Nákvæmur leiðbeiningar um jörðakerfi

Kerfislegð, sem einnig er kölluð jörðkerfi, tengir ákveðna hluti af raforkukerfi við jarða, oftast jarðar leitandi yfirborð, fyrir öryggis- og virkniarmál. Val kerfislegs getur átt áhrif á öryggi og elektromagnétísk samhæfingu uppsetningarinnar. Reglur um kerfislegs eru mismunandi milli löndera, en flest fylgja tillögum International Electrotechnical Commission (IEC). Í þessu greinum munum við skýra mismunandi tegundir af kerfislegs, kostana og galla þeirra og hvernig á að hönnuða og setja upp þau.

Hvað er kerfislegð?

Kerfislegð er skilgreind sem safn leiðara og elektroda sem veita lausann mótstaða leið fyrir rafstraum til að ferðast til jarðar í tilviki villu eða misvirka. Þetta er mikilvægt af mörgum ástæðum:

• Vernd um tæki: Kerfislegð hjálpar til að vernda raforkutæki frá skemmun vegna ofræða eða kortslóða. Hún heldur líka fram úr statískri byggingu og rafstrjála vegna nærliggjandi ljósþroska eða skiptingarverks.

• Vernd um fólk: Kerfislegð hjálpar til að forðast raforkuhættu með því að tryggja að sýnilegar raforkutækjavirðir séu á sama stöðu og jarðin. Hún geymir líka gangi skyldtækja eins og straumskyldar eða residual current devices (RCDs) sem geta aftengt ef villu kemur upp.

• Tilvísunarpunktur: Kerfislegð veitir tilvísunarpunkt fyrir raforkukröfur og tæki svo að þau geti virkað við örugga rafspenna við jarðina. Þetta tryggir að all raforkusemi sem ekki er notuð af belti er örugga sleppt til jarðar.

Tegundir kerfislegs

BS 7671 listar fimm tegundir af kerfislegs: TN-S, TN-C-S, TT, TN-C, og IT. Stafirnir T og N standa fyrir:

• T = Jarða (frá franska orðinu Terre)

• N = Jafnvægi

Stafirnir S, C, og I standa fyrir:

• S = Aðskilt

• C = Samsett

• I = Afskild

Tegund kerfislegs er ákvörðuð af því hvernig orkurammi (sem transformer eða generator) er tengdur við jarða og hvernig notandastofnun kerfislegs er tengdur við uppruna eða staðbundið jarðaelektród.

TN-S Kerfi

Í TN-S kerfi, sýnt í Mynd 1, er jafnvægisupprunni tengdur við jarða á einum punkti, nálægt upprunni. Notandastofnun kerfislegs er venjulega tengd metalleghúsinu eða brynjunarhlutinu af dreifendastofnunarleiðum inn í eignina.

Mynd 1: TN-S Kerfi

Forsónir TN-S kerfisins eru:

• Það veitir lágmótstaðalegu leið fyrir villastrauma, sem tryggir hratt virkni skyldtækja.

• Það forðast mögulega mismun á milli jafnvægis og jarðar innan notandastofnunar.

• Það minnkar hættu af elektromagnética óhöfnu vegna sameiginlegra strauma.

Galli TN-S kerfisins eru:

• Það krefst sérstakrar skyldleiðar (PE) síðan við slysvirði, sem eykur kostnað og flóknar leggingu.

• Það getur verið árekst af rostu eða skemmu á metalleghúsinu eða brynjunarhlutinu af þjónustuleiðum, sem getur broytt virkni hans.

TN-C-S Kerfi

Í TN-C-S kerfi, sýnt í Mynd 2, er slysjafnvægisleiður af dreifendastofnunarleiðum tengdur við jarða á upprunni og á bilum á leiðinni. Þetta er oft nefnt skyldlegð við margföldu jarðakerfi (PME). Með þessari skipulag er slysjafnvægisleiður dreifendastofnunar notað til að skila villastraumum sjónarfallsins örugga til upprunar. Til að ná þessu mun dreifendinn veita notandastofnunarskyldpunkt, sem er tengdur við inntaksslysjafnvægisleið.

Mynd 2: TN-C-S Kerfi

Forsónir TN-C-S kerfisins eru:

• Það minnkar fjölda leiða sem nauðsynlegt er fyrir slys, sem lætur kostnað og flóknar leggingu.

• Það veitir lágmótstaðalegu leið fyrir villastrauma, sem tryggir hratt virkni skyldtækja.

• Það forðast mögulega mismun á milli jafnvægis og jarðar innan notandastofnunar.

Galli TN-C-S kerfisins eru:

• Það getur valdið hættu af raforkuhættu ef það kemur til brottfall í slysjafnvægisleið á milli tveggja jarðapunkta, sem getur valdið aukningu á snertispennu á sýnilegum metalleghúsum.

• Það getur valdið óþarftum straumum að ferðast í metalleghús eða byggingar sem eru tengdir við jarða á mismunandi punktum, sem getur valdið rostu eða óhöfnu.

TT Kerfi

Í TT kerfi, sýnt í Mynd 3, eru bæði uppruni og notandastofnun tengdar við jarða gegnum sérstök elektróð. Þessir elektróð hafa enga beint tengsl á milli sín. Þetta tegund af kerfislegs er gilt fyrir bæði þríveldis og einveldis uppsetningar.

Mynd 3: TT Kerfi

Forsónir TT kerfisins eru:

• Það eykur allar hættur af raforkuhættu vegna brottfalls í slysjafnvægisleið eða sambands á milli lifandi leiða og jarðaða metalleghúsa.

• Það forðast óþarftum straumum að ferðast í metalleghús eða byggingar sem eru tengdir við jarða á mismunandi punktum.

• Það leyfir fleiri valmöguleika fyrir stað og gerð jarðaelektróða.

Galli TT kerfisins eru:

• Það krefst virkrar staðbundnar jarðaelektróða fyrir hverja uppsetningu, sem getur verið erfitt eða dýrt að ná í samræmi við jarðefni og tiltækjan af pláss.

• Það krefst aukalegrar skyldtækja eins og RCDs eða spennað styrt ELCBs til að tryggja örugga aftengingu í tilviki villu.

• Það getur valdið auknu snertispennu á sýnilegum metalleghúsum vegna hárra jarðalúppumótstaða.

TN-C Kerfi

Í TN-C kerfi, sýnt í Mynd 4, eru bæði jafnvægis- og skyldverkefni sameinta í einn leiður á heili kerfinu. Þessi leiður er kölluð PEN (skyldjarðajafnvægi). Notandastofnunarskyldpunkturinn er beint tengdur við þennan leið.

Mynd 4: TN-C Kerfi

Forsónir TN-C kerfisins eru: