§ 05 · Rozvodná zařízení a sítě

Sítě TN, TT a IT

Rozdělení sítí podle uzemnění zdroje a neživých částí – TN (TN-C, TN-S, TN-C-S), TT a IT.

01Co jsou sítě TN, TT a IT

První písmeno = vztah zdroje (uzlu transformátoru) k zemi. T = uzel sítě, který je přímo uzemněný. I = uzel sítě, který je izolovaný od země, nebo uzemněný přes velkou impedanci (rezistor, cívka).
Druhé písmeno = vztah neživých částí k zemi. N = neživé části jsou spojeny s ochranným vodičem a přes něj přímo uzemněny k uzlu zdroje. T = neživé části jsou uzemněny samostatně a nezávisle na uzemnění zdroje.
Další písmena má jen síť TN: C = ochranný a nulový vodič spojený dohromady (PEN), S = ochranný a nulový vodič oddělené zvlášť (PE, N).
PE – ochranný vodič (zelenožlutý), N – pracovní střední vodič (modrý), PEN – oba v jednom vodiči.

TN – Terra Neutral (Země Neutrální)
TN-C – Terra Neutral – Combined (Země Neutrální – Kombinovaná)
TN-S – Terra Neutral – Separated (Země Neutrální – Oddělený)
TN-C-S – Terra Neutral – Combined – Separated (Země Neutrální – Kombinované – Oddělené)
TT – Terra Terra (Země Země)
IT – Isolé Terra (Izolovaná Země)

Síť TN je pro domácnost nejčastější a nejběžnější sítí nízkého napětí.
Z 99 % ji najdeme v rodinných domech, bytech a v dalších objektech.
Síť TN zapojujeme na 3 různé způsoby: TN-C, TN-S a TN-C-S.
Uzel zdroje (střed vinutí transformátoru) je přímo uzemněn.
Neživé části spotřebičů jsou spojeny ochranným vodičem PE nebo PEN s uzemněným uzlem zdroje.
Porucha fáze na kostru je tím pádem kovový zkrat s velmi malou impedancí smyčky – teče velký poruchový proud.
Ochranu proto zajistí především nadproudový prvek: jistič nebo pojistka.
Nejrozšířenější typ sítě v ČR.

Tahle síť používá ochranný a nulový vodič jako 1 společný vodič (PEN).
Síť TN-C se dnes nepoužívá, ale najdeme ji ve starší elektroinstalaci.
Pro zapojení zásuvky na 230 V použijeme 2 vodiče – fázový a ochranný spojený s nulovým vodičem (L + PEN).
Pro zapojení zásuvky na 400 V použijeme 4 vodiče – 3x fázový a ochranný spojený s nulovým vodičem (L1 + L2 + L3 + PEN).
Trojfázový rozvod má tedy 4 vodiče: L1, L2, L3, PEN.
Nelze použít proudový chránič.
Nebezpečí: přerušení PEN vodiče přenese fázové napětí na kostry spotřebičů.
Minimální průřez PEN: 10 mm² Cu nebo 16 mm² Al. PEN se nesmí jistit ani spínat.

Tahle síť používá ochranný a nulový vodič zvlášť (PE, N).
Dnes nejpoužívanější síť dnešní elektroinstalace.
Pro zapojení zásuvky na 230 V používáme 3 vodiče – fázový, nulový a ochranný vodič (L + N + PE).
Pro zapojení zásuvky na 400 V používáme 5 vodičů – 3x fázový, nulový a ochranný vodič (L1 + L2 + L3 + N + PE).
Lze použít proudový chránič, PE není zatížen provozním proudem (lepší i z hlediska rušení).
Toto uspořádání se dnes používá ve všech nových vnitřních instalacích.

Od distribuční sítě až po rozvodnou skříň vede TN-C a za rozváděčem až k zásuvkám a světlům vede TN-S.
V rozvodné skříni se ochranno-nulový vodič (PEN) rozdělí na 2 vodiče – na ochranný (PE) a nulový (N).
Po rozdělení z PEN na PE a N se vodiče nesmí znovu spojit.
Síť TN-C-S je nejrozšířenější TN sítí v moderní elektroinstalaci.
Nejběžnější případ u rodinných domů a bytových objektů v ČR.

Zs · Ia ≤ U0 — impedance poruchové smyčky krát vypínací proud ochrany musí být menší než fázové napětí.
Maximální doba odpojení pro koncové obvody do 32 A při 230 V: 0,4 s.
Maximální doba odpojení pro rozvodné (napájecí) obvody: 5 s.
Při revizi se měří impedance poruchové smyčky Zs a porovnává s charakteristikou jističe.

Síť TT (Terra Terra) má uzel zdroje přímo uzemněný a neživé části spotřebičů uzemněné samostatně – vlastním, nezávislým zemničem.
Připojení je realizováno buď skupinovým nebo individuálním ochranným uzemněním.
V ČR se běžně nepoužívá, je typická spíš pro západní Evropu – dominuje ve Španělsku a ve Francii, v Belgii a Německu se vyskytuje i v kombinaci se sítí TN.
Ochranný vodič PE nevede zpět ke zdroji – končí na místním zemniči objektu.
Poruchový proud se uzavírá zemí: zemnič instalace → zem → zemnič zdroje.
Odpory zemničů jsou v jednotkách až desítkách ohmů, poruchový proud je proto malý a jistič obvykle nevypne.

Základní ochranou je proudový chránič (RCD) – bez něj ochrana prakticky nefunguje.
Podmínka: RA · IΔn ≤ 50 V, kde RA je odpor zemniče a IΔn reziduální proud chrániče.
Například pro chránič 30 mA vychází RA ≤ 50 / 0,03 ≈ 1667 Ω, pro 500 mA je RA ≤ 100 Ω.
Maximální doba odpojení pro koncové obvody 230 V: 0,2 s; pro rozvodné obvody 1 s.
Nutné je i hlavní ochranné pospojování.
Kde se používá: odlehlé objekty, zemědělské usedlosti, karavany, staveniště – tam, kde nelze zaručit kvalitu PEN v distribuci.

Síť IT (Isolé Terra) má uzel zdroje izolovaný od země, nebo uzemněný přes velkou impedanci (rezistor, cívka) – řádově kiloohmy.
Neživé části jsou uzemněny vlastním zemničem, případně vzájemně propojeny a uzemněny společně.
Při první poruše izolace nemůže vzniknout velký proud – teče jen malý proud daný kapacitami vedení proti zemi.
Proto se při první poruše obvod neodpojuje a provoz může pokračovat.

Součástí sítě IT musí být hlídač izolačního stavu, který trvale měří izolační odpor proti zemi.
První poruchu hlídač signalizuje a musí být co nejdříve odstraněna.
Druhá porucha na jiné fázi už tvoří zkrat – tehdy musí zapůsobit nadproudová ochrana nebo chránič.
Během první poruchy je izolace zdravých fází namáhána sdruženým napětím (cca 400 V).
Podmínka pro zemnič: RA · Id ≤ 50 V. Střední vodič N se v síti IT zpravidla nerozvádí.
Použití: operační sály, chemické provozy a doly, lodě, letadla a trakce – tam, kde je nepřípustný náhlý výpadek napájení.

TN – velký poruchový proud, vypíná jistič, levné a rozšířené; TN-C ale neumožňuje chránič.
TT – malý poruchový proud, nutný chránič a kvalitní zemnič, nezávislé na PEN distribuce.
IT – nejmenší poruchový proud, provoz pokračuje i při první poruše, ale je dražší a náročný na údržbu.