Sistema di Alimentazione (TN-C, TN-S, TN-CS, TT, IT)

U sistema di alimentazione di basa adupratu in l'alimentazione elettrica per i prughjetti di custruzzioni hè un sistema trifase à tre fili è trifase à quattru fili ecc, ma a connotazione di questi termini ùn hè micca stretta. A Cummissione Elettrotecnica Internaziunale (IEC) hà fattu provvedimenti uniformi per questu, è hè chjamatu sistema TT, sistema TN è sistema IT. Quale sistema TN hè divisu in sistema TN-C, TN-S, TN-CS. Eccu una breve introduzione à i vari sistemi di alimentazione.

sistema di alimentazione

Sicondu i varii metudi è terminulugie di prutezzione definiti da IEC, i sistemi di distribuzione di energia à bassa tensione sò divisi in trè tippi secondu i diversi metudi di messa à terra, vale à dì i sistemi TT, TN è IT, è sò discritti cusì.

Sistema di alimentazione TN-C

U sistema di alimentazione in modalità TN-C utilizza a linea neutra di travagliu cum'è a linea di prutezzione di traversata zero, chì pò esse chjamata linea neutra di prutezzione è pò esse rappresentata da PEN.

Sistema di alimentazione TN-CS

Per l'alimentazione temporanea di u sistema TN-CS, se a parte frontale hè alimentata da u metudu TN-C, è u codice di custruzzione specifica chì u situ di a custruzzione deve aduprà u sistema di alimentazione TN-S, a scatula di distribuzione totale pò esse divisu in a parte posteriore di u sistema. Fora di a linea PE, e caratteristiche di u sistema TN-CS sò e seguenti.

1) A linea zero di travagliu N hè cunnessa cù a linea speciale di prutezzione PE. Quandu u currente sbilanciatu di a linea hè grande, a prutezzione zero di l'attrezzatura elettrica hè influenzata da u potenziale di linea zero. U sistema TN-CS pò riduce a tensione di l'alloghju di u mutore à a terra, ma ùn pò micca eliminà cumpletamente sta tensione. A magnitudine di sta tensione dipende da u sbilanciu di carica di u cablu è da a lunghezza di sta linea. U più sbilanciatu u caricu è u più longu u cablu, più grande hè a tensione offset di l'alloghju di u dispositivu à a terra. Dunque, hè necessariu chì u currente di sbilanciu di carica ùn sia micca troppu grande, è chì a linea PE sia messa à terra ripetutamente.

2) A linea PE ùn pò entrà in u prutettore di fuga in alcuna circustanza, perchè u protettore di fuga à a fine di a linea farà chì u protettore di fuga frontale si inciampi è causi un fallimentu di energia à grande scala.

3) In più di a linea PE deve esse cunnessa à a linea N in a scatula generale, a linea N è a linea PE ùn devenu micca esse cunnessi in altri compartimenti. Nisun interruttore è fusibile deve esse installatu nantu à a linea PE, è nisuna terra ùn deve esse usata cum'è PE. ligna.

Attraversu l'analisi sopra, u sistema di alimentazione TN-CS hè temporaneamente modificatu nantu à u sistema TN-C. Quandu u trasformatore trifase di putenza hè in bonu statu di travagliu è a carica trifase hè relativamente equilibrata, l'effettu di u sistema TN-CS in l'usu di l'elettricità in custruzzione hè sempre fattibile. Tuttavia, in casu di carichi trifase sbilanciati è di un trasformatore di putenza dedicatu nantu à u situ di custruzzione, u sistema di alimentazione TN-S deve esse adupratu.

Sistema di alimentazione TN-S

U sistema di alimentazione in modalità TN-S hè un sistema di alimentazione chì separa strettamente u N neutru di travagliu da a linea di prutezzione dedicata PE. Hè chjamatu u sistema di alimentazione TN-S. E caratteristiche di u sistema di alimentazione TN-S sò e seguenti.

1) Quandu u sistema funziona nurmale, ùn ci hè micca currente nantu à a linea di prutezzione dedicata, ma ci hè un currente sbilanciatu nantu à a linea zero di travagliu. Ùn ci hè micca tensione nantu à a linea PE in terra, dunque a prutezzione zero di a cunchiglia metallica di l'attrezzatura elettrica hè cunnessa à a linea speciale di prutezzione PE, chì hè sicura è affidabile.

2) A linea neutra di travagliu hè aduprata solu cum'è circuitu di carica di illuminazione monofase.

3) A linea di prutezzione speciale PE ùn hè micca permessa di rompe a linea, nè pò entre in l'interruttore di fuga.

4) Se u prutettore di perdita di terra hè adupratu nantu à a linea L, a linea zero chì funziona ùn deve micca esse messa à terra ripetutamente, è a linea PE hà una messa à terra ripetuta, ma ùn passa micca attraversu u prutettore di perdita di terra, dunque u protettore di fughe pò ancu esse installatu nantu à a linea L di alimentazione di u sistema TN-S.

5) U sistema di alimentazione TN-S hè sicuru è affidabile, adattatu per sistemi di alimentazione à bassa tensione cum'è edifici industriali è civili. U sistema di alimentazione TN-S deve esse adupratu prima di l'iniziu di i travaglii di custruzzioni.

Sistema d'alimentazione TT

U metudu TT si riferisce à un sistema protettivu chì fonda direttamente l'alloghju metallicu di un dispositivu elettricu, chì hè chjamatu sistema protettivu di messa à terra, chjamatu ancu sistema TT. U primu simbulu T indica chì u puntu neutru di u sistema di putenza hè direttamente messu à terra; u secondu simbulu T indica chì a parte cunduttiva di u dispositivu di carica chì ùn hè micca esposta à u corpu vivu hè direttamente cunnessa à a terra, indipendentemente da cume u sistema sia messu à terra. Tutta a messa à terra di a carica in u sistema TT hè chjamata messa à terra prutettiva. E caratteristiche di stu sistema di alimentazione elettrica sò e seguenti.

1) Quandu a cunchiglia di metallo di l'attrezzatura elettrica hè caricata (a linea di fase tocca a cunchiglia o l'isolamentu di l'attrezzatura hè danneggiata è perde), a prutezzione di messa à terra pò riduce assai u risicu di scossa elettrica. Tuttavia, l'interruttori à bassa tensione (interruttori automatici) ùn necessariamente si inciampanu, causendu chì a tensione di fuga di terra di u dispositivu di fuga sia più alta di a tensione sicura, chì hè una tensione periculosa.

2) Quandu u corrente di fuga hè relativamente chjucu, ancu un fusibile pò micca esse capace di soffià. Dunque, un protettore di fughe hè ancu necessariu per a prutezzione. Dunque, u sistema TT hè difficiule da popularizà.

3) U dispositivu di messa à terra di u sistema TT cunsuma assai acciaio, è hè difficiule à riciclà, u tempu è i materiali.

Oghje, alcune unità di custruzzione utilizanu u sistema TT. Quandu l'unità di custruzzione prende in prestitu a so alimentazione elettrica per l'usu tempuraneu di l'elettricità, una linea di prutezzione speciale hè aduprata per riduce a quantità d'acciaiu aduprata per u dispositivu di messa à terra.

Separate a nova linea di prutezzione speciale PE aghjunta da a linea zero di travagliu N, chì hè caratterizata da:

1 Ùn ci hè micca una cunnessione elettrica trà a linea di messa in terra cumuna è a linea neutra di travagliu;

2 In u funziunamentu normale, a linea zero di travagliu pò avè corrente, è a linea di prutezzione speciale ùn hà micca corrente;

3 U sistema TT hè adattatu per i lochi induve a prutezzione di u terrenu hè assai sparta.

Sistema di alimentazione TN

Sistema d'alimentazione in modu TN Stu tipu di sistema d'alimentazione hè un sistema di prutezzione chì cullega l'alloghju metallicu di l'attrezzatura elettrica cù u filu neutru di travagliu. Hè chjamatu u sistema di prutezzione zero è hè rappresentatu da TN. E so caratteristiche sò e seguenti.

1) Una volta chì u dispositivu hè eccitatu, u sistema di prutezzione di traversata zero pò aumentà a corrente di fuga à un currente di cortocircuitu. Stu currente hè 5.3 volte più grande di quellu di u sistema TT. In realtà, hè un difettu di cortocircuitu monofase è u fusibile di u fusibile soffierà. L'unità di viaghju di l'interruttore di bassa tensione si imbatterà subitu è ​​si lamperà, rendendu u dispositivu difettu spenghjitu è ​​più sicuru.

2) U sistema TN salva materiale è ore-mane è hè ampiamente adupratu in parechji paesi è paesi in Cina. Mostra chì u sistema TT hà parechji vantaghji. In u sistema di alimentazione in modalità TN, hè divisu in TN-C è TN-S secondu se a linea zero di prutezzione hè separata da a linea zero di travagliu.

principiu di travagliu:

In u sistema TN, e parti cunduttive esposte di tutte e apparecchiature elettriche sò cunnesse à a linea protettiva è cunnesse à u puntu di terra di l'alimentazione. Stu puntu di terra hè di solitu u puntu neutru di u sistema di distribuzione di energia. U sistema di putere di u sistema TN hà un puntu chì hè direttamente messu in terra. A parte elettricamente cunduttiva esposta di u dispositivu elettricu hè cunnessa à questu puntu per mezu di un cunduttore di prutezzione. U sistema TN hè di solitu un sistema di rete trifase à terra neutrale. A so caratteristica hè chì a parte cunduttiva esposta di l'attrezzatura elettrica hè direttamente cunnessa à u puntu di messa à terra di u sistema. Quandu si face un cortocircuitu, u currente di cortocircuitu hè un anellu chjosu furmatu da u filu metallicu. Un cortu circuitu metallicu monofase hè furmatu, dendu à un currente di cortocircuitu abbastanza grande per permette à u dispositivu protettivu di agisce in modu affidabile per rimuovere a faglia. Se a linea neutra di travagliu (N) hè messa à terra ripetutamente, quandu u casu hè cortocircuitatu, una parte di a corrente pò esse deviata versu u puntu di messa à terra ripetuta, chì pò fà chì u dispositivu di prutezzione falli à operà in modu affidabile o per evità u fallimentu, allargendu cusì a colpa. In u sistema TN, vale à dì, u sistema trifase à cinque fili, a linea N è a linea PE sò poste separatamente è isolate l'una da l'altra, è a linea PE hè cunnessa à l'alloghju di u dispositivu elettricu invece di a linea N. Dunque, a cosa più impurtante chì ci interessa hè u putenziale di u filu PE, micca u putenziale di u filu N, cusì a messa à terra ripetuta in un sistema TN-S ùn hè micca una messa à terra ripetuta di u filu N. Se a linea PE è a linea N sò messe à terra inseme, perchè a linea PE è a linea N sò cunnesse à u puntu di messa à terra ripetuta, a linea tra u puntu di messa à terra ripetuta è u puntu di terra di travagliu di u trasformatore di distribuzione ùn hà alcuna differenza tra a linea PE è a linea N. A linea originale hè a linea N. U currente neutru chì si suppone hè spartutu da a linea N è da a linea PE, è una parte di u currente hè trascinata attraversu u puntu di messa à terra ripetuta. Perchè pò esse cunsideratu chì ùn ci hè micca una linea PE in u latu anteriore di u puntu di messa à terra ripetuta, solu a linea PEN custituita da a linea originale PE è a linea N in parallelu, i vantaghji di u sistema TN-S originale si perderanu, dunque a linea PE è a linea N ùn ponu micca esse Terra cumuna. A causa di e ragioni sopra elencate, hè chjaramente dichjaratu in i regolamenti pertinenti chì a linea neutra (vale à dì a linea N) ùn deve micca esse messa à terra ripetutamente eccettu per u puntu neutru di l'alimentazione.

Sistema informaticu

U sistema di alimentazione in modalità IT I indica chì u latu di l'alimentazione ùn hà micca un terrenu di travagliu, o hè messu à terra à alta impedanza. A seconda lettera T indica chì l'attrezzatura elettrica di u latu di u caricu hè messa à terra.

U sistema di alimentazione in modu IT hà alta affidabilità è bona sicurezza quandu a distanza di l'alimentazione ùn hè micca longa. Hè generalmente adupratu in i lochi induve ùn hè permessu u blackout, o in i lochi duve hè necessaria una alimentazione stretta cuntinua, cum'è a siderurgia di energia elettrica, e sale operative in grandi ospedali è e mine suttane. E condizioni di alimentazione elettrica in e mine sotterranee sò relativamente povere è i cavi sò suscettibili à l'umidità. Aduprendu u sistema alimentatu da IT, ancu se u puntu neutru di l'alimentazione ùn hè micca messu à terra, una volta chì u dispositivu perde, u currente di fuga di terra relativu hè sempre chjucu è ùn danneghja micca u bilanciu di a tensione di l'alimentazione. Dunque, hè più sicura chè u sistema di messa à terra neutru di l'alimentazione. Tuttavia, se l'alimentazione hè aduprata per una lunga distanza, a capacità distribuita di a linea di alimentazione à a terra ùn pò esse ignorata. Quandu un difettu di cortocircuitu o una fuga di u caricu face chì u casu di u dispositivu diventi vivu, a corrente di fuga formerà un percorsu attraversu a terra è u dispositivu di prutezzione ùn agirà micca necessariamente. Questu hè periculosu. Solu quandu a distanza di l'alimentazione ùn hè micca troppu longa hè più sicura. Stu tippu di alimentazione hè raru nantu à u situ di custruzzione.

U significatu di e lettere I, T, N, C, S

1) In u simbulu di u metudu di alimentazione elettrica stipulatu da a Cummissione Elettrotecnica Internaziunale (IEC), a prima lettera riprisenta a relazione trà u sistema di putenza (putenza) è a terra. Per esempiu, T indica chì u puntu neutru hè direttamente messu in terra; Indica chì l'alimentazione hè isolata da a terra o chì un puntu di l'alimentazione hè cunnessu à a terra via una alta impedenza (per esempiu, 1000 Ω;) (I hè a prima lettera di a parola francese Isolamentu di a parolla "isulamentu").

2) A seconda lettera indica u dispositivu elettricamente conduttivu espostu à a terra. Per esempiu, T significa chì a cunchiglia di u dispositivu hè messa à terra. Ùn hà micca una relazione diretta cù qualsiasi altru puntu di terra in u sistema. N significa chì a carica hè prutetta da zero.

3) A terza lettera indica a cumminazione di u travagliu zero è a linea protettiva. Per esempiu, C indica chì a linea neutra di travagliu è a linea di prutezzione sò una, cum'è TN-C; S indica chì a linea neutra di travagliu è a linea di prutezzione sò strettamente separate, dunque a linea PE hè chjamata linea di prutezzione dedicata, cum'è TN-S.

In una rete elettrica, un sistema di messa à terra hè una misura di sicurezza chì prutegge a vita umana è l'attrezzatura elettrica. Cum'è i sistemi di messa à terra differenu da paese à paese, hè impurtante avè una bona comprensione di i diversi tippi di sistemi di messa à terra chì a capacità installata PV glubale continua à aumentà. Questu articulu hà per scopu di esplorà i diversi sistemi di messa à terra secondu u standard di a Cummissione Elettrotecnica Internaziunale (IEC) è u so impattu nantu à a cuncezzione di u sistema di messa à terra per i sistemi FV cunnessi à rete.

Scopu di Terra
I sistemi di messa à terra furniscenu funzioni di sicurezza furnendu l'installazione elettrica cun un percorsu à bassa impedenza per qualsiasi difetti in a rete elettrica. A messa à terra agisce ancu cum'è un puntu di riferimentu per a sorgente elettrica è i dispositivi di sicurezza per funzionà currettamente.

A messa à terra di l'attrezzatura elettrica hè tipicamente ottenuta inserendu un elettrodu in una massa solida di terra è cunnessu questu elettrodu à l'attrezzatura cù un cunduttore. Ci hè duie supposizioni chì ponu esse fatte nantu à qualsiasi sistema di messa à terra:

1. I putenziali terrestri agiscenu cum'è una riferenza statica (vale à dì zero volt) per i sistemi cunnessi. Cum'è tali, qualsiasi cunduttore chì hè cunnessu à l'elettrodu di terra averà ancu quellu potenziale di riferimentu.
2. I cunduttori di messa à terra è a stacca di a terra furniscenu un percorsu di bassa resistenza à a terra.

Messa à terra prutettiva
A messa à terra prutettiva hè l'installazione di cunduttori di messa à terra disposti per riduce a probabilità di ferite da difetti elettrichi in u sistema. In casu di fiasca, e parti metalliche purtatrici non currenti di u sistema cum'è quadri, scherma è custodie ecc. Ponu ghjunghje à alta tensione rispettu à a terra s'elli ùn sò micca messi à terra. Se una persona face u cuntattu cù l'attrezzatura in tali condizioni, riceveranu una scossa elettrica.

Se e parti metalliche sò cunnesse à a terra protettiva, u currente di falla scorrerà attraversu u cunduttore di terra è serà rilevatu da dispositivi di sicurezza, chì allora isolanu in sicurezza u circuitu.

A messa à terra prutettiva pò esse ottenuta da:

• Installazione di un sistema di messa à terra di prutezzione induve e parti cunduttive sò cunnesse à u neutru messu à terra di u sistema di distribuzione per mezu di cunduttori.
• Installazione di dispositivi protettivi di corrente di sovracorrente o di fuga di terra chì operanu per disconnettà a parte interessata di l'installazione in i limiti di tempu specificati è di tensione tattile.

U cunduttore di messa à terra di prutezzione deve esse capace di trasportà u currente di falla prospettive per una durata uguale o superiore à u tempu di funzionamentu di u dispositivu di prutezzione assuciatu.

Terra Funziunale
In a messa à terra funzionale, qualsiasi di e parti in tensione di l'attrezzatura (sia '+' o '-') pò esse cunnessa à u sistema di messa à terra per u scopu di furnisce un puntu di riferimentu per abilità u funziunamentu currettu. I cunduttori ùn sò micca cuncipiti per resiste à i currenti di difettu. In cunfurmità cù AS / NZS5033: 2014, a messa à terra funzionale hè permessa solu quandu esiste una semplice separazione trà i lati DC è AC (vale à dì un trasformatore) in l'inverter.

Tipi di cunfigurazione di messa à terra
E configurazioni di messa à terra ponu esse disposte in modu diversu à u latu di l'offerta è di u caricu, uttenendu u listessu risultatu generale. U standard internaziunale IEC 60364 (Installazioni Elettriche per Edifici) identifica trè famiglie di messa à terra, definite cù un identificatore di duie lettere di a forma 'XY'. In u cuntestu di i sistemi AC, 'X' definisce a configurazione di conduttori neutri è di terra nantu à u latu di l'alimentazione di u sistema (vale à dì generatore / trasformatore), è 'Y' definisce a configurazione neutru / terra da u latu di carica di u sistema (ie centrale principale è carichi cunnessi). 'X' è 'Y' pò piglià ognunu i seguenti valori:

T - Terra (da u francese 'Terre')
N - Neutru
I - Isolatu

È i sottogruppi di sti cunfigurazioni ponu esse definiti aduprendu i valori:
S - Separatu
C - Cumbinutu

Aduprendu questi, e trè famiglie di messa à terra definite in IEC 60364 sò TN, induve l'alimentazione elettrica hè messa à terra è i carichi di i clienti sò messi à terra via neutru, TT, induve l'alimentazione elettrica è i carichi di i clienti sò messi à terra separatamente, è IT, induve solu u cliente carica sò messi in terra.

Sistema di messa à terra TN
Un puntu unicu di u latu surghjente (di solitu u puntu di riferimentu neutru in un sistema trifase cunnessu à stella) hè direttamente cunnessu à a terra. Ogni apparecchiatura elettrica cunnessa à u sistema hè messa à terra via u listessu puntu di cunnessione da u latu di a surghjente. Stu tippu di sistemi di messa à terra richiede elettrodi di terra à intervalli regulari per tutta l'installazione.

A famiglia TN hà trè sottogruppi, chì varienu secondu u metudu di segregazione / cumbinazione di cunduttori terrestri è neutri.

TN-S: TN-S descrive un accordu induve cunduttori separati per Terra Protettiva (PE) è Neutru sò cundutti à carichi di u consumatore da l'alimentazione di u situ (vale à dì generatore o trasformatore). I cunduttori PE è N sò separati in guasi tutte e parte di u sistema è sò cunnessi solu inseme à l'alimentazione stessa. Stu tipu di messa à terra hè tipicamente adupratu per i grandi cunsumatori chì anu unu o più trasformatori HV / BT dedicati à a so installazione, chì sò installati adiacenti o in i locali di u cliente.

Fig 1 - Sistema TN-S

TN-C: TN-C descrive un accordu induve una Terra Protettiva-Neutrale cumminata (PEN) hè cunnessa à a terra à a fonte. Stu tipu di messa à terra ùn hè micca cumunemente adupratu in Australia per via di i risichi assuciati à u focu in ambienti periculosi è per via di a prisenza di currenti armunichi chì a rendenu micca adatta per l'apparecchiature elettroniche. Inoltre, secondu IEC 60364-4-41 - (Prutezzione per a sicurezza- Prutezzione contra scossa elettrica), un RCD ùn pò micca esse adupratu in un sistema TN-C.

Fig 2 - Sistema TN-C

TN-CS: TN-CS denota una installazione induve u latu di fornitura di u sistema utilizza un cunduttore PEN cumbinatu per a messa à terra, è u latu di carica di u sistema utilizza un cunduttore separatu per PE è N. Stu tipu di messa à terra hè adupratu in i sistemi di distribuzione tramindui in Australia è in Nova Zilanda è hè spessu chjamata neutru multiplu (MEN). Per un cliente LV, un sistema TN-C hè installatu trà u trasformatore di u situ è ​​i locali, (u neutru hè messu a terra parechje volte longu à stu segmentu), è un sistema TN-S hè adupratu in a pruprietà stessa (da u Centralu Principale à valle ). Quandu si considera u sistema cum'è un tuttu, hè trattatu cum'è TN-CS.

Fig 3 - Sistema TN-CS

Inoltre, secondu IEC 60364-4-41 - (Prutezzione per a sicurezza- Prutezzione contra scossa elettrica), induve un RCD hè adupratu in un sistema TN-CS, un cunduttore PEN ùn pò esse adupratu da u latu di u caricu. A cunnessione di u cunduttore protettivu à u cunduttore PEN deve esse fatta da u latu surghjente di u RCD.

Sistema di messa à terra TT
Cù una cunfigurazione TT, i cunsumatori impieganu a so propria cunnessione di terra in u locu, chì hè indipendente da ogni cunnessione di terra da u latu di a fonte. Stu tipu di messa à terra hè tipicamente adupratu in situazioni induve un fornitore di servizii di rete di distribuzione (DNSP) ùn pò micca garantisce una cunnessione à bassa tensione torna à l'alimentazione. A messa à terra TT era cumuna in Australia prima di u 1980 è hè sempre usata in certe parte di u paese.

Cù i sistemi di messa à terra TT, un RCD hè necessariu in tutti i circuiti di alimentazione AC per una prutezzione adatta.

Cum'è a IEC 60364-4-41, tutte e parti cunduttive esposte chì sò cullettivamente prutette da u listessu dispositivu di prutezzione saranu cunnesse da i cunduttori di prutezzione à un elettrodu di terra cumunu à tutte quelle parti.

Fig 4 - Sistema TT

Sistema di messa à terra IT
In un accordu di messa à terra IT, ùn ci hè nè messa à terra à l'alimentazione, o hè fattu per via di una cunnessione à alta impedanza. Stu tipu di messa à terra ùn hè micca adupratu per e rete di distribuzione ma hè spessu usatu in sottostazioni è per sistemi indipendenti forniti da generatori. Questi sistemi sò capaci di offre una bona continuità di l'offerta durante u funziunamentu.

Fig 5 - Sistema IT

Implicazioni per a messa à terra di u sistema PV
U tippu di sistema di messa à terra impiegatu in ogni paese dicterà u tipu di cuncezzione di sistema di messa à terra necessariu per i sistemi FV cunnessi à rete; I sistemi fotovoltaici sò trattati cum'è generatore (o un circuitu surghjente) è anu da esse messi à terra cum'è tali.
Per esempiu, i paesi chì impieganu l'usu di un accordu di messa à terra di tipu TT necessiteranu di una fossa di messa à terra separata per i dui lati DC è AC per via di u dispositu di messa a terra. In cunfrontu, in un paese induve si usa un dispositu di messa à terra di tipu TN-CS, basta à cunnette u sistema PV à a barra principale di messa à terra in u quadru hè abbastanza per risponde à i requisiti di u sistema di messa à terra.

Diversi sistemi di messa à terra esistenu in u mondu sanu è una bona cunniscenza di e sfarente cunfigurazioni di messa à terra assicura chì i sistemi FV sianu messi à terra in modu currettu.