Panduan Lengkap tentang Sistem Penyambungan ke Tanah
Sistem pengenalan bumi, juga dikenali sebagai sistem grounding, menghubungkan bahagian tertentu dalam sistem kuasa elektrik dengan tanah, biasanya permukaan konduktif Bumi, untuk tujuan keselamatan dan fungsional. Pilihan sistem pengenalan bumi boleh mempengaruhi keselamatan dan kebolehpaduan elektromagnetik pemasangan. Peraturan untuk sistem pengenalan bumi berbeza antara negara, walaupun kebanyakan mengikuti cadangan Suruhanjaya Elektroteknikal Antarabangsa (IEC). Dalam artikel ini, kami akan menerangkan jenis-jenis sistem pengenalan bumi, kelebihan dan kekurangannya, serta cara merancang dan memasangnya.
Apakah Sistem Pengenalan Bumi?
Sistem pengenalan bumi ditakrifkan sebagai set konduktor dan elektrod yang menyediakan laluan rendah rintangan untuk arus elektrik mengalir ke tanah dalam keadaan rosak atau tidak berfungsi. Ini penting untuk beberapa sebab:
Perlindungan peralatan: Sistem pengenalan bumi membantu melindungi peralatan elektrik daripada kerosakan akibat overvoltan atau keadaan hubungan pendek. Ia juga mencegah penimbunan statik dan lonjakan kuasa disebabkan oleh sambaran petir atau operasi pemutusan berhampiran.
Perlindungan orang: Sistem pengenalan bumi membantu mencegah risiko sengatan elektrik dengan memastikan bahawa bahagian logam terdedah dalam pemasangan elektrik berada pada potensial yang sama dengan tanah. Ia juga memudahkan operasi peranti pelindung seperti pengecas litar atau peranti arus sisa (RCD) yang boleh memutuskan bekalan dalam keadaan rosak.
Titik rujukan: Sistem pengenalan bumi menyediakan titik rujukan untuk litar dan peralatan elektrik supaya dapat beroperasi pada tahap voltan yang selamat berbanding dengan Bumi. Ini memastikan bahawa mana-mana tenaga elektrik yang tidak digunakan oleh beban disalurkan dengan selamat ke tanah.
Jenis-jenis Sistem Pengenalan Bumi
BS 7671 menyenaraikan lima jenis sistem pengenalan bumi: TN-S, TN-C-S, TT, TN-C, dan IT. Huruf T dan N mewakili:
T = Tanah (dari perkataan Perancis Terre)
N = Neutral
Huruf S, C, dan I mewakili:
S = Berasingan
C = Gabungan
I = Terasing
Jenis sistem pengenalan bumi ditentukan oleh bagaimana sumber tenaga (seperti transformer atau generator) dihubungkan dengan tanah dan bagaimana terminal pengenalan bumi pengguna dihubungkan dengan sumber atau dengan elektrod bumi tempatan.
Sistem TN-S
Sistem TN-S, ditunjukkan dalam Gambar 1, mempunyai sumber neutral yang dihubungkan dengan tanah pada satu titik sahaja, di atau sekatanya kepada sumber. Terminal pengenalan bumi pengguna biasanya dihubungkan dengan selubung logam atau armor kabel perkhidmatan pengedar ke dalam premis.
Gambar 1: Sistem TN-S
Kelebihan sistem TN-S adalah:
Ia menyediakan laluan rintangan rendah untuk arus rosak, yang memastikan operasi peranti pelindung dengan cepat.
Ia mengelakkan sebarang perbezaan potensial antara neutral dan tanah dalam premis pengguna.
Ia mengurangkan risiko gangguan elektromagnetik akibat arus mod bersama.
Kekurangan sistem TN-S adalah:
Ia memerlukan konduktor pelindung (PE) yang berasingan bersama dengan konduktor bekalan, yang meningkatkan kos dan kompleksiti pengawatan.
Ia mungkin terjejas oleh kerosakan atau keropos pada selubung logam atau armor kabel perkhidmatan, yang boleh mengompromikan keberkesaniannya.
Sistem TN-C-S
Sistem TN-C-S, ditunjukkan dalam Gambar 2, mempunyai konduktor neutral bekalan utama yang dihubungkan dengan tanah pada sumber dan pada selang-seli sepanjang jalannya. Ini biasanya dirujuk sebagai pengenalan bumi berganda pelindung (PME). Dengan susunan ini, konduktor neutral pengedar juga digunakan untuk mengembalikan arus rosak bumi yang timbul dalam pemasangan pengguna dengan selamat ke sumber. Untuk mencapai ini, pengedar akan menyediakan terminal pengenalan bumi pengguna, yang dihubungkan dengan konduktor neutral masuk.
Gambar 2: Sistem TN-C-S
Kelebihan sistem TN-C-S adalah:
Ia mengurangkan bilangan konduktor yang diperlukan untuk bekalan, yang menurunkan kos dan kompleksiti pengawatan.
Ia menyediakan laluan rintangan rendah untuk arus rosak, yang memastikan operasi peranti pelindung dengan cepat.
Ia mengelakkan sebarang perbezaan potensial antara neutral dan tanah dalam premis pengguna.
Kekurangan sistem TN-C-S adalah:
Ia mungkin mencipta risiko sengatan elektrik jika terdapat putus pada konduktor neutral antara dua titik bumi, yang boleh menyebabkan peningkatan voltan sentuh pada bahagian logam yang terdedah.
Ia mungkin menyebabkan arus yang tidak diingini mengalir dalam paip logam atau struktur yang dihubungkan dengan tanah pada titik yang berbeza, yang boleh mengakibatkan keropos atau gangguan.
Sistem TT
Sistem TT, ditunjukkan dalam Gambar 3, mempunyai kedua-dua sumber dan pemasangan pengguna dihubungkan dengan tanah melalui elektrod berasingan. Elektrod-elektrod ini tidak mempunyai sebarang hubungan langsung antara mereka. Jenis sistem pengenalan bumi ini sesuai untuk pemasangan tiga fasa dan satu fasa.
Gambar 3: Sistem TT
Kelebihan sistem TT adalah:
Ia menghapuskan sebarang risiko sengatan elektrik akibat putus pada konduktor neutral atau hubungan antara konduktor hidup dan bahagian logam yang ditanahkan.
Ia mengelakkan arus yang tidak diingini dalam paip logam atau struktur yang dihubungkan dengan tanah pada titik yang berbeza.
Ia membenarkan lebih fleksibel dalam memilih lokasi dan jenis elektrod bumi.
Kekurangan sistem TT adalah:
Ia memerlukan elektrod bumi tempatan yang berkesan untuk setiap pemasangan, yang mungkin sukar atau mahal untuk dicapai bergantung pada keadaan tanah dan ketersediaan ruang.
Ia memerlukan peranti pelindung tambahan seperti RCD atau ELCB yang dioperasikan oleh voltan untuk memastikan pemutusan yang dapat dipercayai dalam keadaan rosak.
Ia mungkin menghasilkan voltan sentuh yang lebih tinggi pada bahagian logam yang terdedah akibat rintangan gelung bumi yang lebih tinggi.
Sistem TN-C
Sistem TN-C, ditunjukkan dalam Gambar 4, mempunyai fungsi neutral dan pelindung digabungkan dalam satu konduktor sepanjang sistem. Konduktor ini dipanggil PEN (protective earth neutral). Terminal pengenalan bumi pengguna dihubungkan secara langsung dengan konduktor ini.
Gambar 4: Sistem TN-C
Kelebihan sistem TN-C adalah:
Ia mengurangkan bilangan konduktor yang diperlukan untuk bekalan, yang menurunkan kos dan kompleksiti pengawatan.
Ia menyediakan laluan rintangan rendah untuk arus rosak, yang memastikan operasi peranti pelindung dengan cepat.
Kekurangan sistem TN-C adalah:
Ia mencipta risiko sengatan elektrik jika terdapat putus pada konduktor PEN atau jika ia datang ke bahagian hidup akibat kegagalan isolasi.
Ia menyebabkan arus yang tidak diingini mengalir dalam paip logam atau struktur yang dihubungkan dengan PEN pada titik yang berbeza, yang boleh mengakibatkan keropos atau gangguan.
Ia memerlukan langkah-langkah khas untuk menghubungkan peralatan dengan bahagian logam yang terdedah yang mungkin boleh diakses serentak dengan bahagian logam
