הארקה מקומית במערכת TNS

מערכת TNS מוגדרת כמערכת שבה מוליכי ההארקה (PE) והאפס (N) נפרדים לכל אורך הדרך ממקור המתח ועד הצרכן. אך במציאות, לעיתים קרובות, ישנם מקטעים שבהם מוליכים אלה מאוחדים, מה שמבטל את ההגדרה הטהורה של מערכת TNS. המערכת, אמנם נחשבת לטובה ולבטוחה ביותר, אך העלות הגבוהה שלה מהווה חסרון משמעותי.

במאמר זה נדון באתגרים והיתרונות של מערכת TNS, כולל הצורך בהתקנת הארקות נוספות, החשיבות של מפסק מגן, והשוואת פוטנציאלים על מנת להבטיח את בטיחות המערכת במלואה.

אני בקשר עם הרבה חשמלאים מוכשרים ומנוסים. אבל בשיחות  ביננו כשזה מגיע למערכת TNS, הם אומרים לי "יש לך מזל גדול

מעולם לא ראינו את המערכת הזו באמת, חוץ ממצגת של מרצה בקורסים  אנחנו לא מכירים"

פרסום

ואכן, כל הרשתות שאנו בונים ומתחזקים דומות ל TNS  ונקראות TNS.

למה אני אומר כך, כי בהבנתי וכפי שלמדתי – TNS היא מערכת שמוליכים PE ו N נפרדים כל הדרך מהמקור המתח.

במילים אחרות, אם יש לנו מטר או סנטימטר אחד שהם מאוחדים (יוצא מהשנאי 4 גידים בלבד) זה כבר לא . TNS אז ברוב המקרים משנאי ועד לוח החשמל חלוקה מגיע 4 גידים ומשם יוצאים רשתות כבר עם אפס והארקה נפרדים.

ולפעמים מרחק מהשנאי עד הלוח הזה יותר מיציאה רשת לצרכן על ידי כאילו TNS

ובכל מקרה נוכל לדבר על המערכת הטובה והבטוחה ביותר, החיסרון היחיד בה הוא העלות הגבוהה שלה. כך אומרים

המערכת כל כך אמינה שאין מילה לגביה בחוק החשמל. וכנראה בגלל זה לא ברור האם נדרש או מומלץ להתקין הארקות נוספות לגיד PE ברשת עילית (בחוק החשמל נאמר – מותר להתקין במוליך האפס הארקות שיטה נוספות).

אם מדובר בהארקה שיטה ויש דרישה לגבי התנגדות השקולה בין נקודת הכוכב של מקור הזינה לבין המסה הכללית של האדמה, אז לא יותר הגיוני להאריק את מוליך הארקה PE? החוק לא עונה לשאלה הזאת.

הארקה נוספת של מוליך הארקה מחובר לניוטרל של מקור מתח היא הארקה המבוצעת במרווחים מסוימים לכל אורך החוט.

הארקה נוספת מאפשרת להפחית את המתח של החוט הזה והציוד המוארק ביחס לאדמה כאשר הפאזה מקוצרת למארז הן במצב רגיל והן כאשר החוט PE נותק. בעת איפוס, יש לבחור את מוליכי הארקה והפאזה באופן שכאשר מתרחש קצר חשמלי על המארז או על המוליך הארקה, מתרחש זרם קצר חשמלי, המבטיח שהפסק זרם כבויה או שהנתיך קרוב ביותר – נמס.

יש להבטיח המשכיות של החוט הארקה מכל גוף מתכתי עד נקודת השיטה של מקור החשמל. לא צריכים להיות התקני ניתוק (מפסק או מבטח) במעגל של הארקה

אני חייב להדגיש כאן. כמה ימים חיפשתי, התאמצתי וכתבתי נוסחאות, הוכחות, תאוריה ובמחשבה השנייה מחקתי. ארשום בכמה מילים את  המסקנות שאליהן הובילו אותי כל הגרפים, הנוסחאות ומחשבות שלי

כאשר פאזה מקצרת לגוף מתכתי ברשת שאין בה הארקה נוספת של מוליך PE (ראה איור), השדות של מוליך PE שנמצאים מאחורי מקום הקצר, וכל הגופים מתכתיים המחוברים אליו, יהיו תחת מתח ביחס לאדמה

המתח הזה יתקיים כל הזמן התקלה, כלומר מרגע קצר הפאזה לגוף מתכתי ועד לניתוק אוטומטי של המתקן הפגוע מהרשת

אם למוליך הארקה תהיה הארקה נוספת (באיור הארקה זו מוצגת בקו מקווקו) אז מתח יקטן

לכן, הארקה נוספת של מוליך הארקה מפחיתה את המתח על הגופים מתכתיים המאופסים במהלך הקצר בין פאזה לגוף.

במקרה של ניתוק מוליך הארקה וקצר פאזה לגוף מתכתי שמאחורי נקודת הניתוק (בהיעדר הארקה נוספת), המתח ביחס להארקה של הקטע של מוליך הארקה שמאחורי נקודת הניתוק וכל הגופים המחוברים אליה, לרבות תקינים לגמרה, יהיו קרובים בערכם למתח הפאזה (איור)

מתח זה יתקיים לאורך זמן, כי מתקן פגום לא יכבה אוטומטית, ויהיה קשה למצוא אותו בין מתקנים תקינים כדי לנתק אותו באופן ידני

קצר לגוף מתכתי במקרה נתק גיד הארקה PE

a    – ברשת ללא הארקה נוספת

b  – ברשת עם הארקה נוספת

פרסום

אם למוליך הארקה יהיה הארקה נוספת, אז כאשר הוא נותק, המעגל הזרם דרך האדמה (איור), יישאר, שבגללו המתח של הגופים המוארקים הממוקמים מאחורי נקודת הניתוק יקטן.

במקרה זה, הגופים של המתקנים המחוברים למוליך PE עד לנקודת הניתוק יקבלו מתח ביחס לאדמה בהתאם ליחס התנגדויות הארקות שיטה ונוספות.

לכן, הארקה נוספת של מוליך הארקה מפחיתה באופן משמעותי את הסיכון להתחשמלות כתוצאה מהפסקה במוליך PE ומקצר פאזה לגוף שמאחורי המקום הניתוק, אך אינה יכולה לבטל אותו לחלוטין, כלומר אינה יכולה לספק את תנאי הבטיחות שהיה קיים לפני הניתוק

מסקנה:

רציתי להגיד שלמרות שמערכת TNS טובה, אבל עדין ללא מפסק מגן, ללא השוואת פוטנציאלים, ללא הארקות נוספות היא לא מושלמת

חשוב מאוד לבצע הארקה מקומית בחיבור מוליך PE בכניסה למבנה

MASTAQ