Skyddande flera jordningar (PME) – TN-C-S – (MEN) och PNB
Vad är skyddande multipel jordning (PME)?
Skyddande multipel jordning (PME) är en säkerhetsjordningsmetod där jordkontinuitetsledaren (jordkabel) i en konsumentens lokal är ansluten till både den lokala jordsystemet och den neutrala ledaren i strömförsörjningen. Även känd som TN-C-S eller Multipel Jord Neutral (MEN), detta system säkerställer att om den neutrala ledaren bryts, kan felfströmmar fortfarande säkert återvända till källan genom jordanslutningen, vilket minimerar risken för elektrisk stöt och andra risker.
I PME-jordningssystemet (illustrerat nedan) fungerar den neutrala ledaren från strömförsörjningen med en dubbelt roll: den ger skyddande jordning och fungerar som den neutrala ledaren. Dessutom är den neutrala ledaren jordad vid flera punkter på försörjningssidan. Följande avsnitt i artikeln diskuterar konsekvenserna av en öppen PEN-ledare (ett brott i källneutralen), inklusive skyddsåtgärder och potentiella risker kopplade till PME.
Vad är TN-C-S PME?
TN-C-S PME (Skyddande Multipel Jordning) är en specifik konfiguration av ett eldistributionsystem där den externa strömförsörjningskällan är direkt jordad vid flera punkter ("T" = Terre, franska för "jord" eller "mark"). På konsumentens installations sida är de ledande delarna av utrustningen anslutna via circuitskyddskabler (CPC) till både den neutrala ledaren (N) och jordsystemet.
Beteckningen "C-S" indikerar att den neutrala (N) och skyddande jordledaren (PE) är kombinerade (C) i nätverket för strömförsörjningskällan och separerade (S) i konsumentens installation.
Nyckelkomponenter i TN-C-S PME
T: Terre ("jord/ground") — Systemet har en direkt, oberoende jordanslutning separat från försörjningsledarna.
N: Neutral — Returledaren för ström i det elektriska kretsen.
C: Kombinerad — I det uppsamlingsnätet (t.ex. från transformatorn till konsumentens huvudpanel) är den neutrala (N) och skyddande jordledaren (PE) sammanslagna till en enda ledare kallad PEN (Protective Earth Neutral) ledare.
S: Separerad — I konsumentens huvudpanel eller distributionspunkt delas PEN-ledaren upp i två oberoende ledare:
Neutral (N): Bär returströmmen.
Skyddande Jord (PE): Ansluter till utrustningsramar och säkerställer säkerhet vid fel.
Hur TN-C-S PME fungerar
Upstream (Försörjningssida):
Den neutrala och skyddande jorden är kombinerade som en PEN-ledare, jordad vid källan (t.ex. transformator) och möjligtvis vid mellanliggande punkter (multipel jordning).
Downstream (Konsumentsida):
I konsumentens huvudpanel delas PEN-ledaren upp i en separat neutral (N) och skyddande jord (PE).
PE-ledaren ansluts till alla exponerade ledande delar av utrustningen (t.ex. metallomhöljen) för att säkert dirigera felfströmmar till jorden.
Den neutrala (N) förblir isolerad från jorden inom konsumentens installation (förutom en ensam bindningspunkt i huvudpanelen för att bibehålla potentialstabilitet).
Säkerhetsfördelar
Felskydd: Vid ett fasett-till-metall-fel flödar ström genom PE-ledaren till jorden, vilket snabbt utlöser strömbrytaren eller sikringen.
Säkerhet vid neutralbrott: Om den neutrala ledaren bryts upstream, säkerställer PEN/PE-anslutningen att exponerade metalldelar förblir vid jordpotential, vilket minimerar risken för elektrisk stöt.
Flexibilitet: Kombinerar enkelheten i ett kombinerat neutral-jordsystem (TN-C) i försörjningsnätet med säkerheten i ett separerat system (TN-S) i konsumentens lokal, vilket gör det lämpligt för både urbana nät och byggnadsinstallationer.
Denna konfiguration balanserar kostnadseffektivitet i försörjningsnätet med ökad säkerhet i slutanvändarmiljöer, och används ofta i bostäder, kommersiella och industriella miljöer.
Vad är PNB?
PNB, förkortning för Protective Neutral Bonding, är en jordningsmetod liknande PME (Skyddande Multipel Jordning)-systemet, men med en viktig skillnad: Neutral-till-Jord (TN)-anslutningen etableras på konsumentens sida (t.ex. i lokalen huvudpanel) snarare än vid strömförsörjningen eller distributionstransformatorn.
I ett TN-C-S-system refererar PNB (Protective Neutral Bonding) till konfigurationen där PEN (Protective Earth Neutral) eller CNE (Combined Neutral Earth)-ledarna för enskilda konsumenter är anslutna till strömkällan (t.ex. transformator) vid bara en punkt. Denna ensamma bindningspunkt säkerställer att neutral- och skyddande jordsfunktioner är kombinerade upstream (från transformatorn till konsumentens huvudpanel) och separerade inom konsumentens installation (TN-C-S-struktur).
Viktiga överväganden för PNB
Jordavstånds krav: Det rekommenderade avståndet mellan jordandelektroden och konsumentens huvudpanel (där neutral-jord-bindningen sker) är mindre än 40 meter (≈130 ft.). För att minimera spänningsrisker vid ett neutralbrott bör detta avstånd vara så kort som möjligt, helst intill huvudpanelens jordlinkbar.
Säkerhetsmekanism: Genom att binda neutralen till jorden i konsumentens lokal hjälper PNB till att stabilisera neutralens potential och ger en reservväg för felfströmmar om den upstream neutralledaren misslyckas. Detta minimerar risken för att exponerade metallpartier blir livliga och orsakar elektriska stötar.
Skillnader från PME
Medan både PNB och PME involverar neutral-jord-bindning, involverar PME vanligtvis flera jordpunkter på försörjningssidan (t.ex. vid transformatorn och längs distributionsnätet), medan PNB fokuserar på en ensam bindningspunkt i konsumentens lokal inom en TN-C-S-ramverk.
PNB är utformad för att balansera säkerhet och enkelhet i mindre skaliga installationer, säkerställa efterlevnad av elektriska regler samtidigt som effekten av neutralledarfel minimeras i slutanvändarmiljöer.
Varför och var används PME-jordningssystemet?
Enligt ESQCR (Electricity Safety, Quality and Continuity Regulations) är konsumenter förbjudna att installera PEN-ledare i HV/LV-installationer; detta ansvar ligger hos den oberoende distributionsnätoperatören (DNO). Detta beror på att PME-system involverar komplexa jordningskonfigurationer som kräver professionell hantering för att säkerställa säkerhet och efterlevnad.
Nyckelfördelar med PME
Den primära fördelen med PME är dess förmåga att minska risker vid ett brutet neutralledare (öppen PEN-ledare). Om neutralen misslyckas, kan felfströmmen återvända till strömkällan via parallell jordväg (skapad av flera jordpunkter). Denna lågresistansväg utlöser skyddsanordningar (t.ex. sikringar, strömbrytare) att tripas, eftersom den höga strömmen på grund av låg resistans smälter sikringen eller aktiverar strömbrytaren. Konsekvent förblir exponerade metallpartier vid nära-jordpotential, vilket elimineras risken för elektrisk stöt från en brutet neutral. Utan PME skulle en neutralbrott lämna ingen returväg, energiserar den neutrala ledaren och utgör ett allvarligt stotthinder.
Användningsområden för PME
Strömförsörjningsbolag och distributörer använder ofta PME i landsbygd eller svårterräng (t.ex. bergiga områden) där:
Individuell lågresistansjordning för varje byggnad är dyrt eller praktiskt omöjligt.
Att erhålla lämplig jordloop-resistans från transformatorn till konsumentterminaler är svårt.
Dock kräver användning av PME skriftlig godkännande från relevanta myndigheter på grund av dess tekniska krav och potentiella risker.
Ledare och bindningsstorlek för PME/PNB
För PME-jordning måste ledarestorleken följa BS 7671:2018+A2:2022-regler:
Potentiella risker med PME-jordning
Även om PME ökar säkerheten, introducerar det specifika risker:
Ökad neutralpotential
Om den neutrala ledaren bryts (vanligt i landbygdsoverheadlinjer), kan allt skyddande metallarbete (t.ex. utrustningskassar) som är bundet till neutralen bli energiserat. Till exempel:
Tysta fel
I motsats till uppenbara fel, kan ett brutet neutral med PME inte utlösa omedelbart skydd. Systemet kan förbli energiserat tills någon rör metallarbetet, vilket leder till oväntade stötter.
Mitigeringskrav:
Multipel jordning: Neutralen måste jordas vid flera punkter i systemet.
Låg jordmotstånd: Varje jordelektrods motstånd får inte överstiga 10 ohm.
Individuella jordspikar: Rekommenderas för varje installation för att minimera delade felfströmmar.
Myndighetsgodkännande: Formellt godkännande är obligatoriskt för att säkerställa korrekt design och underhåll.
Slutsats
PME är en viktig men reglerad jordningsmetod, idealisk för områden med utmanande jordningsvillkor. Dess effektivitet beror på strikt efterlevnad av bindnings-, storleks- och underhållsstandarder för att undvika risker som ökad neutralpotential. Rådgör alltid med behöriga ingenjörer och erhåll regleringsgodkännande när du implementerar PME-system.
