Jak odróżnić sieć TT od TN, czyli układy sieci i BHP podczas pracy z nimi

Co mają wspólnego układy sieci z BHP? Okazuje się, że bardzo wiele. Większość młodszych i starszych elektryków popełnia pewne błędy - jakie to błędy, wyjaśnię poniżej. Poznajcie BHP elektryka.

Jak odróżnić sieć TT od TN? Czyli nie popełniaj tych błędów: układ TT zamiast TN-C-S

Dwa najbardziej podstawowe błędy wśród większości elektryków to niesprawdzanie, z jakim układem sieci mają do czynienia, oraz brak znajomości z nimi. Każdorazowo powinno się sprawdzić, z jakim układem sieci mamy do czynienia. Jedno błędne wykonanie może kogoś kosztować życie lub zdrowie. Zarówno tych, co będą używać daną instalację, jak i osoby montujące. W obu przypadkach można się spodziewać problemów prawnych.

Bardzo duża część, jeśli nie większość, instalacji w mieszkalnictwie to błędnie wykonany układ połączeń - mianowicie, wskutek braku podstawowej wiedzy, zostaje wykonany układ TT (ściślej wyspa TT - czyli sieć w układzie TN-C, a instalacja w układzie TT) zamiast TN-C-S.

Internauci pytają "jak odróżnić sieć TT od TN?" W układzie TN-C-S bez obciążenia lub z niewielkim obciążeniem i zarazem z punktem podziału w rozdzielnicy lub blisko niej, zmierzone napięcie pomiędzy N a PE powinno wynosić ułamek wolta lub mniej. Gdy jego wartość wynosi 1-3V lub więcej, można spodziewać się wspomnianego błędnego wykonania wyspy TT zamiast układu TN-C-S. Zwykle można łatwo naprawić ten błąd robiąc mostek pomiędzy N (PEN) a PE. Czasem nie jest możliwe wykonanie w ten sposób prawidłowego punktu podziału i trzeba zdemontować z listw wszystkie przewody PE i N, po czym wykonać to poprawnie. Zdarza się że taka "drobna poprawka" niestety wymaga kompletnego demontażu rozdzielnicy i ponownego złożenia od zera lub nawet wymiana obudowy - bardzo często wykonawca nie zadbał o zapas miejsca, a przewody są tak gęsto upakowane, że dosłownie nie zmieści się jeden przewód więcej... Proszę pamiętać, że pomiary elektryczne powinny być dokonane w dwie osoby - jedna powinna mieć uprawnienia kontrolno-pomiarowe, a druga powinna być przeszkolona z pierwszej pomocy. Posiadanie uprawnień "elektrycznych" jest równoznaczne z posiadaniem wiedzy dot. pierwszej pomocy, gdyż jest to w obowiązkowym zakresie pytań podczas egzaminu.

TN-S czy TN-C-S?

Inny sposób to spytać wykonawcę, jaki zrobił układ sieci (właściwie układ instalacji, ale jednak nazwa "układ sieci" została przyjęta). Jeśli odpowiedź to TN-S a nie TN-C-S, to jest niemal pewne że wykonawca nie ma wiedzy o układach sieci - TN-S w mieszkalnictwie jest niezwykle rzadkie, obecnie wydaje się być rzadsze niż układ TT, którego nie powinno się wykonywać, gdy ZE (Zakład Energetyczny) nam tego nie zaleca. Osobiście, wśród niezliczonej ilości instalacji, jakie widziałem, tylko raz spotkałem sieć dystrybucyjną TT od samego transformatora. Przy instalacji TT skuteczna ochrona przed porażeniem jest znacznie trudniejsza do uzyskania.

Napięcie w przewodzie PEN a układ TN-C

Układ TT w sieci dystrybucyjnej jest stosunkowo rzadki, jednak w Polsce jest wiele takich sieci oraz tzw. wysp TT. Czemu istnieją TT oraz TN-C, skoro ich schemat połączeń jest identyczny? Różnica tkwi w napięciu pomiędzy odczepem neutralnym transformatora a ziemią (podłożem). W prawidłowo wykonanym układzie TN-C napięcie na przewodzie PEN (dawne "zero") nigdy nie powinno przekroczyć wartości dopuszczalnej długotrwale, czyli 12VAC - okazuje się, że nawet tak niskie napięcie potrafiło zabić dojrzałego mężczyznę, który miał ukrytą wadę serca. Zdarzają się też tzw. wyspy TT - sieć dystrybucyjna wykonana jest w układzie TN-C, ale w odległej części linii ZE może stwierdzić, że maksymalny możliwy spadek napięcia na przewodzie PEN jest zbyt wysoki i zarazem najbliższe jego uziemienie jest zbyt daleko, aby ten przewód nie mógł mieć niebezpiecznie wysokiego napięcia. W takich przypadkach ZE w warunkach podaje, a wręcz nakazuje wykonanie układu TT w instalacji, gdyż wtedy i tylko wtedy jest to najbezpieczniejsza opcja w warunkach mieszkalnych. Jak zasugerowałem, jedyną bezpieczną opcją to wykonanie układu TN-C-S, gdy sieć to TN-C oraz TT tylko i wyłącznie wtedy gdy ZE podał to w dokumentacji lub poinformował podczas kontaktu telefonicznego lub osobistego. Osobiście nieraz przed pracą w istniejącej instalacji sprawdzałem w dokumentacji układ sieci lub pytałem ZE osobiście oraz telefonicznie. Raz tylko okazało się po długim telefonowaniu, iż pracownik ZE nie wiedział, jaki jest układ pod podanym adresem - na szczęście właścicielka powiedziała, z którego transformatora ma zasilanie i gdzie go odnajdę. 

Jak wspomniałem, osobiście tylko raz spotkałem układ TT. Instalację u właścicielki nieruchomości, ktoś wykonał niepoprawnie, bo w układzie TN-C, czyli dawne "zerowanie". Utkwiło mi w pamięci, jak oznajmiła że przy włączonej zmywarce do naczyń, woda w kranie boleśnie kopie - oczywiście poinformowałem ją o konieczności wymiany nieprawidłowo wykonanej instalacji wraz z wykonaniem prawidłowego uziemienia, co w TT jest konieczne dla ochrony przeciwporażeniowej.

To grozi porażeniem – nie wszędzie jest układ TN

Większość wykonawców i tzw. konserwatorów, ze "złotymi rączkami" na czele, z góry zakłada wszędzie że jest układ TN. Jeszcze poważniejsze jest to, że przewody PEN, N oraz PE nazywają "zerem" - w dużej mierze nie rozróżniają oni tych trzech przewodów, a jest to jedna z najlepszych dróg do porażenia prądem, często śmiertelnego. Powoduje to również złą komunikację między elektrykami - niekoniecznie wiadomo o co chodzi, gdy ktoś mówi "zero".

W Polskiej praktyce niezwykle często zamiast TN-C-S pojawia się TT i na odwrót - w miejscu sieci TT, wykonana instalacja jest w układzie TN-C lub TN-C-S.

Pożyczając z Wikipedii moim zdaniem najbardziej czytelne schematy demonstrujące ww. układy, wygląda to tak:

Układ IT jednofazowy z punktem neutralnym uziemionym przez dużą impedancję Z

Układ IT trójfazowy bez przewodu neutralnego, z punktem neutralnym uziemionym przez bezpiecznik iskiernikowy

Układ IT trójfazowy z przewodem neutralnym, z punktem neutralnym uziemionym przez dużą impedancję Z

Dlaczego czasem potrzebny jest woltomierz z wbudowanym miernikiem

Jeden z lepszych przykładów z mojego własnego doświadczenia: kilka osób stwierdziło brak napięcia na jednej z sal operacyjnych. Tylko ja jeden stwierdziłem, że napięcie jest a uszkodzone są tylko świetlówki lub elektroniczne zapłonniki, zwane też statecznikami. Przez wiele tygodni operacje odbywały się przy niedostatecznym oświetleniu z narażeniem życia i zdrowia pacjentów. Gdzie tkwił szkopuł i kto miał rację? Obecność prawidłowego napięcia stwierdziłem przy pomocy woltomierza z True RMS wbudowanym w miernik za około 200zł. Te kilka osób stwierdziło brak napięcia za pomocą najtańszego próbnika z neonówką jaki można kupić za 3zł w markecie budowlanym.

Gdzie popełnili błąd? Do tego bloku operacyjnego dochodziło zasilanie z mieszanego układu TN-C TN-C-S (zmodernizowane kilka-kilkanaście lat wcześniej). Już można pomyśleć, że taki próbnik powinien być wystarczający, więc czemu dwa mierniki pokazały napięcie, a próbnik już nie? W zasilaniu sal operacyjnych wymaga się układu IT lub jeszcze lepiej transformatorów separacyjnych, które niejako tworzą układ IT z układu TN, gdyż żaden z odczepów transformatora nie jest połączony bezpośrednio z uziemieniem. Wskutek czego obwód z neonówką w próbniku pozostaje w zasadzie otwarty, a nie zamknięty, a płynący nieznaczny prąd przez neonówkę wskutek pojemności elektrycznej (elektrody kondensatora jakie tworzą przewody i ziemia) powoduje, że świecenie neonówki jest bardzo słabe, a w bloku operacyjnym wymagane jest bardzo silne i równomierne oświetlenie. Co prawda istnieją próbniki obecności napięcia z sygnalizacją równocześnie świetlną jak i dźwiękową, jednak trzeba mieć na uwadze, że hałas i zmęczenie słuchu po wielu godzinach pracy może spowodować błędną ocenę a przez to wypadek. Lepiej wtedy mieć miernik z klasycznym wyświetlaczem LCD, który jest jednym z must have sprzętu elektryka i upewnić się co najmniej dwoma urządzeniami lub sprawdzić poprawność jego działania na innym obwodzie na którym jest napięcie. 

Koniec części pierwszej.

W następnej części: układ IT, transformatory separacyjne, próbniki i wskaźniki napięcia, narzędzia izolowane, ograniczniki przepięć, rutyna oraz podsumowanie wiadomości.