Обрив PEN-провідника в TN-C-S — прихована небезпека

На великому сільськогосподарському підприємстві практично весь метал — каркас теплиці, трубопроводи, розподільні щити — з'єднаний між собою та з PE (див. посібник із системи вирівнювання потенціалів). Саме тому специфічний, маловідомий механізм відмови має тут додаткові наслідки: обрив об'єднаного PEN-провідника системи TN-C-S.

Як це відбувається

У частині TN-C системи TN-C-S (до точки розділення на окремі провідники N та PE) нейтраль і земля об'єднані в один PEN-провідник. Якщо цей PEN-провідник переривається — розхитаний затискач, корозія, механічне пошкодження — відбувається таке:

1. Нейтральний провідник починає "плавати": без жорсткого з'єднання із зірковою точкою трансформатора напруга нейтрального провідника, через підключені навантаження, набуває значення, яке може наближатися до фазної напруги.
2. Оскільки PE після точки розділення підключений до того самого (тепер "плаваючого") нейтрального провідника, ця підвищена напруга з'являється також на всіх заземлених металевих частинах за місцем обриву — у найгіршому випадку майже повна фазна напруга опиняється на каркасі теплиці, трубопроводі чи корпусі, який зазвичай безпечно заземлений.

Чому ПЗВ не завжди надійно вловлює це

Поширене припущення звучить так: "скрізь стоїть ПЗВ на 30 мА, отже я захищений від будь-якої проблеми із заземленням". Обрив PEN — конкретний контрприклад: небезпека тут виникає через плаваючий, підвищений потенціал, а не обов'язково через струм витоку на справжню землю, який ПЗВ виявив би як різницю між фазним і нульовим струмами. Таким чином, ПЗВ може непомітно пропустити те, що становить смертельну небезпеку на металевих конструкціях, яких торкається людина.

Практичні заходи

• PEN-провідник ніколи не можна комутувати або захищати запобіжником — запобіжник чи вимикач у PEN-провіднику міг би допустити збіг навмисного моменту комутації саме з цим небезпечним механізмом відмови.
• Механічний захист і достатній переріз PEN-провідника — саме тому, що обрив тут має серйозніші наслідки, ніж обрив звичайного N- чи PE-провідника окремо.
• Візуальний контроль точки розділення (переходу TN-C в TN-S, зазвичай у головному розподільному щиті) на предмет корозії та затягнення затискачів — має входити до періодичної інспекції за NEN 3140, з підвищеною увагою на сільськогосподарських підприємствах через вологість і корозійно-активне повітря (гній, добрива).

Часті помилки

1. Припущення, що ПЗВ на 30 мА захищає від будь-якої мислимої проблеми із заземленням — обрив PEN є одним зі сценаріїв, де це не обов'язково вірно.
2. Ставлення до PEN-провідника як до звичайного кабелю при виборі перерізу чи механічного захисту, без урахування підвищеного ризику наслідків обриву в ньому.
3. Відсутність явного включення точки розділення TN-C→TN-S до періодичного циклу інспекції, хоча саме ця точка вразлива до корозії у вологому сільськогосподарському середовищі.

Пов'язане

• Система вирівнювання потенціалів для конструкцій теплиць — §544
• Пристрої захисного вимкнення (ПЗВ) — §531
• Заземлення — §411