Scheme de legare la pamant

SCHEME DE LEGARE LA PĂMÂNT

 La instalatiile electrice, conform normativului I.7, sunt avute în vedere trei tipuri de scheme de legare la pamânt: TT, TN si IT.

Schemele de legare la pamânt sunt simbolizate conform SR CEI 364 prin 2, 3 sau 4 litere având urmatoarele semnificatii:

• prima litera - situatia alimentarii în raport cu pamântul:

T - legare directa la pamânt (neutru distribuit);

I - nici un conductor activ nu este legat la pamânt sau un punct (punctul neutru) al retelei este legat la pamânt printr-o impedanta;

• a doua litera - situatia maselor instalatiei alimentare în raport cu pamântul:

T - masele sunt legate direct la pamânt, independent de eventuala legare la pamânt a alimentarii;

N - masele instalatiei alimentate sunt legate direct la punctul neutru al sursei de alimentare care este legat la pamânt;

• alte litere - dispunerea conductorului neutru (N) si a conductorului de protectie (PE):

C - conductor PEN, functiile conductorului neutru (N) si conductorului de protectie (PE) sunt îndeplinite de acelasi conductor (PEN);

S - functiile conductorului neutru (N) si a conductorului de protectie (PE) sunt îndeplinite de conductoare separate.

SCHEMA TT

2.3. Schema TT are urmatoarele caracteristici (vezi fig. 2.1 si fig. 2.2):

- punctul neutru al alimentarii este legat direct la pamânt;

- masele instalatiei electrice sunt legate la prize de pamânt distincte, din punct de vedere electric, de priza de pamânt a alimentarii.

2.4. În schema TT, curentul de defect I_d dintre faza si masa are o valoare inferioara curentului de scurtcircuit dar poate fi suficient de mare pentru a provoca aparitia unei tensiuni de atingere periculoase.

Rezistenta de dispersie R_m a prizei de pamânt a maselor trebuie sa aiba o valoare astfel aleasa încât, în cazul unui defect, tensiunea de atingere sa nu depaseasca valoarea limita admisa de 50 V.c.a. si 120 V.c.c. Curentul de defect Id trebuie sa îndeplineasca conditia:

în care:

I_d, curentul de defect (A);

R_m, rezistenta de dispersie a prizei de pamânt a maselor instalatiei electrice (W);

U_L, tensiunea limita admisa (V).

2.5. În cazul schemei TT se pot folosi pentru protectia împotriva defectelor de izolatie dispozitive diferentiale reziduale al caror curent diferential nominal (I_Dn) se alege astfel încât sa fie respectata conditia:

I_Dn ≤ I_d

2.6. În cazul în care curentul de defect I_d calculat depaseste curentul de rupere al întreruptorului asociat dispozitivului diferential rezidual utilizat, acesta trebuie însotit obliga 919t1923j toriu de dispozitive de protectie împotriva curentilor de scurt circuit (sigurante fuzibile sau întreruptoare automate).

Sigurantele fuzibile se aleg conform relatiei:

I_f ≤ I_n

în care:

I_f, curentul de functionare al fuzibilului într-un timp t ≤ 0,4 s pentru tensiunea de 230/400 V.c.a. (A);

I_n, curentul pe care dispozitivul diferential îl suporta în functionare normala (A).

Releele electromagnetice ale întreruptoarelor automate se aleg tinând seama de relatia:

I_m ≤ I_n

în care:

I_m, curentul de functionare instantanee a releului electromagnetic (A).

2.7. Toate masele protejate de acelasi dispozitiv diferential trebuie legat la aceeasi priza de pamânt.

2.8. Toate masele simultan accesibile trebuie legate la aceeasi priza de pamânt.

Schemele TT au un punct de alimentare legat direct la pamant, iar masele si partile intermediare ale instalatiei electrice sunt legate la prize de pamant independente din punct de vedere electric de priza de pamant a alimentarii (fig. 5.).

SCHEMA TN

2.9. Schema TN are urmatoarele caracteristici:

- punctul neutru al alimentarii este legat direct la pamânt;

- masele instalatiei electrice sunt legate la punctul neutru prin conductoare de protectie.

2.10. Se disting trei tipuri de scheme TN, în functie de modul dispunere a conductorului neutru si a conductorului de protectie:

- Schema TN-S, în care conductorul de protectie (PE) este diferit de conductorul neutru (N) si este utilizat în întreaga instalatie (vezi fig. 2.3.)

- Schema TN-C-S, în care functiile de neutru (N) si de protectie (PE) sunt îndeplinite de un singur conductor (PEN) pentru o portiune a schemei (vezi fig. 2.4.)

- Schema TN-C, care în functiile de neutru (N) si de protectie (PE) sunt îndeplinite de acelasi conductor (PEN) în întreaga schema (vezi fig. 2.5 si fig. 2.6). Schema TN-S si schema TN-C pot fi utilizate în aceeasi instalatie cu conditia ca schema TN-S sa fie realizata întotdeauna în aval si niciodata în amonte fata de TN-C.

2.11. În schema TN, deoarece valoarea impedantei Z a buclei de defect este mica (aceasta fiind constituita numai din elemente galvanice - conductoare active si de protectie) si curentul de defect I_d, între faza si masa, ia valori mari.

Relatia pentru determinarea lui I_d este urmatoarea:

în care:

U_f, tensiunea de faza (V);

Z, impedanta buclei de defect (W).

În exploatare, pentru Z cu valori de cca. 0,1 W rezulta un curent de defect:

Curentul de defect I_d în schema TN este practic un curent de scurtcircuit. În schema TN trebuie deci sa se prevada o protectie la scurtcircuit ca si în schema TT (vezi art. 2.6.).

2.12. În caz de defect, tensiunea de atingere nu trebuie sa depaseasca valoarea limita admisa si deci trebuie sa fie îndeplinita relatia:

Z_B x I_m = U_L ≤ 50 V.c.a. sau 120 V.c.c.

în care:

Z_B, impedanta buclei de defect (W);

I_m, curentul de functionare instantanee a releului electromagnetic (A);

U_L, tensiunea limita admisa (V).

Daca aceasta conditie nu poate fi îndeplinita, se impune realizarea de legaturi echipotentiale suplimentare sau prevederea de dispozitive diferentiale reziduale de protectie.

Face exceptie schema TN-C în care executarea legaturilor echipotentiale este obligatorie în orice situatie.

2.13. În cazul schemei TN-S se pot folosi dispozitive diferentiale reziduale pentru protectia împotriva defectelor de izolatie (protectia instalatiei si a utilizatorilor împotriva efectelor curentilor de defect), deoarece datorita separarii conductorului neutru (N) de conductorul de protectie (PE), functionarea dispozitivului diferential este posibila.

2.14. În cazul schemei TN-C nu se pot folosi dispozitive diferentiale împotriva curentilor de defect datorita utilizarii unui singur conductor cu functia de neutru si de protectie (PEN). În acest caz functionarea dispozitivelor diferentiale reziduale nu este posibila.

2.15. În schema TN, dispozitivele de protectie la scurtcircuit (sigurante fuzibile sau relee electromagnetice) pot asigura si protectia împotriva socurilor electrice prin atingere indirecta.

2.16. Pe conductorul PEN (schema TN-C) este interzisa montarea oricarui dispozitiv de separare, protectie sau comanda.

2.17. Schema TN este recomandata în cazul alimentarii consumatorilor echipati cu receptoare care au curent de fuga mare (retele de calculatoare, receptoare electrotermice etc.).

NOTĂ: Curentul de fuga este curentul care circula necontrolat la pamânt sau între elemente conductoare externe într-un circuit fara defect.

Fig. 5.5. Schema TN-S

Fig. 5.6. Schema TN-C

SCHEMA IT

2.18. Schema IT are urmatoarele caracteristici:

- punctul neutru al alimentarii este fie izolat fata de pamânt, fie legat de pamânt printr-o impedanta Z;

- masele instalatiei electrice alimentate sunt legate la pamânt separat fata de neutrul alimentarii.

Schema IT (vezi fig. 2.7) este specifica în cazul alimentarii consumatorilor din posturi de transformare proprii, prevazute cu personal calificat de întretinere.

2.19. În schema IT, curentul I_dl care apare la primul defect între o faza si masa (vezi fig. 2.8) are o valoare prea mica pentru a putea provoca aparitia unei tensiuni periculoase, dar permite continuarea alimentarii.

Relatia pentru determinarea lui I_dl în schema IT este urmatoarea:

în care:

U_f, tensiunea de faza (V);

R_s, rezistenta de dispersie a prizei de pamânt a surse (W);

R_c, rezistenta de dispersie a prizei de pamânt a consumatorului (W);

Z, impedanta de legare la pamânt a neutrului (W);

Z_l, impedanta de defect (W).

Curentul primului defect se poate închide prin impedanta Z de legare la pamânt a neutrului si în acest fel se poate semnaliza aparitia defectului.

Trebuie prevazut un echipament de control permanent al izolatiei (CPI) care la trecerea curentului de defect I_dl, semnalizeaza aparitia primului defect de izolare.

În schema IT, limitarea intensitatii curentului primului defect poate fi obtinuta fie prin absenta legaturii la pamânt a punctului neutru, fie prin folosirea unei valori mari prin impedanta Z inserate între neutru si pamânt.

În practica se alege o impedanta Z cu valori cuprinse între 1000...2000 W. Rezulta urmatorul domeniu de valori pentru curentul primului defect I_dl.

Z_l, R_s, R_c pot fi neglijate în relatie.

2.20. În cazul aparitiei celui de-al doilea defect, impedanta Zj a buclei de defect scade pâna la valori apropiate de zero, ceea ce conduce la aparitia unui curent de defect Id2, practic un curent de scurtcircuit care poate fi stabilit cu relatia:

în care:

U, tensiunea de linie (V);

Z₂, impedanta circuitului (W).

Pentru o valoare a impedantei Z₂ de 0,1V se obtine:

În schema IT este deci necesara prevederea unor dispozitive de protectie împotriva curentilor de scurtcircuit (sigurante fuzibile sau relee electromagnetice) care se aleg conform relatiilor de la art. 2.6.

2.21. Schema IT impune legaturi echipotentiale suplimentare pentru masele instalatiei sau, în lipsa acestora, dispozitive diferentiale reziduale având caracteristici alese conform art. 2.5.

2.22. În schema IT, la aparitia unui al doilea defect, protectia împotriva socurilor electrice se asigura:

- în aceleasi conditii ca si în cazul schemei TN, daca toate masele sunt conectate între ele;

- în aceleasi conditii ca si în cazul schemei TT, daca masele nu sunt legate între ele.

Situatii practice de utilizare a schemelor de legare la pamânt

La schemele IT toate partile active ale sursei de alimentare sunt izolate fata de pamant sau sunt legate la pamant prin intermediul unei impedante si a unui limitator de tensiune iar masele si partile intermediare ale instalatiei sunt legate la pamant.

Alegerea tipului schemei de legare la pamânt în functie de particularitatea retelei de alimentare

Reteaua de alimentare	Admis	Recomandat	Neadmis
- de lungimi foarte mari cu prize bune de împamântare ale maselor	TN	TT	IT
- de lungimi foarte mari, cu prize proaste de împamântare (peste 30 W)	TT	-	IT, TN
- expuse frecvent la câmpuri electromagnetice perturbatoare (de ex. relee RTV)	TN	TT	IT
- care necesita continuitate în alimentare	IT	-	TT, TN

* Este necesara schimbarea schemei de legare la pamânt daca aceasta este în exploatare.

2.24. Dupa tipul receptoarelor, schemele de legare la pamânt se pot alege conform tabelului 2.2.

Tabelul 2.2

Alegerea tipului schemei de legare la pamânt în functie de tipul receptoarelor

Tipul receptoarelor	Admis	Recomandat	Neadmis
Receptoarele slab izolate (cuptoare electrice, aparate de sudura, unelte încalzitoare, termoplonjoare, aparate de bucatarie)	TN	TT	IT
Receptoare cu riscuri în exploatare (palane, convertizoare) a caror deplasare genereaza defecte frecvente	TT	-	IT, TN
Echipamente electronice, calculatoare, automate programabile	TN	TT	IT
Receptoare cu rol de asigurare a securitatii sau care necesita continuitate în alimentare	IT	-	TT, TN
Alte tipuri de receptoare	TT	-	IT, TN

* Este necesara schimbarea schemei de legare la pamânt daca aceasta este în exploatare.

2.25. Este impusa o anumita schema de legare la pamânt în urmatoarele cazuri:

- la cladiri alimentate din reteaua publica - schema TT;

- la sali de operatie - schema IT;

- la echipamente electronice de putere, tehnica de calcul, matini de gatit electrice, având curenti de fuga de valori mari - schema TN.

2.26. La alegerea schemei de legare la pamânt se recomanda sa se aiba în vedere comportarea acestora în functie de cerintele prezentate în tabelul 2.3.

Tabelul 2.3.

Alegerea tipului de schema în exploatare a schemelor de legare la pamânt

Cerinta	Comportarea în exploatare a schemelor de legare la pamânt
Protectie împotriva socurilor electrice	Comportare identica daca sunt executate si utilizate conform normelor
Protectie împotriva riscurilor de incendiu de origine electrica	În schemele TT si IT (la un prim defect de izolatie) intensitatea curentului de defect este mica, pericolul de incendiu este deci mic. În schemele TN fara dispozitive diferentiale - la un defect impedant protectia nu este suficienta. Schema TN-C în exploatare normala - risc de incendiu mai mare decât la celelalte.
Continuitate în alimentare	Schema IT - siguranta totala în cazul unui defect de izolatie. Exploatarea corecta nu permite un al doilea defect.
Protectie contra supratensiunilor	Toate schemele de legare la pamânt pot necesita protectie la supratensiuni.
Protectie contra perturbatiilor electromagnetice	Schemele TT, TN-S si IT pot satisfae toate criteriile de compatibilitate electromagnetica.
Limite de proiectare si exploatare	Schema TT si schema TN-S realizate cu protectie diferentiala sunt cele mai sigure. Schema TN-S fara protectie diferentiala cere respectarea lungimilor distributiilor impuse de protectia împotriva atingerilor indirecte. Schema IT cere un serviciu competent de întretinere. Schema TN-C nu se poate folosi în circuitele mobile sau pentru sectiuni sub 10 mm2 Cu si 16 mm2 Al.

[top]