Rozvodné sítě TN, IT a TT - popis, výhody a nevýhody

V tomto článku bude objasněno rozdělení rozvodných sítí (TN-C, TN-S, TN-C-S, IT, TT) a jejich hlavní charakteristiky. Na začátek bude ujasněno správné názvosloví, značení a hlavní výhody, ale i nevýhody. Zvláštní důraz bude kladen na síť TN, která má dominantní postavení v sítích nízkého napětí (nn) v České republice.

Názvosloví

Fázový vodič L je vodič, který je v normálním provozu pod napětím a je schopen podílet se na přenosu nebo rozvodu elektrické energie, ale který není ani ochranným vodičem, ani středním vodičem.

Střední (pracovní) vodič N (světle modré značení vodiče) je spojen se středem (uzlem) zdroje a slouží pro vedení zpětných proudů zejména u jednofázových spotřebičů.

Ochranný vodič PE nebo PEN (zelenožluté značení vodiče) slouží zejména k ochraně před nebezpečným dotykovým napětím, které vzniká při poruše na neživé části zařízení.

Živá část je za provozu elektrického zařízení pod napětím nebo se jedná o vodivou část, kterou za provozu protéká elektrický proud. Dle dohody nezahrnuje vodič PEN.

Neživá část je vodivá část zařízení, na které při provozu není napětí, ale může se při poruše objevit.

Základní rozdělení rozvodných sítí – TN, IT a TT

Rozvodné sítě se značí podle dvou písmen. První písmeno vyjadřuje vztah k uzlu zdroje. Zdroj může být izolovaný od země (značíme I – isolé,z francouštiny „izolovaný“) nebo uzemněný (značíme T – terré, z francouštiny „uzemněný“). Druhé písmeno označuje způsob ochrany neživé části, která může být provedena:

• uzemněním (T) – spojení se zemí ochranným vodičem
• spojení s uzlem zdroje (značíme N – neutré, z francouštiny „neutrální“ nebo „nulový“) – realizováno ochranným vodičem

V praxi se používají jenom 3 kombinace těchto písmen a to – TN, IT a TT.

U nejrozšířenější sítě TN se používají ještě dvě doplňková písmena, která dále specifikují provedení této sítě. Písmeno C (combiné, z francouštiny „kombinovaný“) značí sdružení ochranného i středního (pracovního) vodiče do jednoho vodiče PEN. Písmeno S (separé, z francouštiny „oddělený“) značí rozdělení ochranného vodiče PE a středního vodiče N na dva samostatné vodiče.

Síť IT a TT

Síť IT má všechny živé části izolované od země nebo jeden pól je spojený se zemí přes velkou impedanci. Neživé části elektrických zařízení jsou spojeny pomocí ochranného uzemnění přímo se zemí buď jednotlivě, nebo po skupinách.

Nabízí nejlepší možné řešení bezproblémového provozu systému. Nejčastěji se používá v aplikacích, které jsou napájený soukromým vn/nn nebo nn/nn transformátorem.

Vyžaduje personál pro monitorování a údržbu, což to zvyšuje náklady na celou síť. Dále musí být zajištěna ochrana nulového vodiče.

Tento typ síť se používá převážně v nemocnicích a to zejména na operačních sálech a jednotkách intenzivní péče, kde by ztráta napájení znamenala smrtelné nebezpečí pro pacienta. Dalším příkladem použití jsou průmyslové podniky, kde ztráta napájení znamenala velké ekonomické ztráty (sklárny a hutnictví).

Síť TT má jeden bod přímo uzemněný. Neživé části připojených elektrických zařízení jsou přímo spojeny se zemí nezávisle na pracovním uzemnění sítě. Připojení může být realizováno individuálním nebo skupinovým ochranným uzemněním.

Mezi hlavní výhody sítě TT patří jednoduchý návrh a instalace. Používá se u instalací přímo napájených z distibuční sítě. Ochrana je zajištěna pomocí proudových chráničů, které zároveň slouží jako ochrana proti nebezpečí požáru (při nastavení vybavovacího proudu ≤500 mA).

Významná nevýhoda sítě TT spočívá v přerušení dodávek elektrické energie při poruše izolace, avšak to lze omezit správnou aplikací sériových nebo paralelních proudových chráničů, které místo poruchy izolují.

Další nevýhodou je přítomnost velkého svodového proudu, které se objevují při normální provozu. Proto se vyžaduje zvláštních opatření, aby se předešlo nechtěnému vypínaní sítě.

Síť TT je velice často využívaná hlavně v zemích západní Evropy a to hlavně ve Francii a Španělsku, kde mají dominantní postavení pro rozvod v nn soustavách. V Belgii, Itálii a Německu se tato soustava vyskytuje taky v kombinaci se sítí TN.

Síť TN (TN-C, TN-S, TN-C-S)

Síť TN je charakterizovaná spojením neživých částí s uzemněným bodem sítě prostřednictvím ochranného vodiče PEN.

Síť TN-C je klasické provedení sítě TN, které se v ČR uplatňovalo v běžné výstavbě do r. 1995. V těchto sítích, které se nadále provozují, se pro funkci ochranného vodiče PE využívá střední vodič sítě N. Označení tohoto vodiče je tedy PEN vodič.

Hlavní výhodou jsou ekonomicky výhodné z důvodu úspor na provedeném kabelovém vedení. Závada na vodiči PEN je za určitých podmínek snadno zjistitelná tím, že obvod není schopen provozu.

Vzniklá závada, při přerušení vodiče PEN, ovšem může způsobit i vznik nebezpečného dotykového napětí na neživé části. Toto provedení soustavy nám nedovoluje používat proudové chrániče. Další nevýhodou je rušení cilivých sdělovacích zařízení při průchodu zpětných proudů u jednofázových spotřebičů.

Síť TN-S je charakteristická rozdělením ochranného a středního vodiče na dva samostatné vodiče.

Řeší některé nedostatky sítě TN-C výše zmíněné. V době používání soustavy TN-C se vědělo o vlivech zpětných proudů. Rozdělením vodiče PEN se zamezovalo těmto rušivým vlivům, a proto se při výstavbě sdělovacích zařízení soustava TN-S vyžadovala. Další velkou výhodou byla možná aplikace proudových chráničů.

Nevýhodou rozdělení vodiče PEN na dva samostatné vodiče je neschopnost zjistit přerušení ochranného vodiče a tím i nefunkčnost ochrany před nebezpečným dotykovým napětím na neživých částech. Přerušení ochranného vodiče lze zjistit pouze pravidelnými revizemi.

Síť TN-C-S je kombinací sítě TN-C a TN-S. V určitém bodě (např. rozváděč) dochází k rozdělení PEN vodiče na ochranný vodič PE a střední vodič N. Po rozdělení nesmí (!) již dojít ke spojení vodičů PE a N.

Zdroje: přednášky FEL ČVUT, vyhláška č.50/1978 Sb., Schneider electric, Elektro