En Komplet Vejledning til Jorderingsystemer
Et jordesystem, også kendt som et grounding-system, forbinder specifikke dele af et elektrisk strømsystem med jorden, typisk Jordens ledende overflade, for sikkerheds- og funktionsmæssige formål. Valget af jordesystem kan påvirke installationens sikkerhed og elektromagnetiske kompatibilitet. Regler for jordesystemer varierer mellem lande, selvom de fleste følger International Electrotechnical Commission (IEC)'s anbefalinger. I denne artikel vil vi forklare de forskellige typer jordesystemer, deres fordele og ulemper, samt hvordan man designer og installerer dem.
Hvad er et jordesystem?
Et jordesystem defineres som en sætning af ledere og elektroder, der giver et lav-modstand sti for elektrisk strøm til at flyde til jorden i tilfælde af fejl eller kritisk situation. Dette er vigtigt af flere grunde:
Beskyttelse af udstyr: Et jordesystem hjælper med at beskytte elektrisk udstyr mod skader forårsaget af overspænding eller kortslutning. Det forebygger også statisk opbygning og strømstød forårsaget af nærliggende lynnedslag eller skiftning af operationer.
Beskyttelse af mennesker: Et jordesystem hjælper med at forebygge elektriske chok ved at sikre, at de eksponerede metaldele af elektriske installationer har samme potentiale som jorden. Det gør også det muligt for beskyttelsesenheder som kredsløbsbrydere eller residualstrøm-enheder (RCDs), der kan afbryde forsyningen i tilfælde af fejl.
Referenceniveau: Et jordesystem giver et referenceniveau for elektriske kredsløb og udstyr, så de kan fungere på et sikkert spændnings niveau i forhold til Jorden. Dette sikrer, at enhver elektrisk energi, der ikke bruges af belastningen, bliver sikkert dissipateret til jorden.
Typer af jordesystemer
BS 7671 listar fem typer jordesystemer: TN-S, TN-C-S, TT, TN-C, og IT. Brevene T og N står for:
T = Jorde (fra det franske ord Terre)
N = Neutral
Brevene S, C, og I står for:
S = Separat
C = Kombineret
I = Isoleret
Typen af jordesystem bestemmes af, hvordan energikilden (som en transformator eller en generator) er forbundet til jorden, og hvordan forbrugers jordeterminal er forbundet til kilden eller til en lokal jordelektrod.
TN-S System
Et TN-S system, vist i figur 1, har den neutrale energikilde forbundet med jorden på ét punkt kun, ved eller så nær som praktisk muligt ved kilden. Forbrugers jordeterminal er typisk forbundet til den metalliske sløjfe eller rustning af distributionsvirksomhedens servicekabel ind i lokalerne.
Figur 1: TN-S System
Fordele ved et TN-S system er:
Det giver en lav impedance sti for fejlstrømmer, hvilket sikrer hurtig aktivering af beskyttelsesenheder.
Det undgår enhver potentiafdifferens mellem neutral og jorde inden for forbrugerens lokaler.
Det reducerer risikoen for elektromagnetisk støj på grund af fælles modus strømme.
Ulemper ved et TN-S system er:
Det kræver en separat beskyttelsesleder (PE) sammen med forsyningslederne, hvilket øger omkostningerne og kompleksiteten af ledningen.
Det kan påvirkes af korrosion eller skader på den metalliske sløjfe eller rustning af servicekablet, hvilket kan kompromittere dets effektivitet.
TN-C-S System
Et TN-C-S system, vist i figur 2, har den neutrale forsyningsleder af en distributionshovedforbindelse forbundet med jorden ved kilden og ved intervaller langs dens løb. Dette kaldes normalt for beskyttende multipl jording (PME). Med denne konfiguration bruges distributionsvirksomhedens neutrale leder også til at returnere jordfejlstrømme, der opstår i forbrugers installation, sikkert til kilden. For at opnå dette vil distributionsvirksomheden give en forbrugers jordeterminal, der er forbundet til den indkomne neutrale leder.
Figur 2: TN-C-S System
Fordele ved et TN-C-S system er:
Det reducerer antallet af ledere, der kræves for forsyning, hvilket nedbringer omkostningerne og kompleksiteten af ledningen.
Det giver en lav impedance sti for fejlstrømme, hvilket sikrer hurtig aktivering af beskyttelsesenheder.
Det undgår enhver potentiafdifferens mellem neutral og jorde inden for forbrugerens lokaler.
Ulemper ved et TN-C-S system er:
Det kan skabe en risiko for elektrisk chok, hvis der er en brydning i den neutrale leder mellem to jordepunkter, hvilket kan forårsage en stigning i berøringsspændingen på eksponerede metaldele.
Det kan forårsage uønskede strømme i metalrør eller strukturer, der er forbundet til jorden på forskellige punkter, hvilket kan resultere i korrosion eller støj.
TT System
Et TT system, vist i figur 3, har både kilden og forbrugers installation forbundet til jorden gennem separate elektroder. Disse elektroder har ingen direkte forbindelse mellem sig. Denne type jordesystem er anvendelig for både tre-fase og enefase installationer.
Figur 3: TT System
Fordele ved et TT system er:
Det eliminerer enhver risiko for elektrisk chok på grund af en brydning i den neutrale leder eller kontakt mellem liveledere og jordede metaldele.
Det undgår enhver uønsket strøm i metalrør eller strukturer, der er forbundet til jorden på forskellige punkter.
Det giver mere fleksibilitet i valget af placering og type af jordelektroder.
Ulemper ved et TT system er:
Det kræver en effektiv lokal jordelektrod for hver installation, hvilket kan være svært eller dyrt at opnå afhængigt af jordforhold og tilgængelighed af plads.
Det kræver yderligere beskyttelsesenheder som RCDs eller spændingsstyrede ELCBs for at sikre en pålidelig afbrydelse i tilfælde af fejl.
Det kan resultere i højere berøringsspændinger på eksponerede metaldele på grund af højere jordloop impedans.
TN-C System
Et TN-C system, vist i figur 4, har både den neutrale og beskyttende funktion kombineret i en enkelt leder igennem hele systemet. Denne leder kaldes PEN (beskyttende jorde-neutral). Forbrugers jordeterminal er direkte forbundet til denne leder.
Figur 4: TN-C System
Fordele ved et TN-C system er:
Det reducerer antallet af ledere, der kræves for forsyning, hvilket nedbringer omkostningerne og kompleksiteten af ledningen.
Det giver en lav impedance sti for fejlstrømme, hvilket sikrer hurtig aktivering af
