Układy sieci

Obecnie elektryczność jest najpopularniejszym źródłem zasilania urządzeń. Niezależnie od tego, czy pochodzi z fabryki, czy z użytku domowego, elektryczność towarzyszy nam każdego dnia. Jako konsumenci energii elektrycznej zwykle nie myślimy o tym, jak jest ona produkowana i dostarczana. O znaczeniu instalacji elektrycznej w naszym życiu dowiadujemy się, gdy nagle dochodzi do jej odcięcia, najczęściej z powodu uszkodzeń. Aby zmniejszyć ryzyko awarii elektrycznej, a nawet pożaru, warto zdobyć przynajmniej podstawową wiedzę na temat instalacji elektrycznych.

Czym są układy sieci

Zgodnie z definicją układ sieci jest określeniem sposobu połączenia punktu neutralnego transformatora z ziemią i siecią przesyłową. W zależności od rodzaju uziemienia sieci trójfazowych wyróżniamy 5 podstawowych układów sieci - TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, oraz IT.

Układy sieci - wyjaśnienie oznaczeń

Litery, które używa się w oznaczaniu symboli układu sieci, pochodzą od:

T – terre – ziemia,

N – neutral – neutralny,

I – isolate – izolować,

C – combine – łączyć,

S – separate – rozdzielać.

Poszczególne układy sieci oznaczane są za pomocą wyżej wymienionych symboli literowych, gdzie pierwsza litera oznacza związek pomiędzy układem sieci a ziemią, a druga określa sposób łączenia sieci przewodzących dostępnych instalacji z ziemią. Z kolei trzecia lub czwarta litera oznacza związek pomiędzy przewodem neutralnym N i przewodem ochronnym PE.

Pierwsza litera - związek między układem sieci a ziemią

T – bezpośrednie połączenie jednego punktu układu sieci (najczęściej neutralnego) z ziemią.

I – oznaczenie określające, że wszystkie części czynne układu sieci są izolowane od ziemi (brak połączenia punktu neutralnego z ziemią albo uziemienie przez ogranicznik przepięć lub dużą impedancję).

Druga litera - oznacza sposób połączenia części przewodzących dostępnych instalacji z ziemią

N – bezpośrednie połączenie elektryczne (metaliczne) części przewodzących dostępnych z uziemionym punktem układu sieci, za pomocą przewodów podlegających ochronie części przewodzących dostępnych (uziemionym punktem układu sieci, którym zazwyczaj jest punkt neutralny, albo przewód fazowy w przypadku braku punktu neutralnego).

T – bezpośrednie połączenie elektryczne z ziemią części przewodzących, które podlegają ochronie, niezależnie od uziemienia punktu układu sieci, zazwyczaj uziemienia punktu neutralnego.

Kolejne litery - związek między przewodem neutralnym a przewodem ochronnym

S - funkcję ochronną pełni przewód ochronny (PE), który oddzielony jest od przewodu neutralnego (N), co oznacza, że funkcję przewodu neutralnego i przewodu ochronnego spełniają osobne przewody: przewód N i przewód PE.

C – funkcję przewodu neutralnego i przewodu ochronnego spełnia jeden przewód, określany przewodem ochronno-neutralnym PEN.

C-S - w pierwszej części sieci, licząc od strony doprowadzenia przyłącza, zastosowano przewód ochronno-neutralny PEN, z kolei w drugiej osobny przewód neutralny N i przewód ochronny PE.

Układ TN-C

Charakterystyka układu TN-C: układ uziemiony, części normalnie nieprzewodzące połączone z punktem neutralnym transformatora, mają wspólny przewód PEN.

Obecnie to układ stosowany przez Zakłady Dystrybucyjne. W tym przypadku funkcje ochronne oraz robocze realizowane są przy pomocy tego samego przewodu ochronno-neutralnego PEN. Kiedy dojdzie do uszkodzenia przewodu PEN, na obudowach metalowych odbiorników pojawi się pełne napięcie fazowe. To stanowi największą wadę tego układu sieci. Istnieje także ryzyko pojawienia się napięcia względem ziemi, spowodowanego asymetrią obciążenia faz w instalacji. Bardzo prawdopodobne jest, że przy dużych wartościach tego prądu urządzenia podłączone do sieci ulegną uszkodzeniu. Co więcej, układ sieciowy TN-C wyklucza właściwe stosowanie nowoczesnych urządzeń zabezpieczających przed porażeniem.

Ochrona przed porażeniem prądem realizowana jest przez połączenie części przewodzących dostępnych z bezpośrednio uziemionym punktem układu za pomocą przewodu ochronno-neutralnego PEN

Układ TN-S

Charakterystyka układu TN-S: układ uziemiony, części normalnie nieprzewodzące połączone z punktem neutralnym transformatora, w układzie występuje rozdział przewodu PE i N.

Obecnie jest to jeden z najczęściej stosowanych układów sieci w domach i mieszkaniach, który pozwala na zastosowanie zabezpieczeń prądowych w postaci wyłączników różnicowo-prądowych, które zapewniają samoczynne wyłączenie zasilania. Wszystko za sprawą tego, że w układzie tym przewód ochronny PE jest oddzielony od przewodu neutralnego N.

Układ TN-C-S

Charakterystyka układu TN-C-S: układ uziemiony, części normalnie nieprzewodzące połączone z punktem neutralnym transformatora, częściowo przewód PEN, później następuje rozdzielenie funkcji przewodu ochronno-neutralnego na PE i N.

Pierwszą część układu TN-C-S stanowi układ sieciowy TN-C, a funkcję przewodu neutralnego i ochronnego pełni jeden wspólny przewód ochronno-neutralny. Z kolei drugą część układu sieciowego stanowi układ TN-S, w przypadku którego funkcję ochronną i neutralną pełnią dwa inne przewody - przewód PE i przewód N. W przypadku instalacji występujących w tej formie punktem rozdziału przewodu PEN powinien następować w złączu lub rozdzielnicy głównej budynku.

Układ TT

Charakterystyka: układ uziemiony, części normalnie nieprzewodzące - uziemione.

Układ TT przez pewien okres był stosowany jako zwiększenie bezpieczeństwa w przypadku instalacji w pomieszczeniach o zwiększonym ryzyku porażenia. Jego największą wadą jest obowiązek zapewnienia niskiej rezystancji uziemienia. Jednak poradzono sobie z tym i zaczęto stosować metalowe rury instalacji wodociągowej, które zapewniały dobre połączenie z ziemią. Obecnie stosuje się raczej rury PCV, więc rzadko już korzysta się z tego sposobu uziemienia instalacji.

Układ IT

Charakterystyka: układ izolowany, części normalnie nieprzewodzące - uziemione.

Układ sieci IT najczęściej stosowany jest w nietypowych rozwiązaniach, szczególnie tam, gdzie potrzebne jest zapewnienie wysokiego stopnia ochrony przed porażeniem, np. w szpitalach na salach operacyjnych. Układ ten wyróżnia brak bezpośredniego połączenia z ziemią, co oznacza, że brak w nim drogi dla prądu zwarciowego. Nie ma więc możliwości porażenia prądem elektrycznym, nawet w przypadku uszkodzenia izolacji urządzenia odbiorczego. Porażenie może spowodować dopiero drugie zwarcie kolejnego urządzenia. W związku z tym, w tym przypadku wadą układu jest konieczność stałego monitorowania układu.