Pangangalang Maramihang Paglalagay ng Ground (PME) – TN-C-S – (MEN) at PNB

Ano ang Protective Multiple Earth (PME)?

Ang Protective Multiple Earth (PME) ay isang pamamaraan ng ligtas na pag-ground kung saan ang earth continuity conductor (ground wire) sa lugar ng consumer ay konektado sa lokal na earthing system at sa neutral conductor ng power supply. Kilala rin bilang TN-C-S o Multiple Earther Neutral (MEN), ang sistemang ito ay nag-uugnay na kahit ang neutral wire ay masira, ang mga fault currents ay maaari pa ring ligtas na bumalik sa pinagmulan sa pamamagitan ng earth connection, na nagpapaliit ng panganib ng electric shock at iba pang mga panganib.

Sa PME earthing system (na ipinapakita sa ibaba), ang supply neutral ay gumagampan ng dalawang tungkulin: ito ay nagbibigay ng protective earthing at gumagampan bilang neutral conductor. Bukod dito, ang neutral conductor ay nai-ground sa maraming puntos sa supply side. Ang susunod na bahagi ng artikulong ito ay nagpapaliwanag ng mga implikasyon ng open-circuit PEN conductor (isang break sa source neutral), kasama ang mga protective measures at potensyal na mga panganib na kaugnay ng PME.

Ano ang TN-C-S PME?

Ang TN-C-S PME (Protective Multiple Earthing) ay isang tiyak na configuration ng electrical distribution system kung saan ang external supply source ay direktang nai-ground sa maraming puntos ("T" = Terre, Pranses para sa "earth" o "ground"). Sa installation side ng consumer, ang conductive parts ng equipment ay konektado sa pamamagitan ng circuit protective cables (CPC) sa supply neutral (N) at sa grounding system.

Ang "C-S" designation ay nagpapahiwatig na ang neutral (N) at protective earth (PE) conductors ay combined (C) sa network ng supply source at separated (S) sa installation ng consumer.

Key Components ng TN-C-S PME

• T: Terre ("earth/ground") — Ang sistema ay may direkta at independent na ground connection na hiwalay mula sa supply conductors.
  

• N: Neutral — Ang return conductor para sa current sa electrical circuit.
  

• C: Combined — Sa upstream supply network (halimbawa, mula sa transformer hanggang sa main panel ng consumer), ang neutral (N) at protective earth (PE) conductors ay inilipat sa isang single conductor na tinatawag na PEN (Protective

• Earth Neutral) conductor.
  

• S: Separate — Sa main panel o distribution point ng consumer, ang PEN conductor ay nahahati sa dalawang independent na conductors:
  

• Neutral (N): Nagdadala ng return current.
  

• Protective Earth (PE): Konektado sa frames ng equipment at nagbibigay ng seguridad sa panahon ng faults.

Paano Gumagana ang TN-C-S PME

• Upstream (Supply Side):

• Ang neutral at protective earth ay combined bilang isang PEN conductor, na nai-ground sa pinagmulan (halimbawa, transformer) at posibleng sa intermediate points (multiple earthing).

• Downstream (Consumer Side):

• Sa main panel ng consumer, ang PEN conductor ay nahahati sa separate neutral (N) at protective earth (PE).

• Ang PE conductor ay konektado sa lahat ng exposed conductive parts ng equipment (halimbawa, metal casings) upang ligtas na idivert ang fault currents sa ground.

• Ang neutral (N) ay nai-isolate mula sa ground sa loob ng installation ng consumer (maliban sa isang single bonding point sa main panel upang panatilihin ang potential stability).

Safety Benefits

• Fault Protection: Sa panahon ng phase-to-metal fault, ang current ay lumiliko sa pamamagitan ng PE conductor patungo sa ground, na nagtutrigger ng circuit breaker o fuse nang mabilis.
  

• Neutral Breakage Safety: Kung ang neutral conductor ay masira sa upstream, ang PEN/PE connection ay nag-uugnay na ang exposed metal parts ay mananatiling sa ground potential, na nagpapaliit ng panganib ng electric shock.
  

• Flexibility: Nagsasama ng simpleng combined neutral-earth system (TN-C) sa supply network at ang ligtas na separated system (TN-S) sa premises ng consumer, na ginagawa itong angkop para sa urban grids at building installations.
  

Ang configuration na ito ay balanse ang cost efficiency sa supply network at enhanced safety sa end-user environments, malawakang ginagamit sa residential, commercial, at industrial settings.

Ano ang PNB?

PNB, na nangangahulugang Protective Neutral Bonding, ay isang pamamaraan ng grounding na katulad ng PME (Protective Multiple Earthing) system, ngunit may key difference: ang Neutral-to-Earth (TN) connection ay itinatag sa consumer side (halimbawa, sa main panel ng premises) kaysa sa power supply o distribution transformer.

Sa TN-C-S system, ang PNB (Protective Neutral Bonding) ay tumutukoy sa configuration kung saan ang PEN (Protective Earth Neutral) o CNE (Combined Neutral Earth) conductors ng individual consumers ay konektado sa power source (halimbawa, transformer) sa isang punto lamang. Ang single bonding point na ito ay nag-uugnay na ang neutral at protective earth functions ay combined sa upstream (mula sa transformer hanggang sa main panel ng consumer) at separated sa loob ng installation ng consumer (TN-C-S structure).

Key Considerations para sa PNB

• Earth Distance Requirement: Ang inirerekomendang distansya sa pagitan ng grounding electrode at main panel ng consumer (kung saan nangyayari ang neutral-earth bond) ay bababa sa 40 meters (≈130 ft.). Upang mapaliit ang voltage risks sa panahon ng neutral breakage, ang distansyang ito ay dapat na mahaba ang posible, preferableng malapit sa main panel's earth link bar.

• Safety Mechanism: Sa pamamagitan ng pag-bond ng neutral sa earth sa premises ng consumer, ang PNB ay tumutulong na istabilisahan ang potential ng neutral at nagbibigay ng backup path para sa fault currents kung ang upstream neutral conductor ay mag-fail. Ito ay nagpapaliit ng panganib ng exposed metal parts na maging live at magdulot ng electric shocks.

Difference from PME

Bagama't parehong ang PNB at PME ay may neutral-earth bonding, ang PME karaniwang may multiple grounding points sa supply side (halimbawa, sa transformer at sa distribution network), samantalang ang PNB ay nakatuon sa isang single bonding point sa location ng consumer sa loob ng TN-C-S framework.

Ang PNB ay disenyo upang balanse ang safety at simplicity sa mas maliit na scale na installations, siguradong sumunod sa electrical codes habang minimizina ang impact ng neutral conductor faults sa end-user environments.

Bakit at Saan Ginagamit ang PME Earthing System?

Sa ilalim ng ESQCR (Electricity Safety, Quality and Continuity Regulations), ang mga consumer ay ipinagbabawal na mag-install ng PEN conductors sa HV/LV installations; ang responsibilidad na ito ay nasa independent distribution network operator (DNO). Ito ay dahil ang PME systems ay may complex na grounding configurations na nangangailangan ng propesyonal na pag-manage upang matiyak ang safety at compliance.

Key Benefits ng PME

Ang pangunahing benepisyo ng PME ay ang kanyang kakayahang i-mitigate ang mga panganib sa panahon ng broken neutral wire (open-circuit PEN conductor). Kung ang neutral ay masira, ang fault current ay maaaring bumalik sa supply source sa pamamagitan ng parallel earth path (nililikha ng multiple earthing points). Ang low-resistance pathway na ito ay nagtutrigger ng protective devices (halimbawa, fuses, circuit breakers) na mag-trip, dahil ang mataas na current dahil sa mababang resistance ay melts ang fuse o activates ang breaker. Bilang resulta, ang exposed metal parts ay mananatiling malapit sa ground potential, na nagwawasak sa panganib ng electric shock mula sa broken neutral. Kung walang PME, ang isang neutral break ay iiwan ang walang return path, na nag-eenergize ang neutral wire at nagdudulot ng severe shock hazard.

Applications ng PME

Ang mga power supply companies at distributors madalas na gumagamit ng PME sa rural o challenging terrains (halimbawa, mountainous areas) kung saan:

• Ang individual low-resistance earthing para sa bawat building ay maging mahal o impractical.
  

• Mahirap makakuha ng suitable earth loop resistance mula sa transformer hanggang sa consumer terminals.
  

• Ngunit, ang paggamit ng PME ay nangangailangan ng written approval mula sa relevant authorities dahil sa technical requirements at potential risks nito.

Conductor at Bonding Sizing para sa PME/PNB

Para sa PME earthing, ang conductor sizing ay dapat sumunod sa BS 7671:2018+A2:2022 regulations:

• Earth conductor cross-sectional area: Sumunod sa 114.1 at 543.1.1.

• Calculations: Sumunod sa Regulation 543.1.3 (fault current at duration).

• Protective conductor selection: Gamitin ang Regulation 543.1.4 para sa sizing.

Potential Risks ng PME Earthing

Bagama't ang PME ay nagpapalaki ng seguridad, ito ay nagdadala ng tiyak na mga panganib:

Raised Neutral Potential

Kung ang neutral conductor ay masira (karaniwan sa rural overhead lines), ang lahat ng protective metalwork (halimbawa, equipment casings) na konektado sa neutral ay maaaring maging energized. Halimbawa:

• Isang 5 kW load (12 Ω resistance) sa 240 V supply na may neutral break.

• Ang current ay bumabalik sa pamamagitan ng parallel earth paths (halimbawa, 12 Ω earth electrodes).

• Ang voltage ay nahahati sa load at earth paths: ~80 V lumilitaw sa earthed metalwork, na nagdudulot ng shock risk.

Silent Faults

Kumpara sa obvious na faults, ang isang broken neutral sa PME ay maaaring hindi agad mag-trigger ng immediate protective action. Ang sistema ay maaaring manatili na energized hanggang ang isang tao ay humawak sa metalwork, na nagdudulot ng unexpected shocks.

Mitigation Requirements:

• Multiple Earthing: Ang neutral ay dapat na i-ground sa maraming puntos sa sistema.

• Low Earth Resistance: Ang resistance ng bawat earth electrode ay hindi dapat lampa sa 10 ohms.

• Individual Earth Rods: Inirerekomenda para sa bawat installation upang minimizina ang shared fault currents.

• Authority Approval: Ang formal approval ay mandatory upang matiyak ang proper design at maintenance.

Conclusion

Ang PME ay isang critical pero regulated earthing method, na ideal para sa mga lugar na may challenging earthing conditions. Ang effectiveness nito ay depende sa strict compliance sa bonding, sizing, at maintenance standards upang iwasan ang mga panganib tulad ng raised neutral potentials. Laging konsultahin ang qualified engineers at kumuha ng regulatory approval kapag nag-implement ng PME systems.