Nivelul de siguranta electrica depinde foarte mult de intelegerea reglementarilor tehnice nationale, dar mai ales de modul corect de lucru si practicile curente. De aceea este esential sa intelegem si sa apreciem corect cerintele impuse si mai apoi sa le aplicam in practica.

Va supun atentiei un subiect si ma refer aici la alegerea corecta a sistemului de protectie prin legare la nul si/sau la pamant - TN sau TT. Conform normativului I7/2011 in instalatiile de joasa tensiune, de regula se aplica protectia prin legare la nul rezultand schema TN si derivatele sale TNC/TNS/TNCS.

Aplicarea protectiei prin legare la pamant ca masura principala impotriva electrocutarilor prin atingere indirecta si anume schema TT, se admite numai daca se poate obtine cu mijloace justificate tehnic si economic o rezistenta de dispersie maxim admisa a instalatiei de legare la pamânt de 4Ω, valoare care in practica este mult prea mare pentru asigurarea nivelului de siguranta dorit.

Cum calculam valoarea rezistentei de dispersie plecand de cerintele specifice schemei de legare la pamant?

Ra =Ua/Ip

Ra – este rezistenta de dispersie a prizei de pamant
Ua - este tensiunea de atingere maxim admisa si anume 50V
Ip - este curentul de punere la pamant (curentul de defect), determinat în functie de protectia maximala a instalatiei.

Curentul de calcul ales, va fi asadar curentul dispozitivului de protectie cu cea mai mare valoare din tabloul electric. Curentul de punere la pamânt Ip considerat în calculul rezistentei de dispersie maxim admise Ra se determina astfel:

 în cazul protejarii circuitelor cu întreruptoare automate Ip = 1,25 Ir, în care: Ir este curentul intreruptorului automat (6A/10A/16A, etc.)
 în cazul protectiei cu intreruptoare diferentiale RCD, Ip = Id, in care: Id este curentul diferential de declansare al intreuptorului (10 mA/30mA)

 Exemplu de calcul in cazul schemei TT:

Ua = 50V
Ir = 16A
Ip = 1,25*16A =20A

Valoarea rezistentei de dispersie necesara pentru obtinerea unei tensiuni maxim admise de 50V se obtine din relatia: Ra = Ua/Ip = 50/20 = 2,5Ω

Observam cu usurinta ca o valoare a prizei de pamant de 4Ω este asadar mult prea mare pentru asigurarea protectiei la defect.

In cazul schemei TT, la o priza de pamant avand rezistenta de dispersie de 4Ω, se pot racorda echipamente ale caror intreruptoare automate au un curent nominal mai mic sau cel mult egal cu valoarea obtinuta din relatia: Ir = 50/1,25*4 = 10A

Ce ne spune acest rezultat? Ca schema TT este o schema care trebuie aleasa numai in urma asigurarii unei rezistente de dispersie a prizei de pamant foarte foarte mici, chiar sub 1Ω. Cum in domeniul rezidential cel mai adesea intalnim schema TT, vreau sa intelegem care sunt punctele forte si dezavantajele in comparatie cu schema TNCS.

Ce insemna sistem de legare la pamant tip TT sau schema TT?

Acest lucru inseamna ca aveti o priza de pamant proprie imobilului, care nu este legata in comun cu priza de pamant a sursei de alimentare (nulul retelei), adica masele echipamentelor electrice sunt legate la o priza de pamant diferita de priza de pamant a sursei de alimentare.

Daca aceste doua prize ar fi legate in comun in punctul de racord, atunci acest sistem s-ar numi TNCS.

De ce in domeniul rezidential si mai ales in zonele unde alimentarea cu energie electrica se face din reteaua electrica aeriana, distribuitorul nu poate garanta asigurarea legaturii la priza de pamant a sursei de alimentare si este ales sistemul de legare la pamant tip TT?

Aceasta practica consider ca este una destul de periculoasa in conditiile in care in domeniul rezidential intalnim cel mai adesea sistem de legare la pamant tip TT, intreruptoare automate de curba C, dar mai ales lipsa protectiilor diferentiale.

Normativul I7/2011 si toate reglemetarile tehnice ne spun ca este interzisa realizarea protectiei prin legarea la pamânt (schema TT), folosind o priza locala separata si neracordata la conductorul de nul, daca nu asiguram protectia instalatiei si utilizatorilor prin dispozitive de protectie la curent diferential de maxim 30 mA.

Cum in cazul configuratiei TT este greu sa obtinem curenti de defect mari pentru a actiona protectiile maximale de curent si a asigura astfel protectia prin intreruperea automata a alimentarii, dispozitivele de protectie diferentiala sunt singurele care pot interveni eficient.

Ce intalnim in realitate in instalatiile rezidentiale? Stiti la fel de bine ca mine: lipsa prizelor de pamant, sau daca acestea au fost realizate, valorile sunt cu mult peste limitele cerute de standarde, intreruptoare automate de curba C, lipsa selectivitatii intre protectii, lipsa protectiei diferentiale, etc.

 Sistem de legare la pamant tip TT sau TNCS?

Pentru rezistenta de dispersie a prizei de pamant prescriptiile in Romania sunt severe, in sensul ca sunt cerute valori foarte mici de pana la 4 ohmi.

Daca pentru priza de pamant a sursei de alimentare avem de cele mai multe ori valori de pana la 1 ohm, pentru priza de pamant locala, mai ales in domeniul rezidential aceste valori sunt de foarte multe ori depasite si practica ne arata ca se situeaza intr-o plaja de valori de la cativa ohmi pana la cateva sute de ohmi.

 Exemplu de calcul in cazul schemei TNCS

Pentru a vedea avantajele schemei TNCS va propun urmatorul calcul:

 Rezistenta de disperie a prizei de pamant locale Ra = 25Ω 
 Rezistenta de dispersie a sursei de alimentare Rx = 1Ω

Rezistenta echivalenta Re a sistemului va fi rezultatul obtinut prin legarea in paralel a Ra si Rx: Re = (Ra*Rx)/(Ra+Rx) = (25*1)/(25+1) = 0,961Ω

Dupa cum stim la legarea in paralel, rezistenta echivalenta Re va fi mai mica decat cea mai mica valoare a rezistentelor legate in paralel.

 Ce observam din acest calcul? Se pot obtine valori eficiente ale sistemului de legare la pamant, chiar daca rezistenta de dispersie a prizei de pamant locale are valori care depaseste limita minima de 4Ω ceruta de standard.

Si atunci poate ne intrebam de ce nu este permisa o valoare mult mai mare a rezistentei de dispersie? Raspunsul ar fi, ca un defect ce presupune o intrerupere a prizei de pamant ar transforma schema TNCS in schema TT, iar o valoare sub limita de 4Ω ar asigura in mare parte protectia la defect.

Un alt aspect foarte important, este ca standardele si normativele atat cele nationale cat si cele europene (in mare parte valabile si in Romania), recomanda executarea prizelelor de pamant naturale (cele care folosesc armaturile constructiilor), prizele de pamant artificiale fiind admise doar pentru completarea prizelor de pamant naturale.

 Ce avantaj ne aduce acest lucru?

In primul rand, obtinerea cu usurinta a unor valori ale rezistentei de dispersie foarte mici (sub 1Ω), dar mai ales conservarea lor in timp si o viata de lucru a prizei de pamant echivalenta cu durata de viata a constructiei.

Ceea ce trebuie sa retinem, este ca sistem de distributie TNCS este net superior din punct de vedere al asigurarii protectiei la curenti de defect. Acest lucru se datoreaza faptului ca dispozitivele de protectie (intreruptoarele automate) pot deconecta intr-un timp scurt (0,2 – 0,4 secunde) datorita impedantei buclei de defect mici ce duce la obtinerea unor curenti de defect mari.

Dupa cum bine stim, in cazul schemei TNCS este necesar ca valoarea curentului de defect sa ajungă la o valoare egala cu un multiplu potrivit al curentului nominal care depinde de curba de declansare.

 Valorile curentilor de defect necesari pentru declansarea intreruptorului automat in functie de curba de declanşare:

 Curba B – curentul de declansare acţionează între 3 si 5 In. Se utilizeaza in cazurile in care avem curenti mici de scurtcircuit.

 Curba C - curentul de declansare actioneaza intre 5 şi 10 In. Se utilizeaza in cazurile in care avem curenti mari de scurtcircuit.

 Cum la noi in tara se foloseste spun eu fara discernamant curba C, valoarea curentului de defect pentru declasarea protectiei in timpul stabilit de standard trebuie sa fie de aproximativ 10 ori In intreruptor automat. In cazul unui intreruptor de 16A si curba C, valoare curentului de defect necesar pentru deconectarea acestuia intr-un timp < 0,4s este de 160A.

Cum poate afecta alegerea caracteristicii de declansare a unui intreruptor automat electrosecuritatea utilizatorilor de echipamente si instalatii electrice, cred ca am reusit sa demonstrez!

Practica internationala, in special pe domeniul rezidential, recomanda folosirea dispozitivele de protectie la supracurent (intreruptoarele automate) de curba B.

 Concluzii finale

Marele avantaj al sistemului TNCS este ca nulul retelei este legat la priza de pamant locala a instalatiei, iar un scurtcircuit intre o faza si pamant este in mod automat un scurtcircuit intre faza si nul. In acest caz impedanța buclei de defect va fi scazuta, rezultand o valoare ridicata a curentului de defect si o declansare rapida adispozitivului de protectie.

 Indiferent de limitele de configuratie al sistemului TNCS, acesta este din punctul meu de vedere cel mai sigur, din urmatoarele motivele:

 curentii de defect obtinuti sunt suficienti de mari pentru declansarea rapida a dispozitivelor de protectie;
 intreruperea accidentala a conductorului PEN, respectiv a conductorului PE, transforma sistemul TNCS într-un sistem TT;
 intreruperea accidentala a conductorului PEN înainte de punctul de separare, nu produce consecinte functionale grave, deoarece priza de pamant locala fixeaza nulul de lucru la potentialul pamantului protejand aparatura electrica si electronica cu tensiune de alimentare 230V, contra cresterii tensiunii de alimentare pe anumite faze ale sistemului de alimentare trifazat, care ar lucra cu un nul flotant fata de pamant datorita consumatorilor monofazati, cu puteri diferite, alimentati pe faze diferite.

In cazul configuraţiei TNCS, dispozitivele de protecţie diferenţiala nu ar fi neaparat necesare pentru protectia la defect (impotriva atingerilor indirecte), pentru ca un defect, adica un scurtcircuit este eliminat rapid printr-o protecţie maximala de curent, sigurante fuzibile sau întrerupătoare automate.

Evident, cu cat timpul de deconectare este mai scurt, cu atat riscul unui soc electric pentru persoanele care ating o carcasa legata prin nulul de protectie PE la pamant, este mai redus.

 În concluzie, nici o configuratie de alimentare de tip TN nu asigura o protectie care sa evite aparitia unei tensiuni de atingere periculoase, ci elimina mentinerea acesteia prin deconectarea sectorului/circuitului defect.