سیستم TN

سیستم TN

شرایط اختصاصی سیستم TN (همه موارد TN-C-S , TN-S ,TN-C)

وصل بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی به زمین

   کلیه بدنه های هادی (فلزی) تجهیزات الکتریکی باید با استفاده از هادی های حفاظتی PE با PEN به نقطه زمین شده سیستم نیرو (N,O) وصل شوند و نقطه زمین شده باید در نزدیکی منبع نیرو (تراسفورماتور یا ژنراتور) زمین شود.

معمولاً نقطه ای که زمین می شود، نقطه خنثی است، ولی اگر نقطه خنثی در دسترس یا موجود نباشد(هم بندی مثلث) یکی از فازها را باید زمین نمود.

تحت هیچ شرایطی نباید از هادی فاز به عنوان هادی PEN استفاده شود.

یادآوری ها

• همه سیستم های به کار رفته در کشور ما ستاره با خنثای زمین شده است.
• درسیستم TN هادی حفاظتی (PE) را باید به همه الکترودهای در دسترس زمین (الکترودهای زمین متعدد) وصل نمود. با انجام این کار، مخصوصاً اگر این نقاط یکنواخت پخش شده باشند، در صورت وقوع اتصال کوتاه، پتانسیل هادی حفاظتی در حد امکان به پتانسیل زمین نزدیک باقی خواهد ماند. (شکل های 621-6 ، 621-7 و برای توضیحات بیشتر، پیوست 6P2 را ببینید)
• در ساختمان های بلند که به علت محدودیت در فضا در آنها امکان احداث اتصال زمین های متعدد وجود ندارد. هم بندی بین بدنه های هادی تجهیزات و بدنه های هادی بیگانه هم ولتاژ کردن اجزای مختلف را بعهده خواهد داشت.
• به دلایل بالا توصیه می شود در نقطه ورود سرویس به هر ساختمان یک اتصال به زمین اختصاصی برای هادی حفاظتی (PEN,PE) احداث شود.

یادآوری 4 مطالبی است که در مقرارت سیم کشی ساختمان ها (مبحث 13از مقررات ملی ساختمانی ایران) پیش بینی شده است.

621-3-2- استفاده از یک هادی برای دو منظور (PE) و خنثی (N)

در تاسیسات نصب ثابت می توان از یک هادی برای هر دو منظور حفاظتی (PE) و خنثی (N) به صورت اشتراکی استفاده نمود به شرطی که سطح مقطع هادی مشترک حفاظتی/ خنثی از 10 میلیمتر مربع کمتر نباشد. کابل های قابل انعطاف مانند بندهای مربوط به لوازم خانگی از جمله اتو، جاروبرقی، مته و نظایر آن تاسیسات ثابت نیستند.

شکل 621-6 اتصال زمین حفاظتی مکرر ( سیستم TN )

شکل 621-7 نحوه اثر اتصال زمین مکرر در ولتاژ اتصالی و در نتیجه ولتاژ برق گرفتگی

اگر کابل از نوع هم مرکز باشد، حداقل سطح مقطع هادی مشترک ممکن است 4 میلیمتر مربع باشد، به شرط آن که در همه اتصالات کابل هم مرکز، برقراری تداوم هادی غلاف (پرده)، رعایت شده باشد. هادی مشترک حفاظتی/خنثی با حروف اختصاری PEN مشخص می شود.

هادی PEN باید نسبت به بالاترین ولتاژی که ممکن است تحت آن قرار گیرد، عایق بندی شود. اگر از نقطه ای در تاسیسات به بعد هادی های مشترک حفاظتی/خنثی از یکدیگر تفکیک شوند و به اشتراک خود پایان دهند، از ان نقطه به بعد وصل مجدد آنها ممنوع است. در نقطه تفکیک هر یک از هادی های جدا شده یعنی N,PE باید یک ترمینال یا شینه برای هر کدام از آنها پیش بینی شود و هادی مشترک حفاظتی/خنثی PEN باید به ترمینال یا شینه حفاظتی یعنی PE وصل شود و بین دو ترمینال یا شینه N,PE ، یک قطعه اتصالی قابل نصب و پیاده کردن وجود داشته باشد. این قطعه در شرایط عادی وصل است و فقط در صورتی که انجام اندازه گیری هایی لازم باشد، برای مدتی کوتاه برداشه می شود.

یادآوری ها ( سیستم TN )

• در سیستم هایی که مجهز به هادی PEN می باشند. استفاده از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی امکان ندارد زیرا از نقطه نصب وسیله جریان تفاضلی هادی مشترک PEM ناچار است به دو هادی PE و N تفکیک و سیستم از TN-C تبدیل به TN-S شود و بنابراین کل سیستم TN-C-S خواهد بود
• استفاده از هادی مشترک حفاظتی/ خنثی این سوء تفاهم را بوجود می آورد که در صورت نامتعادل بودن بار در شبکه و عبور جریان های شدید(هادی) از هادی خنثی (PEN) و نظر به اینکه بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی وصل به آن می باشند ممکن است در صورت تماس با آنها برق گرفتگی به وجود آید. این تصوری است اشتباه آمیز که در پیوست 6P3 درباره آن بحث شده است.
• کمتر تاسیساتی از نوع TN وجود دارد که در آن از یک نقطه به بعد هادی مشترک حفاظتی/خنثی تفکیک نشود زیرا کمتر تاسیساتی از این نوع را می توان یافت که دست کم سطح مقطع بعضی از مدارهای نهایی آن از 10 میلیمتر مربع کمتر نباشد. کوچک شدن سطح مقطع از 10 میلیمتر مربع، به معنی لزوم تفکیک اجباری هادی حفاظتی و هادی خنثی است.

621 -3-3- مشخصه های تجهیزات حفاظتی در سیستم TN

      مشخصه های تجهیزات حفاظتی و امپدانس مدار باید به نحوی باشند که در صورت وقوع اتصال کوتاه بین یکی از هادی های فاز و بدنه هادی یا هادی حفاظتی (PE) در هر نقطه ای از تاسیسات (معمولا دورترین نقطه بدترین حالت است)، مدار به طور خودکار حداکثر در زمان تعیین شده قطع کند تا طبق خواسته های مبحث پنجم برق گرفتگی بروز نکند.

خواسته فوق در صورت احراز شرط زیر حاصل می شود:                                    

که در آن:

امپدانس حلقه اتصال کوتاه شامل امپدانس منبع (تراسفورماتور،ژنراتور) + امپدانس هادی فاز از منبع تا نقطه اتصالی + امپدانس هادی حفاظتی (PE) و یا (PEN) از منبع تا نقطه اتصالی، شدت جریانی است که:

• سبب قطع وسیله حفاظتی حداکثر در زمان های ذکر شده در جدول 6-2 با توجه به ولتاژ  می شود.
• سبب قطع وسیله حفاظتی تحت شرایطی که در بند 621-3-5 مشخص شده است، حداکثر در زمان 5 ثانیه شود.

   ولتاژ اسمی متناوب موثر فاز به زمین می باشد.

فرض بر این است که زمان های حداکثر مشخص شده در جدول 6-2، خواسته بند 621-1-1 را برای مدارهای نهایی که لوازم کلاس I از نوع دستی و قابل حمل را تغذیه می کنند برآورده می کنند.

بحث مفصلی درباره نحوه محاسبه امپدانس حلقه اتصال کوتاه و شدت جریان اتصالی و نحوه انتخاب شدت جریان اسمی لوازم حفاظتی برای مطابقت با مدت زمان مجاز، در پیوست 6P4 داده شده است.

برای مدارهای توزیع حداکثر زمان برقراری اتصال کوتاه 5 ثانیه مجاز می باشد.

برای مدارهای نهایی که فقط تجهیزات نصب ثابت را تغذیه می کنند، زمان قطع می تواند از مقدار تعیین شده در جدول 6-2 بیشتر باشد، ولی نباید هیچگاه از 5 ثانیه تجاوز کند. علاوه بر آن اگر مدارهایی که لوازم دستی را تغذیه می کنند (و باید در زمان های تعیین شده در جدول 6-2 قطع شوند) به تابلوی مربوط به مدارهای تجهیزات ثابت وصل باشند یا از همان مدار تغذیه کنند، باید یکی از شرایط زیر برقرار باشد:

• امپدانس هادی حفاظتی بین تابلوی تقسیم و نقطه ای که هادی حفاظتی به نقطه هم بندی اصلی وصل می شود (MEB) از مقدار زیر بیشتر نباشد.
• در محل تابلوی تقسیم یک هم بندی کمکی نصب شود که شامل همه بدنه های هادی بیگانه که در همبندی اصلی شرکت دارند، باشد و با خواسته های بدنه 621-2 مطابقت نماید.

پیوست 6P5 علت ممنوعیت تغذیه مدارهای نهایی 4، 0 ثانیه و 5 ثانیه از یک تابلو را نشان می دهد.

جدول 6-2 حداکثر زمان قطع برای سیستم TN

ولتاژها بر اساس استاندارد IEC 38 (1983) می باشند.

در مورد ولتاژهایی که در حد رواداری تعیین شده در استاندارد IEC 38 می باشند. مقادیر برابر مقدار اسمی باند انتخاب می شوند برای ولتاژهای بین دو باند،مقدار بزرگتر انتخاب می شود.

 ایجاد هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن ( سیستم TN )

     اگر شرایط گفته شده در بند 621-3-3 را نتوان با استفاده از وسایل حفاظتی اضافه جریان مانند:

• فیوز
• کلید خودکار
• کلیدهای خودکار کوچک

برآورده نمود باید اقدام به برقراری هم بندی کمکی برای هم ولتاژ کردن طبق بند 621-2-2 نمود. به جای استفاده از هم بندی کمکی می توان از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی استفاده کرد.

یادآوری- از وسایل حفاظتی جریان تفاضلی در انواع سیستم TN استفاده می شود.

 تعیین حداقل مقاومت اتصال زمین در سیستم TN

      در شرایطی که بین یک هادی فاز و زمین اتصالی برقرار شود (مانند افتادن یک هادی فاز روی یک دیوار فلزی یا دست انداز فلزی که به زمین وصل است. که احتمال آن کم است). برای اینکه ولتاژ هادی حفاظتی و بدنه های هادی که به آن وصل می باشند، نسبت به جرم کلی زمین از مقدار  ولت تجاوز نکند (مقدار قرار دادی)، لازم است رابطه زیر برقرار باشد:                                                

که در آن:

= ولتاژ اسمی متناوب موثر فاز به زمین؛

= مقاومت همه الکترود های زمین که موازی نصب شده اند نسبت به جرم کلی زمین؛

= مقدار حداقل مقاومت بین یک بدنه هادی بیگانه (که ممکن است با هادی فاز اتصالی کند) که در هم بندی شررکت ندارد (به هادی حفاظتی وصل نیست) و جرم زمین. در حالت اتصالی از این مقاومت جریان های اتصالی به جرم زمین و از جرم زمین و ازطریق مقاومت و منبع و هادی فاز بسته می شود.

سیستم TN / سیستم TN / سیستم TN / سیستم TN / سیستم TN