Pytanie 1
W którym układzie sieciowym, w przypadku przerwania przewodu ochronno-neutralnego, na obudowach metalowych odbiorników może pojawiać się pełne napięcie fazowe?
A. TN-S
B. TT
C. IT
D. TN-C
Sedno tego pytania dotyczy zrozumienia, jak zachowuje się instalacja w momencie przerwania przewodu ochronno‑neutralnego i w którym układzie sieciowym skutki są najbardziej niebezpieczne. Wiele osób intuicyjnie próbuje kojarzyć to z dowolnym układem z uziemieniem, ale to pewne uproszczenie, które prowadzi właśnie do błędnych odpowiedzi. Kluczowe jest, czy przewód ochronny i neutralny są rozdzielone, czy połączone w jeden wspólny przewód.
W układzie IT punkt neutralny transformatora jest izolowany od ziemi lub uziemiony przez dużą impedancję. Odbiorniki mają swoje lokalne uziemienia ochronne, ale nie ma tu przewodu PEN łączącego funkcję N i PE. Przy pojedynczym uszkodzeniu doziemnym prąd jest niewielki, a napięcia na obudowach nie zachowują się tak, jak w TN-C. Przerwanie jakiegoś przewodu ochronnego w IT oczywiście pogarsza ochronę, ale nie powoduje typowego „wejścia” pełnego napięcia fazowego na obudowy wielu odbiorników jednocześnie w taki sposób, jak dzieje się to przy uszkodzeniu PEN.
W układzie TT sytuacja jest inna: punkt neutralny transformatora jest uziemiony, a instalacja odbiorcza ma własne, niezależne uziemienie ochronne. Przewód neutralny N i przewód ochronny PE są rozdzielone i nie występuje tu przewód PEN. Uszkodzenie przewodu N nie powoduje automatycznie pojawienia się napięcia fazowego na obudowach, bo obudowy są połączone z uziomem ochronnym, a nie z przewodem neutralnym. Oczywiście przy złym uziemieniu i braku RCD ochrona może być niewystarczająca, ale mechanizm jest inny niż w pytaniu.
W układzie TN-S przewody PE i N są rozdzielone na całej długości instalacji. To właśnie jest jedna z podstawowych dobrych praktyk, promowanych przez współczesne normy – osobny tor ochronny i osobny neutralny. Przerwanie przewodu N powoduje problemy z zasilaniem odbiorników (napięcia niesymetryczne, miganie oświetlenia, brak pracy części urządzeń), ale obudowy pozostają połączone z przewodem PE, który jest związany z ziemią i punktem neutralnym transformatora. Nie pojawia się na nich pełne napięcie fazowe tylko dlatego, że przerwał się N.
Najbardziej krytyczny jest układ TN-C, gdzie występuje przewód PEN pełniący jednocześnie funkcję ochronną i roboczą. Przerwanie PEN powoduje, że wszystkie obudowy urządzeń podłączone do tego przewodu „unoszą się” do potencjału fazy przez odbiorniki, co może dać praktycznie pełne napięcie 230 V względem ziemi. Typowy błąd myślowy polega na tym, że ktoś myśli: „skoro w TN-S lub TT też jest uziemienie, to tam też pojawi się pełne napięcie przy przerwaniu przewodu”, a pomija fakt, że w tych układach obwód ochronny jest fizycznie oddzielony od przewodu neutralnego. Dlatego właśnie normy i dobre praktyki konsekwentnie odchodzą od TN-C w instalacjach wewnętrznych i promują TN-S lub TN-C-S jako znacznie bezpieczniejsze rozwiązania ochrony przeciwporażeniowej.
W układzie IT punkt neutralny transformatora jest izolowany od ziemi lub uziemiony przez dużą impedancję. Odbiorniki mają swoje lokalne uziemienia ochronne, ale nie ma tu przewodu PEN łączącego funkcję N i PE. Przy pojedynczym uszkodzeniu doziemnym prąd jest niewielki, a napięcia na obudowach nie zachowują się tak, jak w TN-C. Przerwanie jakiegoś przewodu ochronnego w IT oczywiście pogarsza ochronę, ale nie powoduje typowego „wejścia” pełnego napięcia fazowego na obudowy wielu odbiorników jednocześnie w taki sposób, jak dzieje się to przy uszkodzeniu PEN.
W układzie TT sytuacja jest inna: punkt neutralny transformatora jest uziemiony, a instalacja odbiorcza ma własne, niezależne uziemienie ochronne. Przewód neutralny N i przewód ochronny PE są rozdzielone i nie występuje tu przewód PEN. Uszkodzenie przewodu N nie powoduje automatycznie pojawienia się napięcia fazowego na obudowach, bo obudowy są połączone z uziomem ochronnym, a nie z przewodem neutralnym. Oczywiście przy złym uziemieniu i braku RCD ochrona może być niewystarczająca, ale mechanizm jest inny niż w pytaniu.
W układzie TN-S przewody PE i N są rozdzielone na całej długości instalacji. To właśnie jest jedna z podstawowych dobrych praktyk, promowanych przez współczesne normy – osobny tor ochronny i osobny neutralny. Przerwanie przewodu N powoduje problemy z zasilaniem odbiorników (napięcia niesymetryczne, miganie oświetlenia, brak pracy części urządzeń), ale obudowy pozostają połączone z przewodem PE, który jest związany z ziemią i punktem neutralnym transformatora. Nie pojawia się na nich pełne napięcie fazowe tylko dlatego, że przerwał się N.
Najbardziej krytyczny jest układ TN-C, gdzie występuje przewód PEN pełniący jednocześnie funkcję ochronną i roboczą. Przerwanie PEN powoduje, że wszystkie obudowy urządzeń podłączone do tego przewodu „unoszą się” do potencjału fazy przez odbiorniki, co może dać praktycznie pełne napięcie 230 V względem ziemi. Typowy błąd myślowy polega na tym, że ktoś myśli: „skoro w TN-S lub TT też jest uziemienie, to tam też pojawi się pełne napięcie przy przerwaniu przewodu”, a pomija fakt, że w tych układach obwód ochronny jest fizycznie oddzielony od przewodu neutralnego. Dlatego właśnie normy i dobre praktyki konsekwentnie odchodzą od TN-C w instalacjach wewnętrznych i promują TN-S lub TN-C-S jako znacznie bezpieczniejsze rozwiązania ochrony przeciwporażeniowej.
