ΜΗΝΙΑΙΟ ΤΕΧΝΙΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ - ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΟ ΟΣΟ ΤΟ ΦΩΣ ΣΤΟ ΣΚΟΤΑΔΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΙΩΣΕΩΝ TN-C VS TN-S

Η γείωση αποτελεί πολύ σημαντικό τμήμα μιας σωστής και αξιόπιστης εσωτερικής ηλεκτρικής εγκατάστασης, και εάν δεν έχει σχεδιαστεί, κατασκευαστεί και εγκατασταθεί σωστά, μπορεί να επιφέρει τραγικές συνέπειες, τόσο στην ίδια την εγκατάσταση όσο και στο χρήστη της.

Γράφουν οι κ. Ιωάννης Θ. Αραβανής, Θεοφάνης Ι. Αραβανής και Τρύφωνας - Χρυσοβαλάντης Ι. Αραβανής

Η ηλεκτρική ενέργεια εισήχθη ως εμπορικό αγαθό αργά το 19ο αιώνα, και λόγω του ότι απαιτείται κατά τη χρήση της διασφάλιση της ζωής των ανθρώπων, απαιτήθηκε η συγγραφή ηλεκτρικών κανονισμών. Πρώτη χώρα που εφάρμοσε σχετικούς κανονισμούς ήταν το Ηνωμένο Βασίλειο, το οποίο ακολούθησαν έπειτα και άλλες χώρες. Ορισμένες συμμορφώθηκαν με αυτούς τους κανονισμούς, λόγω ιστορικών γεγονότων, ενώ άλλες τους τροποποίησαν ανάλογα με τις ιδιαίτερες ανάγκες τους. Σήμερα, οι ηλεκτρολόγοι που εργάζονται σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις σε όλη την Ευρώπη αντιμετωπίζουν καταστάσεις που μπορεί να διαφέρουν από χώρα σε χώρα.

Πέραν αυτών όμως, η χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας εισήγαγε ως ένα από τα βασικά στοιχεία των κυκλωμάτων παραγωγής, μεταφοράς, διανομής και κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας τη «γη», καθώς είναι αγώγιμη, ενώ η πυκνότητά της είναι τόσο μεγάλη, που μπορεί να απορροφήσει μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου.

Έτσι υιοθετήθηκε η γείωση, και οι λόγοι που επέβαλαν αυτό ήταν η οικονομία, η λειτουργικότητα και η προστασία.

Σήμερα η γείωση αποτελεί ένα από τα πλέον σημαντικά μέρη μιας εσωτερικής ηλεκτρικής εγκατάστασης (Ε.Η.Ε.). Ανάλογα, μάλιστα, με το σκοπό που εξυπηρετεί η γη στα ηλεκτρικά κυκλώματα, εμφανίζονται διάφορα συστήματα γείωσης, ενώ για κάθε ένα από αυτά απαιτείται μελέτη των μέτρων προστασίας που θα πρέπει να εφαρμοσθούν στην εσωτερική ηλεκτρική εγκατάσταση.

 

Συστήματα γείωσης

Για λόγους απλοποίησης και τυποποίησης των συστημάτων γείωσης, χρησιμοποιείται συγκεκριμένη κωδικοποίηση. Κάθε σύστημα σύνδεσης των γειώσεων συμβολίζεται με δύο κεφαλαία γράμματα (αρχικά γαλλικών όρων), που η σημασία τους εξηγείται αμέσως παρακάτω. Σε ορισμένες περιπτώσεις υπάρχουν επιπλέον ένα ή δύο γράμματα.

Το πρώτο γράμμα δείχνει τη σύνδεση μεταξύ της γης και της πηγής παροχής ρεύματος (γεννήτριας ή μετασχηματιστή), και οι χαρακτήρες που χρησιμοποιούνται είναι δύο:

Τ (Terre = γη): Άμεση σύνδεση ενός σημείου με τη γη.

Ι (Isolle = μονωμένος): Σημείο που δεν συνδέεται με τη γη (απομόνωση).

Το δεύτερο γράμμα δείχνει τη σύνδεση μεταξύ της γης και της ηλεκτρικής συσκευής του καταναλωτή, και χρησιμοποιούνται και πάλι δύο χαρακτήρες: Τ (Terre = γη): Άμεση σύνδεση ενός σημείου με τη γη.

Ν (Neutral = ουδέτερος): Άμεση σύνδεση των αγώγιμων / μεταλλικών μερών με τον ουδέτερο, ο οποίος συνδέεται με τη γη.

Η άμεση σύνδεση έχει την έννοια ότι δεν παρεμβάλλεται καμία ηθελημένη αντίσταση. Στην περίπτωση της άμεσης σύνδεσης προς τη γη, η μόνη αντίσταση που υπάρχει είναι η αντίσταση γείωσης του ηλεκτροδίου της.

Το επόμενο γράμμα, αν υπάρχει, αφορά τη σχέση του ουδετέρου Ν και του αγωγού προστασίας ΡΕ του καταναλωτή, και χρησιμοποιούνται και πάλι δύο χαρακτήρες:

C (Combine = συνδυασμός): Οι λειτουργίες ουδετέρου αγωγού και αγωγού προστασίας συνδυάζονται σε ένα μόνο αγωγό, ο οποίος ονομάζεται αγωγός ΡΕΝ.

S (Securite = ασφάλεια): Η προστασία εξασφαλίζεται από ιδιαίτερο αγωγό προστασίας διαφορετικό από τον ουδέτερο αγωγό.

Το πρότυπο IEC 60364 διακρίνει τρεις οικογένειες των συστημάτων γείωσης:

1.      Σύστημα ΤΤ.

2.      Σύστημα ΙΤ.

3.      Σύστημα ΤΝ με υποσυστήματα τα TN-S, TN-C, TN-C-S.

Σήμερα ανά τον κόσμο χρησιμοποιούνται όλα τα συστήματα γείωσης. Συγκεκριμένα:

-         Στην Ισπανία χρησιμοποιείται σύστημα ΤΤ για την προμήθεια των καταναλωτών.

-         Στη Δανία επικρατεί στις κατοικίες κυρίως σύστημα ΤΤ και στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις κυρίως σύστημα TN-C-S.

-         Το Ηνωμένο Βασίλειο χρησιμοποιεί ένα μείγμα συστημάτων. Το TN-C-S είναι το κύριο σύστημα που χρησιμοποιείται για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας· ωστόσο το σύστημα TT χρησιμοποιείται σε απομακρυσμένες περιοχές και αγροκτήματα. Το σύστημα ΙΤ χρησιμοποιείται κυρίως σε εξειδικευμένους τομείς όπως είναι τα χειρουργεία.

-         Στην Ιαπωνία χρησιμοποιείται σύστημα γείωσης TT.

-         Στην Κύπρο και στη Μάλτα το σύστημα γείωσης είναι κυρίως ΤΤ. Στην Κύπρο οι μεγάλες εγκαταστάσεις διαθέτουν σύστημα TN-C-S, ενώ στη Μάλτα κάθε πελάτης που έχει δικό του υποσταθμό, ως τμήμα του κτιρίου, διαθέτει εσωτερικό σύστημα TN-S.

-         Στην Ελλάδα, με βάση τον κανονισμό HD 384 στις εσωτερικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις κατοικιών, εφαρμόζεται το σύστημα TN-S.

 

Σύστημα ΤΤ (Terre - Terre) ή άμεσης γείωσης

Σε ένα σύστημα σύνδεσης των γειώσεων ΤΤ (βλ. σχήμα 1), η γείωση προστασίας του καταναλωτή παρέχεται από μια σύνδεση σε τοπικό ηλεκτρόδιο γείωσης. Ωστόσο είναι ανεξάρτητη από οποιαδήποτε σύνδεση της γείωσης της γεννήτριας ή του μετασχηματιστή, καθώς οι δύο γειώσεις δεν ενώνονται μεταξύ τους με αγωγό.

Μια ηλεκτρική εγκατάσταση τύπου TT θα πρέπει πάντα να ελέγχεται από έναν διακόπτη διαρροής έντασης (Δ.Δ.Ε.).

Το σύστημα ΤΤ στην Ελλάδα συναντάται σε εσωτερικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις του ιστορικού κέντρου των Αθηνών και σε κάποια προάστια, και αφορά περίπου 2.000.000 καταναλωτές.

Το μεγάλο πλεονέκτημα του συστήματος γείωσης TT είναι οι μειωμένες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές που προέρχονται από το συνδεδεμένο εξοπλισμό άλλων χρηστών, και γι’ αυτό ήταν πάντα προτιμότερο για ειδικές εφαρμογές όπως είναι οι τηλεπικοινωνίες. Επίσης, τα δίκτυα TT δεν δημιουργούν σοβαρούς κινδύνους σε περίπτωση αποσύνδεσης του ουδέτερου αγωγού.

Στην εποχή πριν από την εμφάνιση και εφαρμογή των διακοπτών διαρροής έντασης, το σύστημα γείωσης TT δεν ήταν ελκυστικό για γενική χρήση, λόγω της δυσκολίας ύπαρξης αξιόπιστης αυτόματης αποσύνδεσής του στην περίπτωση βραχυκυκλώματος της γραμμής φάσης L προς τον αγωγό προστασίας PE. Όμως, καθώς οι συσκευές διακόπτη διαρροής έντασης εξαλείφουν αυτό το μειονέκτημα, το σύστημα γείωσης TT έχει γίνει πολύ πιο ελκυστικό, εφόσον όλα τα κυκλώματα ισχύος AC προστατεύονται με αυτές τις συσκευές.

 

Σύστημα ΙΤ (Issole-Terre) ή αγείωτου ουδέτερου

Σε ένα δίκτυο ΙΤ (βλ. σχήμα 2α,β), το σύστημα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας δεν έχει καμία σύνδεση στη γη ή έχει μια σύνδεση υψηλής σύνθετης αντίστασης.

Το σύστημα ΙΤ εφαρμόζεται μόνο σε εγκαταστάσεις που το σύστημα τροφοδότησής τους ανήκει στον ίδιο φορέα στον οποίο ανήκει και η εγκατάσταση, δηλαδή εφαρμόζεται:

-         Σε περιπτώσεις ιδιοπαραγωγής.

-         Σε περίπτωση τροφοδότησης από έναν υποσταθμό υποβιβασμού της τάσης που ανήκει στον ίδιο φορέα στον οποίο ανήκει και η εγκατάσταση.

 

Σύστημα TN (Terre - Neutral) ή ουδετέρωση

Η ουδετέρωση συμβολίζεται με τα αρχικά ΤΝ και τέτοια δίκτυα συναντάμε σε όλη την ελληνική επικράτεια πλην μερικών περιοχών της Αττικής.

 

Υποσύστημα TN-C (Terre-Neutral-Combine)

Το υποσύστημα TN-C (βλ. σχήμα 3) προτάθηκε πιθανώς το 1913 από τη γερμανική εταιρεία AEG (Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft), η οποία ιδρύθηκε το 1883 στο Βερολίνο. Σε αυτό το σύστημα, υπάρχει ένας αγωγός, που εξυπηρετεί ταυτόχρονα δυο λειτουργίες:

α) Του ουδετέρου αγωγού.

β) Του αγωγού γείωσης.

Ο αγωγός αυτός, προερχόμενος από τη συνένωση του αγωγού προστασίας PE και του ουδετέρου αγωγού Ν, χαρακτηρίζεται ως αγωγός PEN.

Έτσι τα χαρακτηριστικά της διάταξης TN-C είναι ότι:

-         Ο ουδέτερος του μετασχηματιστή συνδέεται απευθείας στη γη και ο ουδέτερος αγωγός γειώνεται.

-         Τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και τα προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται στον ουδέτερο αγωγό.

Το σύστημα TN-C σήμερα χρησιμοποιείται συνήθως μόνο για δίκτυα διανομής των 230 / 400 V. Στις σύγχρονες εσωτερικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις παγκοσμίως δεν υφίσταται. Απαντάται μόνο σε παλιά κτίρια και στο δημόσιο φωτισμό των οδών των κρατών της πρώην ΕΣΣΔ.

Στην Ελλάδα, σύμφωνα με τον κανονισμό HD 384, ο αγωγός PEN επιτρέπεται σε εσωτερικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με μεγάλες ισχύες, κυρίως βιομηχανικών χώρων, σε διάσπαρτα κτίρια όπως στρατόπεδα κλπ.

Η διάταξη TN-C απαιτεί τη δημιουργία ενός αποδοτικού ισοδυναμικού περιβάλλοντος μέσα στην εσωτερική εγκατάσταση, με ηλεκτρόδια γης διασκορπισμένα σε ίσες αποστάσεις μεταξύ τους.

Σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης, η αυτόματη αποσύνδεση της ηλεκτρικής παροχής είναι υποχρεωτική και σε αυτό το σύστημα, όπως και σε όλα τα άλλα, με κατάλληλες διατάξεις ασφαλείας.

Ο αγωγός PEN απαγορεύεται να διακόπτεται, και πρέπει να είναι μονωμένος για την υψηλότερη τάση στην οποία είναι δυνατό να βρεθεί, για να αποφεύγεται η κυκλοφορία ρευμάτων σκέδασης. Δεν απαιτείται να μονώνεται εντός των ερμαρίων οργάνων ελέγχου και διακοπής.

Επίσης, ο αγωγός PEN πρέπει να ικανοποιεί τις απαιτήσεις και των δύο λειτουργιών του, αλλά έχει προτεραιότητα η λειτουργία ως ΡΕ. Κατά την σύνδεσή του PEN στις συσκευές, αυτός πρέπει να συνδέεται απευθείας με τον ακροδέκτη γης της συσκευής, και κατόπιν να γίνεται –με γέφυρα– η σύνδεσή του με τον ακροδέκτη του ουδέτερου της συσκευής, όπως φαίνεται στο σχήμα 4.

Με βάση την ελληνική τεχνική προδιαγραφή ΕΛΟΤ ΤΠ 1501-04-20-02-01:2009, που αφορά αγωγούς-καλώδια διανομής ενέργειας, οι αγωγοί PEN, όταν είναι μονωμένοι, πρέπει να είναι αναγνωρίσιμοι από το χρωματισμό τους κατά έναν από τους δύο ακόλουθους τρόπους:

-         Διπλός χρωματισμός πράσινο / κίτρινο σε όλο το μήκος τους, με μια επισήμανση με χρώμα ανοιχτό μπλε στα άκρα τους.

-         Ανοιχτό μπλε σε όλο το μήκος τους, με μια επισήμανση με διπλό χρωματισμό πράσινο / κίτρινο στα άκρα τους.

 

Υποσύστημα TN-S (Terre Neutral Securite)

Στα 1930, στη θέση του συμβατικά μη ασφαλούς συστήματος TN-C, αναπτύχθηκε το σύστημα ΤΝ-S (βλ. σχήμα 5), στο οποίο ο ουδέτερος και ο αγωγός γείωσης είναι χωριστοί αγωγοί, που συνδέονται μόνο κοντά στην πηγή.

 

Υποσύστημα TN-C-S (Terre Neutral Combine Securite)

Ο συνδυασμός των συστημάτων TN-C και TN-S αποτελεί το σύστημα TN-C-S (βλ. σχήμα 6).

Ο αγωγός PEN του παραπάνω δικτύου χρησιμοποιείται σε ένα κομμάτι του συστήματος και έπειτα χωρίζεται σε ουδέτερο N και αγωγό προστασίας PE, χωρίς αυτοί να συνδέονται από εκεί και μετά.

Αυτό, συνήθως, εμφανίζεται στο ηλεκτρικό τμήμα μεταξύ του υποσταθμού και του σημείου εισόδου στο κτίριο, ενώ εντός του κτιρίου χρησιμοποιούνται χωριστοί αγωγοί γείωσης προστασίας και ουδετέρου αγωγού.

Δηλαδή, στην περίπτωση εγκαταστάσεων που τροφοδοτούνται από ένα δημόσιο δίκτυο διανομής, η πιο συνηθισμένη περίπτωση εφαρμογής του συστήματος σύνδεσης των γειώσεων ΤΝ είναι η ακόλουθη: Στο δίκτυο διανομής χρησιμοποιείται σύστημα σύνδεσης των γειώσεων TN-C, ο ουδέτερος αγωγός είναι συγχρόνως και αγωγός προστασίας, ενώ τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του δικτύου συνδέονται προς αυτό τον αγωγό.

Στις  εσωτερικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις εφαρμόζεται σύστημα σύνδεσης των γειώσεων TN-S, ενώ ο αγωγός προστασίας είναι χωριστός από τον ουδέτερο.

Αυτό το σύστημα ξεκίνησε να διαμορφώνεται και να υλοποιείται τη δεκαετία του ’60 του περασμένου αιώνα στις περισσότερες δυτικές χώρες και στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Στην Ελλάδα, αν το κύκλωμα «διανομή και εσωτερική εγκατάσταση» αντιμετωπιστεί ως ενιαίο, διακρίνεται και εδώ η εφαρμογή του συστήματος TN-C-S. Ο Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. αρχικά, κατά τη διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας, παρέχει τέσσερις αγωγούς (L1, L2, L3, PEN). Οι L1, L2, L3 συνεχίζουν να οδεύουν εντός της εσωτερικής ηλεκτρικής εγκατάστασης του καταναλωτή, αφού διέλθουν από το μετρητή ηλεκτρικής ενέργειας. Ο αγωγός PEN (βλ. σχήμα 7), στο σημείο του κόμβου στο γνωμονοκιβώτιο, χωρίζεται σε ουδέτερο αγωγό Ν και σε αγωγό προστασίας PE, και τελικά οδεύουν εντός της εσωτερικής εγκατάστασης συνολικά πέντε αγωγοί.

 

 

ΤΕΧΝΙΚΑ

ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ UPS

Οι σημαντικές οικονομικές απώλειες που μπορεί να επιφέρουν σε κάποιες επιχειρήσεις οι βραχυχρόνιες διακοπές ή μεταβολές στην ποιότητα ισχύος, καθιστούν αναγκαία την εγκατάσταση συσκευών αδιάλειπτης πα...

ΤΕΧΝΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΟ ΦΩΤΙΣΜΟ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

Ένα ιδιαίτερης αισθητικής διαμέρισμα στην περιοχή «Κωνσταντινουπολίτικα» της Θεσσαλονίκης κλήθηκε να φωτίσει η εταιρεία «Tεχνομάτ A.E.», σε συνεργασία με τον αρχιτέκτονα μελετητή Κίμωνα Λουίζη....

ΤΑ ΟΦΕΛΗ ΤΟΥ ΝΕΟΥ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΥΡΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΤΙΡΙΩΝ

Πρωταρχικός στόχος του Κανονισμού Πυροπροστασίας Κτιρίων παραμένει η ασφάλεια του κοινού σε περίπτωση εκδήλωσης φωτιάς, η οποία ασφάλεια επιτυγχάνεται γενικά με κατάλληλο σχεδιασμό του κτιρίου και των...

Κλείσιμο [X]