Charakterystyka układów sieci TT, TN i IT - Systech

Charakterystyka układów sieci TT, TN i IT
Klasyfikacja typów układów sieci niskiego napięcia
Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia mogą być wykonane, w zależności od
przeznaczenia, jako układy uziemione, najczęściej w punkcie neutralnym transformatora, lub
izolowane od ziemi, posiadające różną liczbę przewodów oraz różne systemy ochrony
przeciwporażeniowej, w tym różne sposoby uziemiania części przewodzących dostępnych.
Z tych względów sieci rozdzielcze i instalacje elektryczne niskiego napięcia dzieli się na trzy układy:
TN (podukłady: TN-C, TN-S i TN-C-S), TT i IT.
Poszczególne litery w oznaczeniu układu sieci pochodzą od wyrażeń:
T - terre (franc.) - ziemia;
N - neutral (ang.) - neutralny;
I - isolate (ang.) - izolować;
C - combine (ang.) - łączyć, wiązać;
S - separate(ang.) - rozdzielać, oddzielać.
Litery używane w oznaczeniu typu układu sieci mają następujące znaczenia:
1) Pierwsza litera oznacza związek między układem sieci a ziemią:
T - bezpośrednie połączenie jednego punktu układu sieci z ziemią,
I - wszystkie części czynne izolowane od ziemi lub jeden punkt układu sieci połączony z
ziemią poprzez impedancję
2) Druga litera oznacza sposób połączenia z ziemią części przewodzących dostępnych:
N - oznacza bezpośrednie połączenie elektryczne części przewodzących dostępnych
z uziemionym punktem układu sieci (uziemionym punktem układu sieci jest zazwyczaj
punkt neutralny, albo przewód fazowy jeżeli punkt neutralny nie jest dostępny).
T - oznacza bezpośrednie połączenie elektryczne części przewodzących dostępnych z ziemią,
niezależnie od uziemienia jednego z punktów układu sieci.
3) Trzecia lub czwarta litera określają związek przewodu neutralnego z przewodem ochronnym:
C - oznacza, że funkcje przewodu neutralnego N i przewodu ochronnego PE pełni jeden
wspólny przewód (przewód PEN);
S - oznacza, że funkcje przewodu ochronnego pełni przewód PE oddzielony od przewodu
neutralnego N, albo uziemionego przewodu roboczego (lub uziemionego przewodu
fazowego w układzie sieci prądu przemiennego).
Charakterystyczne cechy układu TN
W układzie sieci TN:(rys. 1,2,3)
a) jeden punkt układu powinien być bezpośrednio uziemiony; najczęściej jest to punkt neutralny
transformatora przyłączony bezpośrednio do uziomu roboczego RB. Uziemienie RB zapewnia
utrzymanie na niższym poziomie napięcia względem ziemi, które w układzie trójfazowym jest równe
napięciu fazowemu,
b) części przewodzące dostępne instalacji elektrycznej niskiego napięcia są z tym punktem
połączone za pomocą przewodów ochronnych PE (PEN),
c) wymagane jest uziemianie przewodów ochronnych (PE i PEN) w miejscu wprowadzenia ich do
budynku lub posesji oraz, jeżeli istnieją skuteczne połączenia z ziemią, we wszystkich możliwych
punktach instalacji rozmieszczonych w miarę możliwości równomiernie,
d) metaliczna pętla zwarciowa w układzie obejmuje przewód ochronny i przewód liniowy oraz
rozległą sieć uziomów,
e) większy w układzie TN prąd zwarcia doziemnego powoduje, że już pierwsze zwarcie do ziemi
jest wyłączane samoczynnie przez zastosowane urządzenia ochronne.
Układ TN-C jest najbardziej rozpowszechnionym układem sieci oraz instalacji przemysłowych i
nieprzemysłowych o napięciu znamionowym 230/400 V.
1
Sieci o układzie TN dzielą się dodatkowo na podukłady:
1) TN-C, w których funkcję przewodu neutralnego N i ochronnego PE pełni jeden wspólny
przewód PEN. Ochrona przeciwporażeniowa jest realizowana przez połączenie wszystkich części
przewodzących dostępnych instalacji z przewodem ochronno-neutralnym PEN (rys. 1).
Rys. 1 Schemat układu TN-C
2) TN-S, w których funkcje przewodu neutralnego N i ochronnego PE pełnią oddzielne
przewody. Ochrona przeciwporażeniowa jest realizowana przez połączenie wszystkich części
przewodzących dostępnych instalacji z przewodem ochronnym PE (rys. 2).
Rys. 2 Schemat układu TN-S
3) TN-C-S, jest połączeniem układów TN-C i TN-S, w których pierwsza część układu sieci
pracuje w układzie TN-C, a druga w układzie TN-S. Punktem rozdziału przewodu ochronnoneutralnego PEN na przewód ochronny PE i przewód neutralny N może być złącze lub rozdzielnica
główna.
2
Rys. 3 Schemat układu mieszanego TN-C-S
Charakterystyczne cechy układu TT
W układzie sieci TT: (Rys. 4)
a) jeden punkt układu powinien być bezpośrednio uziemiony; najczęściej jest to punkt neutralny
transformatora przyłączony bezpośrednio do uziomu układu sieci RB,
b) ochronę przeciwporażeniową realizuje sie przez indywidualne lub grupowe uziemienie
wszystkich części części przewodzących dostępnych,
c) wszystkie części przewodzące dostępne instalacji chronione przez to samo urządzenie ochronne
powinny być przyłączone przewodem ochronnym do wspólnego uziomu ochronnego RB niezależnego
elektrycznie od uziomu układu sieci,
d) wymaga się, aby do ochrony przy uszkodzeniu przez samoczynne wyłączenie zasilania,
stosowane były urządzenia ochronne różnicowoprądowe. Urządzenia ochronne nadprądowe mogą być
stosowane pod warunkiem zapewnienia stałej i odpowiednio małej impedancji pętli zwarciowej,
zależnej od wartości rezystancji uziemienia uziomu ochronnego RA,
e) jeśli części przewodzące dostępne są uziemione indywidualnie, to w każdym takim obwodzie,
dla ochrony przed dotykiem bezpośrednim, powinien być zainstalowany wyłącznik
różnicowoprądowy o IΔn ≤ 30 mA
f) ochronę przed pożarem, dla całego układu sieci, zapewnia wyłącznik różnicowoprądowy o IΔn ≤
500 mA
g) prąd ziemnozwarciowy (upływowy) jest wyznaczany na podstawie impedancji uziomów źródła
oraz odbiornika, a także impedancji przewodu ochronnego PE.
Rys. 4 Schemat układu TT
3
Charakterystyczne cechy układu IT
W układzie sieci IT: (Rys. 5)
a) żaden punk układu sieci IT nie jest bezpośrednio połączony z ziemią; punkt neutralny albo inny
punkt układu sieci może być połączony z ziemią poprzez bezpiecznik iskiernikowy i/lub impedancję o
dostatecznie dużej wartości. Przy znacznym podwyższeniu się napięcia punktu neutralnego względem
ziemi do wartości na skutek uszkodzenia się izolacji transformatora.
b) części przewodzące dostępne są bezpośrednio połączone z uziomem
ochronnym RA indywidualnie, grupowo lub zbiorowo,
c) układ IT jest stosowany w przypadku występowania dużych wymagań dotyczących zarówno
pewności zasilania jak i niezawodnej ochrony przeciwporażeniowej.
Rys. 5 Schemat układu IT
W układzie IT mogą być stosowane następujące urządzenia do monitorowania i zabezpieczeń:
- urządzenia stałej kontroli stanu izolacji (IMD),
- systemy lokalizacji uszkodzenia izolacji,
- urządzenia monitorowania prądu różnicowego (RCM),
- urządzenia ochronne różnicowoprądowe (RCD),
- urządzenia ochronne nadprądowe.
4