveganj.
Dimenzioniranje vodil in vezav za PME/PNB
Za zazemljevanje PME mora dimenzioniranje vodil slediti predpisom BS 7671:2018+A2:2022:
Možna tveganja zazemljevanja PME
Čeprav PME poveča varnost, prinaša tudi specifična tveganja:
Povišani potencial neutrala
Če se neutralno vodilo prekine (kar je pogosto v podeželskih nadzračnih linijah), lahko vse zaščitno opremo (npr. ohišja opreme), vezano na neutral, energizira. Na primer:
Tiho napake
Različno od očitnih napak, prekinitve neutrala z PME morda ne bodo takoj aktivirale zaščitnih ukrepov. Sistem lahko ostane energiziran, dokler nekdo ne dotakne metalnih delov, kar vodi do nepričakovanih šokov.
Zahteve za zmanjšanje:
Večkratno zazemljevanje: Neutral mora biti zazemljen na večih točkah v sistemu.
Nizek zemljni upor: Vsak zemljni elektrod mora imeti upor, ki ne presega 10 ohmov.
Posamezni zemljni elektrodi: Priporočeni za vsako namestitev, da se zmanjša skupni napakni tok.
Soglasje oblasti: Formalno soglasje je obvezno, da se zagotovi pravilno oblikovanje in vzdrževanje.
Zaključek
PME je ključna, vendar regulirana metoda zazemljevanja, idealna za območja s težkimi pogoji zazemljevanja. Njegova učinkovitost temelji na strogi skladnosti s standardi vezav, dimenzioniranja in vzdrževanja, da se izognemo tveganjem, kot so povišani potenciali neutrala. Pri implementaciji sistemov PME se vedno posvetujte z kvalificiranimi inženirji in pridobite regulatorno soglasje.
