§543.4 — Przewód PEN: minimalny przekrój i zakaz łączenia

Przewodnik o zerwaniu przewodu PEN w TN-C-S omawia, co się dzieje przy zerwaniu połączonego przewodu PEN. Przewodnik o doborze przekroju przewodu ochronnego omawia, jak oblicza się przekrój osobnego PE. Ten artykuł dotyczy innego zagadnienia: jakie wymagania §543.4 stawia bezpośrednio samemu przewodowi PEN, niezależnie od obu poprzednich tematów?

Dwa wymagania §543.4

IEC 60364-5-54 §543.4 ustanawia dwa odrębne, dodatkowe wymagania wobec przewodu PEN w instalacji stałej:

1. Minimalny przekrój: przewód PEN musi mieć co najmniej 10 mm² miedzi lub 16 mm² aluminium.
2. Zakaz łączenia: nigdzie w przewodzie PEN nie wolno umieszczać urządzenia łączeniowego ani rozłącznego.

Dlaczego minimalny przekrój jest niezależny od innych obliczeń

Dolna granica 10 mm²/16 mm² nie wynika ze wzoru adiabatycznego (§543.1.2) ani z uproszczonej metody tabelarycznej (§543.1.1, reguła S/2) z przewodnika o doborze przekroju przewodu ochronnego — te obliczenia dla danego przekroju przewodu fazowego i prądu zwarcia mogą dać mniejszą wartość. Wymóg 10 mm²/16 mm² obowiązuje jednak w pełni obok tych obliczeń: niezależnie od tego, która z dwóch metod dopuszczałaby mniejszy przekrój, przewód PEN musi i tak spełniać mechaniczne minimum. Przyczyna jest tu mechaniczna, a nie termiczna: przewód PEN pełni jednocześnie rolę przewodu neutralnego (przewodzącego normalny prąd roboczy) i przewodu ochronnego, i dlatego musi być fizycznie na tyle wytrzymały, by wytrzymać uszkodzenie połączenia (poluzowany zacisk, korozję, uszkodzenie mechaniczne) — dokładnie ten mechanizm awarii, który w przewodniku o zerwaniu przewodu PEN prowadzi do pojawienia się niebezpiecznego napięcia na częściach uziemionych.

Dlaczego istnieje zakaz łączenia

Wyłącznik lub bezpiecznik w zwykłym przewodzie neutralnym (w systemie TN-S, po rozdzieleniu PE i N) przy otwarciu przerywa jedynie funkcję neutralną — osobny przewód PE pozostaje nienaruszony i utrzymuje uziemione części na potencjale ziemi. Urządzenie łączeniowe lub rozłączne w przewodzie PEN przerwałoby jednak jednocześnie funkcję neutralną i ochronną: każda uziemiona część metalowa za tym urządzeniem traci połączenie z ziemią w jednej czynności — z dokładnie takim samym niebezpiecznym skutkiem jak przy zerwaniu PEN (zob. przewodnik o zerwaniu przewodu PEN), z tą różnicą, że tutaj skutek ten jest celowo wywołany czynnością łączeniową, a nie przypadkową usterką. Zakaz łączenia dotyczy całego przewodu PEN — w tym również, na przykład, wyłącznika głównego przypadkowo umieszczonego w odcinku PEN przed punktem rozdziału, zamiast wyłącznie w przewodach fazowych.

Praktyczne znaczenie

Przy ocenie istniejącej instalacji TN-C lub TN-C-S (zwłaszcza odcinka TN-C przed rozdziałem na osobne N i PE) należy sprawdzić, czy (1) przewód PEN ma przekrój co najmniej 10 mm² Cu/16 mm² Al — cieńszy przewód jest usterką niezależnie od tego, co dopuszczałoby obliczenie S/2 lub adiabatyczne dla zwykłego PE — oraz (2) nigdzie w torze PEN nie ma wyłącznika, bezpiecznika ani wyłącznika instalacyjnego, który mógłby jednocześnie przerwać funkcję N i PE.

Częste błędy

1. Stosowanie reguły S/2 lub wzoru adiabatycznego do przewodu PEN, jakby miał on takie samo minimum jak osobny PE — wymóg 10 mm²/16 mm² obowiązuje niezależnie od tego i może okazać się bardziej rygorystyczny.
2. Umieszczenie wyłącznika głównego lub głównego bezpiecznika w odcinku PEN przed punktem rozdziału na osobne N i PE, przez co przy otwarciu znikają jednocześnie funkcja neutralna i ochronna.
3. Założenie, że zakaz łączenia dotyczy tylko przewodu ochronnego — dotyczy on całego przewodu PEN, właśnie dlatego, że łączy on obie funkcje.
4. Mylenie mechanicznego minimum z wymogiem termicznym/prądu zwarciowego — granica 10 mm²/16 mm² istnieje dla zapewnienia wytrzymałości mechanicznej, a nie do wytrzymania obliczonego prądu zwarciowego.

Powiązane

• Zerwanie przewodu PEN w TN-C-S
• Dobór przekroju przewodu ochronnego
• Główna szyna uziemiająca — główny zacisk uziemiający (§542.4)
• Elektrody uziemiające i uziom fundamentowy