ΜΗΝΙΑΙΟ ΤΕΧΝΙΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ - ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΟ ΟΣΟ ΤΟ ΦΩΣ ΣΤΟ ΣΚΟΤΑΔΙ

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ TN-C ΚΑΙ TN-S

Η γείωση αποτελεί ένα σημαντικό τμήμα μιας σωστής και αξιόπιστης εσωτερικής ηλεκτρικής εγκατάστασης (Ε.Η.Ε.), που 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

Ανάλογα με τον σκοπό που εξυπηρετεί η γη στα ηλεκτρικά κυκλώματα, εμφανίζονται διάφορα συστήματα γείωσης. Για κάθε ένα από αυτά απαιτείται μελέτη των μέτρων προστασίας που θα πρέπει να εφαρμοσθούν στην εσωτερική ηλεκτρική εγκατάσταση.

Πού υστερούν και πού υπερτερούν, όμως, μεταξύ τους τα υποσυστήματα TN-C και TN-S;

 

Υποσύστημα TN-C

Το βασικό πλεονέκτημα του υποσυστήματος TN-C εντοπίζεται στο ότι είναι οικονομικό και απλό, λόγω μη επιπροσθέτου αγωγού PE που συνοδεύεται από κόστος αγοράς και τοποθέτησης.

Ωστόσο, τα μειονεκτήματα του υποσυστήματος TN-C είναι περισσότερα:

* Εμφανίζονται αδρανή αρμονικά ρεύματα και μαγνητικά πεδία χαμηλής συχνότητας στον αγωγό PEN, που καθιστούν το σύστημα μη συμβατό για χρήση σε κτίρια που στεγάζουν εξοπλισμό αυξημένης ηλεκτρονικής τεχνολογίας. Αυτό καθιστά το TN-C μη φιλικό για τους χρήστες ως προς την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) ηλεκτρονικών κυρίως συσκευών. Καταστάσεις σφαλμάτων μεταβατικής ή μόνιμης κατάστασης μπορεί να υπερβούν το εύρος λειτουργίας σχεδιασμού και προδιαγραφών των κυκλωμάτων προστασίας - καταστολής ηλεκτρομαγνητικού θορύβου, EMC/RFI των συσκευών του φορτίου, τα οποία και τυπικά έχουν δοκιμαστεί - πιστοποιηθεί µόνο σύμφωνα µε το σύστημα διανομής που τα αφορά.

* Όταν ο αγωγός PEN εγκαθίσταται σε ένα κτίριο, χωρίς να περιορίσουμε το μεγάλο μήκος του, τότε παρουσιάζεται πτώση τάσεως ακόμα και υπό φυσιολογικές συνθήκες λειτουργίας. Επομένως, επικρατούν διαφορές δυναμικού, με αποτέλεσμα ροή ρευμάτων σε όλα τα κυκλώματα που εμπεριέχουν εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη της εγκατάστασης, προεξέχοντα αγώγιμα μέρη του κτιρίου, ομοαξονικά καλώδια και θωρακίσεις ηλεκτρονικών υπολογιστών ή τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Αυτές οι πτώσεις τάσεως ενισχύονται σε σύγχρονες εγκαταστάσεις από τη διάδοση των συσκευών που παράγουν αρμονικές 3ης τάξεως. Το μέτρο αυτής της αρμονικής τριπλασιάζεται στον ουδέτερο αγωγό, αντί να ακυρωθεί όπως συμβαίνει με την πρώτη αρμονική.

* Κατά ένα λιγότερο προφανή τρόπο, αυτά τα κυκλοφορούντα ρεύματα αντιστοιχούν σε μια έλλειψη ισορροπίας των ρευμάτων στο κύκλωμα διανομής και επομένως στη δημιουργία μαγνητικού πεδίου που μπορεί να επηρεάσει σωλήνες καθοδικών ακτίνων, οθόνες, ορισμένους ιατρικούς εξοπλισμούς κλπ.

* Διάβρωση των ηλεκτροδίων γείωσης, που προέρχεται από την dc συνιστώσα ρεύματος που κυκλοφορεί στον αγωγό PEN.

* Κατά τη διάρκεια σφάλματος μόνωσης χαμηλής τάσης, το ουδέτερο σημείο του τριγώνου που αναπαριστά το τριφασικό σύστημα τάσεως μετατοπίζεται και η τάση ανάμεσα σε φάσεις και στα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη της εγκατάστασης υπερβαίνει την τάση μόνιμης κατάστασης φάσης προς ουδέτερο.

* Υπάρχει αυξημένος κίνδυνος εμφάνισης πυρκαγιάς, γιατί δεν παρέχεται προστασία για σφάλματα που δεν μετασχηματίζονται άμεσα σε βραχυκυκλώματα.

* Σε ένα τριφασικό σύστημα, εάν ένας από τους αγωγούς των φάσεων της γραμμής διανομής αποκοπεί και έρθει σε επαφή με τη γη, θα προκαλέσει πιθανά την αύξηση των τάσεων των άλλων φάσεων σε σχέση με τη γη, με προβλήματα καταστροφής ηλεκτρικών συσκευών κατά τη χρήση τους.

* Για να μετριαστεί ο κίνδυνος της αποκοπής του ουδετέρου αγωγού χρειάζονται ειδικοί τύποι ανθεκτικότερων και ακριβότερων καλωδίων. Επίσης, κατά τις συνδέσεις ηλεκτρικών συσκευών σε συστήματα TN-C πρέπει να αποφεύγονται τα εύκαμπτα καλώδια, γιατί υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να δημιουργηθούν προβλήματα με αυτά από ό,τι με σταθερή καλωδίωση. Αυτός είναι και ο λόγος που ο HD 384 απαγορεύει για όλα τα κυκλώματα διατάξεων ΤΝ-C διατομή καλωδίων με ομοαξονικό αγωγό που περιβάλλει άλλους, μικρότερη από 10mm2 για αγωγούς χαλκού και 16mm2 για αγωγούς αλουμινίου.

* Σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση TΝ-C δεν μπορεί να υπάρξει διακόπτης διαρροής έντασης, καθώς το σφάλμα μόνωσης της φάσης προς τη γη αποτελεί τελικά βραχυκύκλωμα φάσης - ουδέτερου. Προστασία συνεπώς δεν παρέχεται για τους τύπους σφαλμάτων σύνθετης αντίστασης που δεν μετασχηματίζονται στιγμιαία σε βραχυκυκλώματα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση υψηλών τυχαίων τάσεων επαφής, επικίνδυνων για τη ζωή των ανθρώπων, θέμα που αναλύεται αμέσως παρακάτω.

Στο σχήμα 1 φαίνεται ένα δίκτυο ΤΝ-C. Στο δίκτυο είναι συνδεδεμένη η μονοφασική συσκευή Σ στην οποία υπάρχει σφάλμα άμεσης επαφής, του αγωγού της φάσης L3 προς το μεταλλικό περίβλημά της. Τι θα συμβεί όμως αν στο σημείο Α γίνει τυχαία αποκοπή του αγωγού PEN, με αποτέλεσμα την αναγκαστική και φαινομενική διακοπή τροφοδοσίας της εσωτερικής ηλεκτρικής εγκατάστασης;

Στο σχήμα 2 φαίνεται το ισοδύναμο κύκλωμα της συνδεσμολογίας του προηγούμενου κυκλώματος.

Παρατηρούμε ότι στο εν λόγω κύκλωμα οι αντιστάσεις RN και Rσ δεν συμμετέχουν.

Για το δίκτυο αυτό, θεωρώντας την φασική τάση U = 230V και τις αντιστάσεις RL = RN = 0,2Ω, RB = 2Ω, Rα = 1.000Ω και Rδ = 500Ω, υπολογίζονται τα εξής:

Ια = U/( RΒ + Rα + Rδ + RL) = 230/(2 + 1.000 + 500 + 0,2) = 230/1.502,2 –> Ια = 153 mA

και

Uα = Iα x Rα = 0,153 x 1.000 –> Uα = 153V

Παρατηρείται πως η τιμή της τάσης επαφής Uα είναι ιδιαίτερα υψηλή, ενώ το ρεύμα Iα είναι ικανό να προκαλέσει στον άνθρωπο ακαριαίο θάνατο.

Ας φανταστούμε στην περίπτωση αυτή να υπάρχουν και ισοδυναμικές συνδέσεις και τι θα συνέβαινε στο σπίτι μας, αν ο γείτονας του επάνω διαμερίσματος αντιμετώπιζε ένα τέτοιο πρόβλημα και είχε γειώσει ισοδυναμικά το κεντρικό σύστημα θέρμανσης της πολυκατοικίας σας...

Επίσης, ας φανταστούμε πρατήρια υγρών καυσίμων με ισοδυναμικές συνδέσεις των θαμμένων μεταλλικών δεξαμενών τους, που δημιουργούν εκρηκτικά αέρια.

Μάλιστα, αξίζει να σημειωθεί ότι η διάρκεια επενέργειας της τάσης επαφής Uα είναι απεριόριστη, αφού η ασφάλεια των 10Α που ασφαλίζει το κύκλωμα δεν θα τακεί.

 

Υποσύστημα TN-S

Τα πλεονεκτήματα του υποσυστήματος TN-S είναι τα εξής:

* Προσφέρει μεγαλύτερη προστασία των ανθρώπων και του εξοπλισμού, αφού η χρήση διακόπτη διαρροής έντασης είναι λειτουργική και μάλιστα επιβάλλεται από το πρότυπο HD 384.

* Η χρήση διακόπτη διαρροής έντασης με ρεύματα λειτουργίας 300 ή 500 mA βοηθά στην αποφυγή πυρκαγιάς ηλεκτρικής αιτίας, που μπορεί να συμβεί λόγω σφαλμάτων μόνωσης υψηλού επιπέδου.

* Επειδή ο ουδέτερος αγωγός είναι αγείωτος εντός της εσωτερικής ηλεκτρικής εγκατάστασης, αποφεύγεται η δημιουργία υψηλής πτώσης τάσης και μεγάλα ρεύματα φορτίου στον αγωγό προστασίας υπό φυσιολογικές συνθήκες λειτουργίας.

* Λόγω του διαχωρισμού του αγωγού Ν και του αγωγού PE, παρέχεται ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα, γεγονός που καθιστά το σύστημα περισσότερο συμβατό για χρήση σε κτίρια που στεγάζουν εξοπλισμό ηλεκτρονικής τεχνολογίας.

* Δεν παράγονται παρασιτικοί θόρυβοι συχνότητας αντιληπτοί σε συσκευές ραδιοφώνων και τηλεοράσεων από τη χρήση ηλεκτρικών συσκευών όπως είναι π.χ. ηλεκτρική σκούπα, τρυπάνι κλπ.

Το μειονέκτημα του υποσυστήματος TN-S είναι ότι απαιτεί έναν επιπλέον αγωγό (PE), κάτι που οδηγεί σε αύξηση του γενικού κόστους του έργου. 

 

 

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]