Teljes útmutató a tápegységekhez

A földelő rendszer, más néven a talajzárló rendszer, az elektromos energiaszolgáltatás bizonyos részeit köti össze a Föld konduktív felületével, általában biztonsági és funkcionális célokra. A földelő rendszer kiválasztása befolyásolhatja a telepítés biztonságát és elektromágneses kompatibilitását. A földelő rendszerek szabályozása országonként változik, bár a legtöbb esetben a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) ajánlásait követi. Ebben a cikkben kifejtjük a különböző típusú földelő rendszereket, előnyeiket és hátrányukat, valamint azt, hogyan tervezhetők és telepíthetők.

Mi a földelő rendszer?

A földelő rendszert olyan vezeték- és elektrodák halmazaként definiáljuk, amelyek alacsony-ellenállású útvonalat biztosítanak az elektrikus áramnak, hogy egy hiba vagy rossz működés esetén a Földre tudjon folytatni. Ez több okból is fontos:

• Berendezések védelme: A földelő rendszer segít megvédeni az elektromos berendezéseket a túlzott feszültség vagy rövidzárló állapotok általi károsodástól. Megakadályozza a statikus töltés felhalmozódását és a közelgő villámcsapások vagy kapcsoló műveletek által okozott energiaugrásokat is.

• Emberek védelme: A földelő rendszer segít megelőzni az elektromos sokkolási veszélyeket, azáltal, hogy biztosítja, hogy az elektromos telepítések kitett fémmetszetei ugyanolyan potenciálban legyenek, mint a Föld. Segíti továbbá a védelmi eszközök, mint például a átkapcsolók vagy a maradék áram eszközök (RCD-k) működését, amelyek a hiba esetén szakíthatják meg a szállítást.

• Referencia pont: A földelő rendszer referencia pontot biztosít az elektromos áramkörök és berendezések számára, így biztonságos feszültség szinten működhetnek a Földhez képest. Ez biztosítja, hogy a terhelés által nem használt bármilyen elektromos energia biztonságosan a Földre kerül.

Földelő rendszerek típusai

A BS 7671 öt típusú földelő rendszert sorol: TN-S, TN-C-S, TT, TN-C, és IT. A T és N betűk a következőket jelentik:

• T = Föld (a francia terre szóból)

• N = Null

Az S, C és I betűk a következőket jelentik:

• S = Elsődleges

• C = Kombinált

• I = Izolált

A földelő rendszer típusát határozza meg, hogy hogyan van az energiakészülék (mint például a átváltó vagy a generátor) a Földdel összekötve, és hogy hogyan van a fogyasztó földelő terminálja összekötve a forrással vagy helyi földelő elektrodával.

TN-S Rendszer

Egy TN-S rendszer, amelyet az 1. ábrán láthatunk, a null forrását csak egy ponton köti össze a Földdel, a forrásnál vagy annak közeli távolságban. A fogyasztó földelő terminálja általában a szolgáltató szolgáltatási kábele metall burkolatával vagy páncéljával van összekötve a telephelyre.

1. ábra: TN-S Rendszer

A TN-S rendszer előnyei:

• Alacsony impedanciás útvonalat biztosít a hibaáramok számára, ami gyorsan aktiválja a védelmi eszközöket.

• Elkerüli a null és a Föld közötti potenciális különbséget a fogyasztó telephelyén belül.

• Csökkenti a elektromágneses zavar kockázatát a közös módú áramok miatt.

A TN-S rendszer hátrányai:

• Külön védelmi vezetéket (PE) igényel a szállító vezetékekkel együtt, ami növeli a vezetékesítés költségeit és összetettségét.

• A szolgáltatási kábel metall burkolata vagy páncélja korrodálása vagy sérülése hatással lehet a hatékonyságára.

TN-C-S Rendszer

Egy TN-C-S rendszer, amelyet a 2. ábrán láthatunk, a szállító null vezetékét a forrásnál és a futásának intervallumainak a Földdel köti össze. Ez általában védő multiplex földelésnek (PME) nevezik. Ez a kialakítással a szolgáltató null vezetéke biztonságosan visszavezeti a fogyasztói telephelyen keletkező hibaáramokat a forráshoz. Ehhez a szolgáltató fogyasztói földelő terminált adja, amely a bejövő null vezetékhez van csatlakoztatva.

2. ábra: TN-C-S Rendszer

A TN-C-S rendszer előnyei:

• Csökkenti a szállításhoz szükséges vezetékek számát, ami lecsillapítja a vezetékesítés költségeit és összetettségét.

• Alacsony impedanciás útvonalat biztosít a hibaáramok számára, ami gyorsan aktiválja a védelmi eszközöket.

• Elkerüli a null és a Föld közötti potenciális különbséget a fogyasztó telephelyén belül.

A TN-C-S rendszer hátrányai:

• Elektromos sokkolás kockázatát jelent, ha a null vezeték két földelő pont között megszakad, ami növelheti a kitett fémmetszeteken érezhető érintési feszültséget.

• Kívánttalan áramokat okozhat, amelyek különböző pontokon a Földdel összekötött fémpuszta- vagy szerkezeti elemekben folytanak, ami eróziót vagy zavarhat okozni.

TT Rendszer

Egy TT rendszer, amelyet a 3. ábrán láthatunk, mind a forrást, mind a fogyasztói telephelyt külön elektrodákkal köti össze a Földdel. Ezek az elektrodák között nincs közvetlen kapcsolat. Ez a földelő rendszer alkalmazható háromfázisú és egyfázisú telepítések esetén is.

3. ábra: TT Rendszer

A TT rendszer előnyei:

• Kiküszöböli az elektromos sokkolás kockázatát, ha a null vezeték megszakad, vagy a live vezetékek és a földelő fémmetszetek között kapcsolódás létrejön.

• Elkerüli a kívánttalan áramokat a Földdel különböző pontokon összekötött fémpuszta- vagy szerkezeti elemekben.

• Több rugalmasságot biztosít a földelő elektrodák helye és típusa kiválasztásában.

A TT rendszer hátrányai:

• Hatékony helyi földelő elektrodát igényel minden telephelyhez, ami nehéz vagy drága lehet a talajfeltételek és a terület elérhetőségétől függően.

• További védelmi eszközöket, mint RCD-k vagy feszültség-működésű ELCB-k igényel, hogy megbízható szakítást biztosítsa hiba esetén.

• Magasabb érintési feszültséget eredményezhet a kitett fémmetszeteken a magasabb földi hurok impedanciája miatt.

TN-C Rendszer

Egy TN-C rendszer, amelyet a 4. ábrán láthatunk, a null és a védő funkciókat egyetlen vezetékben kombinálja a rendszer egészében. Ez a vezeték PEN-nek (protective earth neutral) nevezik. A fogyasztói földelő terminál közvetlenül ezzel a vezetékkel van összekötve.