Zanim dobierzesz jakiekolwiek zabezpieczenie, musisz wiedzieć, w jakim układzie sieci pracuje instalacja. Od układu zależy, czy różnicówka w ogóle zadziała, czy wolno rozdzielić przewód PEN i co się stanie, gdy jeden przewód się urwie.
Litery w nazwach wyglądają na szyfr, ale niosą konkretną informację. Definiuje je PN-HD 60364-1:2010.
Jak czytać nazwę układu
Nazwa składa się z dwóch liter, czasem z dopiskiem po myślniku.
Pierwsza litera mówi, jak uziemione jest źródło zasilania, czyli punkt neutralny transformatora:
- T: punkt neutralny jest bezpośrednio uziemiony,
- I: punkt neutralny jest izolowany od ziemi albo połączony przez dużą impedancję.
Druga litera mówi, jak z ziemią połączone są dostępne części przewodzące odbiorników, czyli metalowe obudowy:
- T: obudowy mają własny, niezależny uziom,
- N: obudowy są połączone z uziemionym punktem sieci przewodem prowadzonym od źródła.
Litery po myślniku dotyczą wyłącznie układów TN i mówią, czy funkcje przewodu neutralnego i ochronnego są rozdzielone:
- C: od combined, wspólny przewód PEN pełni obie funkcje,
- S: od separate, osobny N i osobny PE,
- C-S: najpierw wspólny, potem rozdzielony.
TN-C: jeden przewód, dwie funkcje
W układzie TN-C jeden przewód PEN pełni jednocześnie rolę neutralnego i ochronnego na całej długości. Tak zbudowana jest większość starszych sieci rozdzielczych w Polsce i wiele instalacji w budynkach sprzed lat dziewięćdziesiątych.
Ma to dwie konsekwencje, które musisz znać.
Różnicówka w układzie TN-C nie zadziała. Obudowy są tu podłączone do przewodu PEN, a PEN przechodzi przez rdzeń aparatu. Prąd uszkodzenia, który wpłynął fazą na obudowę, wraca więc przez ten sam rdzeń i suma prądów dalej wynosi zero. Aparat nie widzi różnicy, bo jej nie ma. W obwodzie z przewodem PEN nie ma czego chronić różnicówką i nie wolno jej tam stosować.
Przerwanie przewodu PEN jest groźne dla życia. Dopóki PEN jest ciągły, obudowy odbiorników mają potencjał ziemi. Gdy PEN się urwie, prąd powrotny odbiorników szuka drogi przez ten sam przewód, który zasila obudowy i wszystkie metalowe obudowy w instalacji mogą znaleźć się pod napięciem zbliżonym do fazowego. Nic tego nie sygnalizuje. Urządzenia mogą pracować dalej.
To jest powód, dla którego TN-C wychodzi z użycia w instalacjach odbiorczych.
TN-S: rozdzielone od początku
W układzie TN-S przewód ochronny PE i neutralny N są osobne na całej długości, od źródła aż do gniazdka.
Przewód PE nie prowadzi prądu roboczego. Prowadzi go wyłącznie w chwili uszkodzenia i właśnie dlatego różnicówka działa: suma prądów w L i N zeruje się w normalnej pracy, a przestaje się zerować, gdy prąd ucieknie przewodem ochronnym.
To jest układ docelowy dla każdej nowej instalacji odbiorczej.
TN-C-S: to, co masz najprawdopodobniej
W praktyce polskiego budownictwa najczęściej spotkasz układ mieszany. Zakład energetyczny doprowadza zasilanie w układzie TN-C, przewodem PEN, aż do złącza albo do rozdzielnicy głównej. Tam następuje rozdział przewodu PEN na osobne N i PE, a cała instalacja odbiorcza pracuje już jako TN-S.
Miejsce rozdziału jest najważniejszym punktem całej instalacji i rządzą nim trzy zasady:
1. Rozdział wykonuje się raz. Za punktem rozdziału przewody N i PE muszą pozostać osobne aż do końca instalacji.
2. Punktu rozdziału nie wolno cofnąć. Ponowne połączenie N z PE gdziekolwiek dalej niweczy sens całego układu.
3. Punkt rozdziału musi być uziemiony i to do niego przyłącza się główną szynę wyrównawczą.
Co się psuje, gdy N spotka PE za rozdziałem
To najczęstszy błąd wykonawczy w polskich rozdzielnicach i warto rozumieć, dlaczego jest błędem, bo objawy bywają mylące.
Jeżeli za punktem rozdziału przewód N zetknie się z PE, część prądu powrotnego popłynie przewodem ochronnym. Skutki są trzy:
- Różnicówka wybija i wygląda na uszkodzoną, choć działa prawidłowo. Widzi realną różnicę prądów.
- Przewód ochronny prowadzi prąd roboczy, czego z definicji robić nie powinien.
- Obudowy odbiorników mają potencjał inny niż ziemia, bo na przewodzie PE pojawia się spadek napięcia.
Jeżeli diagnozujesz wybijającą różnicówkę i wszystko inne wygląda poprawnie, sprawdź listwy N i PE w rozdzielnicy oraz puszki. Zetknięcie pod źle dokręconą śrubą wystarczy.
TT: własny uziom przy obiekcie
W układzie TT punkt neutralny transformatora jest uziemiony u źródła, ale obudowy odbiorników mają własny uziom, elektrycznie niezależny od uziemienia sieci.
Spotkasz go w zabudowie rozproszonej, w gospodarstwach i w obiektach zasilanych długimi liniami napowietrznymi, gdzie prowadzenie pewnego przewodu ochronnego od stacji jest niepraktyczne.
Cecha praktyczna: w układzie TT prąd zwarcia doziemnego zamyka się przez ziemię, więc jest znacznie mniejszy niż w TN. Zabezpieczenie nadprądowe może go w ogóle nie wykryć. Ochrona opiera się tam na różnicówce i jakość uziomu ma znaczenie krytyczne.
IT: układ, którego w domu nie zobaczysz
Punkt neutralny jest izolowany od ziemi albo połączony przez dużą impedancję. Pierwsze zwarcie doziemne nie powoduje wyłączenia, tylko jest sygnalizowane. Instalacja pracuje dalej.
Stosuje się go tam, gdzie przerwa w zasilaniu jest groźniejsza niż samo uszkodzenie: sale operacyjne, wybrane instalacje przemysłowe, obiekty specjalne. W budownictwie mieszkaniowym nie występuje.
Jak rozpoznać, co masz przed sobą
Nie zgaduj po wieku budynku. Sprawdź trzy rzeczy:
1. Ile żył wchodzi do rozdzielnicy. Kabel czterożyłowy przy zasilaniu trójfazowym oznacza doprowadzenie w układzie TN-C albo TT; rozstrzyga punkt trzeci. Pięciożyłowy oznacza TN-S doprowadzony od złącza.
2. Czy w rozdzielnicy są dwie osobne listwy. Osobna szyna N i osobna szyna PE, połączone tylko w jednym punkcie, to prawidłowo wykonany rozdział TN-C-S.
3. Czy obiekt ma własny uziom. Uziom przy budynku bez pewnego przewodu ochronnego od sieci wskazuje na układ TT.
Przy jakiejkolwiek wątpliwości rozstrzyga pomiar: impedancji pętli zwarcia i rezystancji uziemienia. Układ sieci jest informacją, którą wpisuje się do dokumentacji odbiorczej, więc i tak trzeba ją ustalić jednoznacznie.
Gdy zastajesz TN-C w budynku
To sytuacja typowa przy modernizacjach i warto wiedzieć, czego nie robić.
Nie da się „dorobić" przewodu ochronnego przez zmostkowanie w gniazdku styku ochronnego z zaciskiem neutralnym. Taka instalacja wygląda na sprawną, mierniki gniazdkowe pokazują obecność ochrony, a w rzeczywistości każde przerwanie przewodu neutralnego stawia obudowę odbiornika pod napięciem. Jest to jedna z najgroźniejszych improwizacji, jakie spotyka się w starym budownictwie.
Właściwym rozwiązaniem jest rozdział przewodu PEN w rozdzielnicy głównej, wykonanie uziemienia i poprowadzenie instalacji odbiorczej jako TN-S. Jeżeli planujesz taką modernizację, rozkład obwodów i miejsce szyn N oraz PE możesz rozrysować w DINBoard razem z resztą rozdzielnicy.
Podsumowanie
| Układ | Przewód ochronny | Różnicówka | Gdzie spotkasz |
|---|---|---|---|
| TN-C | Wspólny PEN | Nie wolno stosować | Stare sieci i instalacje |
| TN-S | Osobny PE | Ochrona uzupełniająca, działa poprawnie | Nowe instalacje odbiorcze |
| TN-C-S | PEN, potem osobny PE | Za punktem rozdziału | Najczęstszy w Polsce |
| TT | Własny uziom obiektu | Ochrona opiera się na niej | Zabudowa rozproszona |
| IT | Punkt neutralny izolowany | Układ specjalny | Szpitale, przemysł |
Zapamiętaj jedno zdanie, jeśli nie zapamiętasz nic innego: różnicówka wymaga rozdzielonych przewodów N i PE. Wszystko, co przeczytałeś wyżej, jest rozwinięciem tej zależności.