Isang Komprehensibong Gabay sa mga Sistemang Paggugol ng Lupa

Ang isang sistema ng pag-ground, o kilala rin bilang grounding system, ay nagkonekta sa mga partikular na bahagi ng isang elektrikal na power system sa lupa, karaniwang ang conductive na ibabaw ng Earth, para sa seguridad at functional na mga layunin. Ang pagpipili ng sistema ng pag-ground ay maaaring makaapekto sa seguridad at electromagnetic compatibility ng installation. Ang regulasyon para sa mga sistema ng pag-ground ay magkaiba-iba sa bawat bansa, bagaman karamihan ay sumusunod sa rekomendasyon ng International Electrotechnical Commission (IEC). Sa artikulong ito, ipapaliwanag namin ang iba't ibang uri ng sistema ng pag-ground, ang kanilang mga positibo at negatibong aspeto, at paano nilikha at inilapat.

Ano ang Sistema ng Pag-ground?

Ang sistema ng pag-ground ay inilalarawan bilang isang set ng conductors at electrodes na nagbibigay ng isang mababang-resistance na daan para sa electrical current na lumiko patungo sa lupa sa oras ng isang fault o malfunction. Ito ay mahalaga sa ilang dahilan:

• Proteksyon ng equipment: Ang sistema ng pag-ground ay tumutulong upang protektahan ang mga electrical equipment mula sa pinsala dahil sa overvoltage o short-circuit conditions. Ito din ay nagpapahinto ng static buildup at power surges na dulot ng malapit na lightning strikes o switching operations.

• Proteksyon ng tao: Ang sistema ng pag-ground ay tumutulong upang mapigilan ang electric shock hazards sa pamamagitan ng pagsiguro na ang mga exposed metal parts ng electrical installations ay may parehong potential bilang ang lupa. Ito din ay nagpapadali ng operasyon ng mga protective devices tulad ng circuit breakers o residual current devices (RCDs) na maaaring disconnect ang supply sa oras ng isang fault.

• Reference point: Ang sistema ng pag-ground ay nagbibigay ng isang reference point para sa electrical circuits at equipment upang maaari silang gumana sa isang ligtas na voltage level sa relasyon sa Earth. Ito ay nagse-sigurado na anumang electrical energy na hindi ginagamit ng load ay maipapakilos nang ligtas sa lupa.

Mga Uri ng Sistema ng Pag-ground

Ang BS 7671 ay nagsasaad ng limang uri ng sistema ng pag-ground: TN-S, TN-C-S, TT, TN-C, at IT. Ang mga letra T at N ay tumutukoy sa:

• T = Lupa (mula sa French word Terre)

• N = Neutral

Ang mga letra S, C, at I ay tumutukoy sa:

• S = Separate

• C = Combined

• I = Isolated

Ang uri ng sistema ng pag-ground ay nakadepende kung paano konektado ang source ng enerhiya (tulad ng isang transformer o generator) sa lupa at kung paano konektado ang consumer’s earthing terminal sa source o sa isang lokal na earth electrode.

TN-S System

Ang isang TN-S system, na ipinapakita sa Figure 1, ay may neutral source of energy na konektado sa lupa sa isang punto lamang, sa o sa pinakamalapit na posible sa source. Ang consumer’s earthing terminal ay karaniwang konektado sa metallic sheath o armor ng distributor’s service cable pumasok sa premises.

Figure 1: TN-S System

Ang mga positibo ng TN-S system ay:

• Ito ay nagbibigay ng isang mababang impedance path para sa fault currents, na nagse-sigurado ng mabilis na operasyon ng mga protective devices.

• Ito ay nag-iwas sa anumang potential difference sa pagitan ng neutral at lupa sa loob ng consumer’s premises.

• Ito ay nagbabawas ng panganib ng electromagnetic interference dahil sa common mode currents.

Ang mga negatibong aspeto ng TN-S system ay:

• Ito ay nangangailangan ng hiwalay na protective conductor (PE) kasama ang mga supply conductors, na nagdudulot ng taas ng cost at komplikado ng wiring.

• Ito maaaring maapektuhan ng corrosion o pinsala sa metallic sheath o armor ng service cable, na maaaring makompromiso ang kanyang effectiveness.

TN-C-S System

Ang isang TN-C-S system, na ipinapakita sa Figure 2, ay may supply neutral conductor ng isang distribution main na konektado sa lupa sa source at sa interval sa kanyang run. Ito ay karaniwang tinatawag na protective multiple earthing (PME). Sa ganitong arrangement, ang distributor’s neutral conductor ay ginagamit din upang bumalik nang ligtas ang earth fault currents na umusbong sa consumer’s installation sa source. Upang matamo ito, ang distributor ay magbibigay ng consumer’s earthing terminal, na konektado sa incoming neutral conductor.

Figure 2: TN-C-S System

Ang mga positibo ng TN-C-S system ay:

• Ito ay nagbabawas ng bilang ng mga conductors na kailangan para sa supply, na nagbabawas ng cost at komplikado ng wiring.

• Ito ay nagbibigay ng isang mababang impedance path para sa fault currents, na nagse-sigurado ng mabilis na operasyon ng mga protective devices.

• Ito ay nag-iwas sa anumang potential difference sa pagitan ng neutral at lupa sa loob ng consumer’s premises.

Ang mga negatibong aspeto ng TN-C-S system ay:

• Ito maaaring lumikha ng panganib ng electric shock kung may break sa neutral conductor sa pagitan ng dalawang earth points, na maaaring magdulot ng pagtaas ng touch voltage sa exposed metal parts.

• Ito maaaring magdulot ng unwanted currents na lumiko sa metal pipes o structures na konektado sa lupa sa iba’t ibang puntos, na maaaring magresulta sa corrosion o interference.

TT System

Ang isang TT system, na ipinapakita sa Figure 3, ay may parehong source at consumer’s installation na konektado sa lupa sa pamamagitan ng hiwalay na mga electrodes. Ang mga electrodes na ito ay walang direkta na koneksyon sa pagitan nila. Ang uri ng sistema ng pag-ground na ito ay applicable para sa parehong three-phase at single-phase installations.

Figure 3: TT System

Ang mga positibo ng TT system ay:

• Ito ay nagbabawas ng anumang panganib ng electric shock dahil sa break sa neutral conductor o contact sa pagitan ng live conductors at earthed metal parts.

• Ito ay nag-iwas sa anumang unwanted currents sa metal pipes o structures na konektado sa lupa sa iba’t ibang puntos.

• Ito ay nagbibigay ng mas maraming flexibility sa pagpili ng lokasyon at uri ng earth electrodes.

Ang mga negatibong aspeto ng TT system ay:

• Ito ay nangangailangan ng effective local earth electrode para sa bawat installation, na maaaring mahirap o mahal na maabot depende sa soil conditions at availability ng space.

• Ito ay nangangailangan ng additional protection devices tulad ng RCDs o voltage-operated ELCBs upang matiyak ang reliable disconnection sa oras ng isang fault.

• Ito maaaring magresulta sa mas mataas na touch voltages sa exposed metal parts dahil sa mas mataas na earth loop impedance.

TN-C System

Ang isang TN-C system, na ipinapakita sa Figure 4, ay may parehong neutral at protective functions na combined sa isang single conductor sa buong sistema. Ang conductor na ito ay tinatawag na PEN (protective earth neutral). Ang consumer’s earthing terminal ay direktang konektado sa conductor na ito.

Figure 4: TN-C System

Ang mga positibo ng TN-C system ay:

• Ito ay nagbabawas ng bilang ng mga conductors na kailangan para sa supply, na nagbabawas ng cost at komplikado ng wiring.

• Ito ay nagbibigay ng isang mababang impedance path para sa fault currents, na nagse-sigurado ng mabilis na operasyon