Ustalanie systemu uziemienia w nieznanej instalacji — TN-S, TN-C-S, TT czy IT?

Przewodnik o §411 uziemieniu wyjaśnia, czym są pięć systemów uziemienia (TN-S, TN-C, TN-C-S, TT, IT) i czym się różnią. Ten artykuł dotyczy pytania, które w praktyce poprzedza tę wiedzę: jak ustalić w istniejącej, nieudokumentowanej instalacji, z jakim systemem faktycznie mamy do czynienia — na przykład w starszej hali przemysłowej, wynajmowanym obiekcie bez dokumentacji powykonawczej albo w gospodarstwie rolnym, które przez lata było przebudowywane.

Dlaczego tego kroku nie wolno pomijać

System uziemienia bezpośrednio decyduje o tym, jaki środek ochrony działa i jak należy go ocenić: pomiar impedancji pętli (zob. przewodnik o pomiarze impedancji pętli (Zs)) ma sens w systemie TN, ale w systemie TT oznacza coś zupełnie innego (tam decydująca jest rezystancja własnego uziomu obiektu, zob. przewodnik o pomiarze rezystancji uziemienia). RCD w systemie TT nie jest opcjonalny, lecz obowiązkowy. Bez wcześniejszego ustalenia systemu żaden kolejny pomiar nie może zostać poprawnie zinterpretowany.

Krok 1 — Przyjrzyj się przyłączu głównemu i policz żyły

Policz liczbę żył wchodzących do rozdzielnicy licznikowej od operatora sieci:

• Cztery żyły (trzy fazy + PEN, lub faza + neutralny + PEN przy zasilaniu jednofazowym) wskazuje na doprowadzenie TN-C, które jest rozdzielane na osobne N i PE w rozdzielnicy licznikowej — to jest TN-C-S (w Holandii często nazywane PME), zdecydowanie najczęściej spotykany system w holenderskich domach i wielu mniejszych obiektach komercyjnych.
• Pięć żył (trzy fazy + osobne N + osobne PE, lub faza + osobne N + osobne PE) wskazuje na TN-S od źródła — częściej spotykane w nowszych instalacjach przemysłowych lub obiektach z własnym transformatorem średniego napięcia.
• Jeśli bezpośrednie doprowadzenie PEN/PE od operatora sieci jest całkowicie nieobecne, a zamiast tego przy budynku znajduje się własny uziom (bednarka uziemiająca, uziom fundamentowy) niepołączony z dostarczanym uziemieniem — wskazuje to na TT.

Krok 2 — Znajdź punkt rozdziału PEN na N i PE

W instalacji TN-C-S gdzieś przed lub w rozdzielnicy licznikowej znajduje się punkt, w którym przewód PEN jest rozdzielany na osobną szynę N i osobną szynę PE (główny zacisk uziemiający). Ten punkt rozdziału jest zwykle łatwo rozpoznawalny: grubsza żyła wchodząca, podłączona zarówno do szyny neutralnej, jak i do szyny uziemiającej. Jeśli taki punkt rozdziału nie zostanie odnaleziony, a N i PE biegną całkowicie oddzielnie od źródła, wskazuje to na TN-S.

Krok 3 — Pomiar między N a PE (w razie wątpliwości)

W razie wątpliwości — na przykład gdy rozdzielnica licznikowa jest okablowana w nieprzejrzysty sposób — pomiar między szyną N a szyną PE, w punkcie za punktem rozdziału i przy normalnym obciążeniu instalacji, daje dodatkową wskazówkę:

• Znikome, stabilne napięcie między N a PE przy normalnym obciążeniu jest zgodne z poprawnie rozdzielonym systemem TN-S/TN-C-S za punktem rozdziału.
• Zauważalne napięcie między N a PE za punktem rozdziału, zmieniające się wraz z obciążeniem, wskazuje na usterkę (na przykład drugie, niezamierzone połączenie między N a PE dalej w instalacji) — nie jest to wskazówka co do typu systemu, lecz sam w sobie powód do zdyskwalifikowania.

Uwaga: ten pomiar N-PE potwierdza jedynie, czy rozdzielenie za punktem rozdziału jest nienaruszone — nie zastępuje właściwego ustalenia typu systemu poprzez przyłącze główne (krok 1) i nie jest zamiennikiem pomiaru impedancji pętli ani rezystancji uziemienia.

Krok 4 — Rozpoznawanie systemu IT

System IT zwykle nie występuje przypadkowo — jest stosowany świadomie w konkretnych środowiskach (sale operacyjne, ciągłe procesy przemysłowe). Punkty rozpoznawcze:

• Przekaźnik kontroli izolacji (IMD) w głównej rozdzielnicy, często z własną sygnalizacją alarmową (zob. przewodnik o systemie IT).
• Brak bezpośredniego, niskoomowego połączenia między jednym z przewodów czynnych a ziemią u źródła instalacji.
• Funkcja budynku, która czyni zastosowanie IT prawdopodobnym (sala operacyjna, laboratorium z ciągłym procesem, instalacja przemysłowa, gdzie niespodziewane wyłączenie przy pierwszej usterce jest niedopuszczalne).

Znaczenie praktyczne

Podczas kontroli NEN 3140 lub rozbudowy istniejącej, (częściowo) nieudokumentowanej instalacji system uziemienia musi zostać ustalony jako pierwszy krok — zanim zmierzy się i oceni impedancję pętli, rezystancję uziomu lub czas zadziałania RCD. Pomiar wykonany technicznie poprawnie, lecz oceniony wobec błędnych wartości granicznych (ponieważ system błędnie założono), prowadzi do błędnego wniosku o bezpieczeństwie instalacji.

Częste błędy

1. Zakładanie, że każda holenderska instalacja mieszkaniowa to TN-C-S bez sprawdzenia tego — TT występuje częściej niż się zakłada, zwłaszcza w starszych, wiejskich lub rolniczych instalacjach.
2. Faktyczny brak zlokalizowania punktu rozdziału PEN na N/PE i wnioskowanie o obowiązującym systemie wyłącznie na podstawie założenia o liczbie żył.
3. Wykonywanie i ocenianie pomiaru impedancji pętli tak, jakby był to system TN, podczas gdy instalacja w rzeczywistości jest TT — co skutkuje całkowicie błędną interpretacją zmierzonej wartości.
4. Przeoczenie systemu IT z powodu braku widocznej usterki uziemienia — system IT jest zaprojektowany właśnie tak, aby nie stać się od razu widoczny przy pierwszej usterce, przez co rozpoznanie IMD jest tym bardziej istotne.

Powiązane

• §411 — Uziemienie ochronne (PE) i pięć systemów uziemienia
• Zerwanie przewodu PEN w TN-C-S
• System IT i wykrywanie pierwszej usterki (IMD)
• Pomiar rezystancji uziemienia
• Pomiar impedancji pętli (Zs)