پاسخ کوتاه: سیستم TN-S یکی از پنج سیستم اتصال زمین استاندارد IEC 60364 است. در آن نقطهٔ ستارهٔ ترانسفورماتور مستقیم به زمین وصل است و هادی نول (N) و هادی حفاظتی (PE) از منبع تا مصرف جدا کشیده می‌شوند. بدنهٔ فلزی همهٔ تجهیزات به PE وصل است و هنگام اتصال بدنه، کلید یا فیوز مدار را قطع میکند.
ساختار سیستم TN-S
در TN-S پنج هادی از تابلوی منبع بیرون می‌آید: سه فاز، نول و هادی حفاظتی. هادی حفاظتی در هیچ نقطه‌ای بعد از منبع به نول وصل نمی‌شود؛ پس در حالت عادی جریانی از آن نمیگذرد و بدنه‌ها هم‌پتانسیل با زمین می‌مانند. این آرایش معمولاً جایی دیده میشود که ترانسفورماتور اختصاصی داخل یا کنار ساختمان است، مثل کارخانه‌ها، بیمارستان‌ها و ساختمانهای اداری بزرگ.
حفاظت در برابر برق‌گرفتگی در TN-S
اگر فاز به بدنهٔ فلزی بخورد، جریان خطا از راه PE به نقطهٔ ستارهٔ ترانسفورماتور برمی‌گردد. این حلقه، یعنی فاز و PE و سیم‌پیچ ترانسفورماتور، امپدانس کمی دارد؛ پس جریان خطا بزرگ است و کلید یا فیوز زود قطع میکند. شرط IEC 60364-4-41 این است:
Zs × Ia ≤ U0
که در آن Zs امپدانس حلقهٔ خطا، Ia جریانی که وسیلهٔ حفاظتی را در زمان مجاز قطع میکند و U0 ولتاژ فاز به زمین (۲۳۰ ولت) است. زمان قطع برای مدارهای نهایی در شبکهٔ ۲۳۰/۴۰۰ ولت ۰٫۴ ثانیه و برای مدارهای توزیع حداکثر ۵ ثانیه است. در کابل‌های بلند، Zs بزرگ میشود؛ پس طول کابل و سطح مقطع PE باید طوری انتخاب شوند که این شرط برقرار بماند. برای حفاظت بیشتر، کلید جریان باقی‌مانده (RCD) ۳۰ میلی‌آمپر روی پریزها هم به کار می‌رود.
مزایا و معایب سیستم TN-S
- ایمنی خوب: PE جریان عادی ندارد و قطع خودکار در خطا سریع است.
- سازگاری الکترومغناطیسی بهتر: چون جریان نول از مسیر PE و سازهٔ ساختمان نمیگذرد، نویز و جریان‌های سرگردان کمتر است. ارتینگ و EMC برای تجهیزات حساس را هم ببینید.
- کلید جریان باقی‌مانده درست کار میکند: چون نول و PE جدا هستند.
- هزینهٔ بیشتر: یک هادی بیشتر در تمام مسیر لازم است.
- پیوستگی PE مهم است: قطع شدن PE در کار عادی هیچ نشانهای ندارد و فقط با آزمون پیوستگی پیدا میشود؛ پس بازرسی دورهای لازم است.
جایگاه TN-S میان سیستم‌های اتصال زمین
نام هر سیستم از دو یا سه حرف ساخته شده است. حرف اول می‌گوید منبع (نقطهٔ ستارهٔ ترانسفورماتور) چطور به زمین وصل است: T یعنی مستقیم به زمین و I یعنی جدا از زمین یا از راه امپدانس زیاد. حرف دوم می‌گوید بدنهٔ فلزی تجهیزات به کجا وصل است: N یعنی به نقطهٔ زمین‌شدهٔ منبع از راه هادی حفاظتی، و T یعنی به الکترود زمین خود محل. حرف سوم فقط در خانوادهٔ TN می‌آید: S یعنی نول و هادی حفاظتی جدا، و C یعنی هر دو در یک هادی به نام PEN.
سیستم | نول و هادی حفاظتی | حفاظت در برابر برق‌گرفتگی | کجا دیده میشود |
|---|---|---|---|
TN-S | جدا از منبع تا مصرف | کلید یا فیوز با شرط Zs × Ia ≤ U0 | پست اختصاصی کارخانه‌ها و ساختمانهای بزرگ |
یک هادی PEN | کلید یا فیوز؛ کلید جریان باقی‌مانده کار نمی‌کند | شبکهٔ توزیع و تأسیسات قدیمی | |
PEN تا ورودی، سپس جدا | کلید یا فیوز، و کلید جریان باقی‌مانده بعد از نقطهٔ جداشدن | بیشتر ساختمان‌هایی که از شبکهٔ شهری برق می‌گیرند | |
نول از شبکه؛ هادی حفاظتی به الکترود محل | کلید جریان باقی‌مانده با شرط RA × IΔn ≤ 50 V | ساختمان‌ها و تأسیسات دور از شبکه یا با زمین جدا | |
منبع جدا از زمین؛ بدنه‌ها به الکترود محل | پایش عایق برای خطای اول، قطع در خطای دوم | اتاق عمل، معدن و صنایعی که قطع ناگهانی برق مجاز نیست |
توضیح کلی همهٔ سیستم‌ها در انواع سیستم‌های اتصال زمین و تفاوت زمین حفاظتی و الکتریکی در زمین حفاظتی و زمین الکتریکی آمده است. اگر برق ساختمان شما از شبکهٔ شهری با PEN می‌آید، سیستم شما احتمالاً TN-C-S است، نه TN-S.
در گروه کالوت طراحی سیستم زمین و همبندی و اندازه‌گیری و آزمون سیستم زمین را انجام می‌دهیم و اجزای آن، از الکترود (میلهٔ) ارت مس‌پوش و شینهٔ ارت تا سیم ارت سبز و زرد و حوضچهٔ بازدید پلی‌اتیلنی، را عرضه می‌کنیم. برای انتخاب سیستم مناسب، نقشهٔ تک‌خطی و نوع انشعاب برق را برای کارشناسان ما بفرستید یا از صفحهٔ تماس با ما با ما تماس بگیرید.
