Układ TN

Układ TN to układ sieci, w którym punkt neutralny źródła zasilania jest bezpośrednio uziemiony, a metalowe obudowy odbiorników łączy się z tym punktem przewodem ochronnym. Dzięki temu uszkodzenie izolacji tworzy zwarcie o małej impedancji, które zabezpieczenie szybko wyłącza.

---

Co oznaczają litery T i N w nazwie układu sieci?

Oznaczenia układów sieci wprowadziła norma międzynarodowa IEC 60364, przyjęta w Polsce jako PN-HD 60364. Litery są skrótami francuskich słów: terre (ziemia), neutre (neutralny), isolation (izolowany), combiné (wspólny) i séparé (rozdzielony).

Pierwsza litera opisuje punkt neutralny źródła zasilania, czyli zwykle punkt gwiazdowy uzwojenia transformatora w stacji. Litera T oznacza, że ten punkt ma bezpośrednie połączenie z ziemią. Litera I oznacza, że jest od ziemi odizolowany albo dowiązany przez dużą impedancję.

Druga litera opisuje części przewodzące dostępne odbiornika, czyli metalowe elementy, których możesz dotknąć, a które w normalnej pracy nie przewodzą prądu: obudowę pralki, korpus oprawy, drzwiczki rozdzielnicy. N oznacza, że łączy się je przewodem ochronnym z uziemionym punktem źródła. T oznacza własny uziom przy odbiorniku, niezależny od uziemienia źródła.

W nazwie TN czytasz obie litery razem: źródło ma uziemiony punkt neutralny, a obudowy odbiorników są z tym punktem połączone metalicznie. Trzecia litera, jeżeli występuje, dotyczy już tylko tego, czy funkcję ochronną i neutralną prowadzi jeden przewód, czy dwa osobne.

Litera	Pozycja w nazwie	Co opisuje
T	pierwsza	punkt neutralny źródła połączony bezpośrednio z ziemią
I	pierwsza	części czynne izolowane od ziemi albo połączone z nią przez impedancję
N	druga	obudowy odbiorników dowiązane przewodem ochronnym do uziemionego punktu źródła
T	druga	obudowy odbiorników mają własny uziom, niezależny od uziemienia źródła
C	trzecia	funkcję ochronną i neutralną pełni jeden przewód PEN
S	trzecia	funkcję ochronną i neutralną pełnią osobne przewody PE i N

Dlaczego układ TN pozwala szybko wyłączyć uszkodzony obwód?

Wyobraź sobie, że w podgrzewaczu wody uszkodzona izolacja przewodu fazowego dotknęła metalowej obudowy. W układzie TN prąd uszkodzeniowy ma zamkniętą, metaliczną drogę powrotu do źródła: płynie przewodem fazowym do miejsca uszkodzenia, przechodzi na obudowę, wraca przewodem ochronnym do uziemionego punktu neutralnego transformatora i zamyka się w jego uzwojeniu.

Ta droga nosi nazwę pętli zwarciowej, a jej opór dla prądu przemiennego to impedancja pętli zwarcia Z_s. Prąd wraca miedzią, a nie gruntem, więc impedancja liczy się w ułamkach oma. Wartość prądu, jaki wtedy popłynie, wynika z prawa Ohma:

I_k = U₀ / Z_s

• I_k – prąd zwarciowy płynący w pętli, w amperach (A)
• U₀ – napięcie fazowe względem uziemionego punktu neutralnego, w polskiej instalacji 230 V
• Z_s – impedancja pętli zwarcia, w omach (Ω)

Przy impedancji pętli równej 0,5 Ω i napięciu 230 V prąd sięga 460 A. Wyłącznik nadprądowy albo bezpiecznik odczytuje taką wartość jako zwarcie i przerywa obwód, zanim ktoś zdąży dotknąć obudowy. Gdyby prąd musiał wracać przez grunt, rezystancja uziomów liczona w dziesiątkach omów ograniczyłaby go do kilku amperów i zabezpieczenie nadprądowe pozostałoby głuche.

Środek ochrony oparty na tym mechanizmie nosi nazwę samoczynnego wyłączenia zasilania. Dopuszczalne czasy wyłączenia oraz warunek, jaki musi spełnić impedancja pętli, opisuje osobne hasło: samoczynne wyłączenie zasilania (SWZ).

Jakie odmiany ma układ TN?

Trzecia litera dzieli rodzinę TN na trzy odmiany, a każda ma w słowniku własne hasło: układ TN-C ze wspólnym przewodem ochronno-neutralnym PEN na całej długości, układ TN-S z rozdzielonymi przewodami PE i N od samego źródła oraz układ TN-C-S, który zaczyna się jako TN-C i przechodzi w TN-S w punkcie rozdziału.

Odmiana nie zmienia samej zasady ochrony, bo prąd uszkodzeniowy zawsze wraca do źródła przewodem. Decyduje natomiast o tym, jakie aparaty zabezpieczające wolno w instalacji zastosować i co się stanie po przerwaniu przewodu ochronnego.

Poza rodziną TN norma wyróżnia jeszcze układ TT oraz układ IT, które inaczej rozwiązują uziemienie źródła i obudów odbiorników – to materiał na osobne hasła.

Jak rozpoznać układ TN w istniejącej instalacji?

Najpewniejszym źródłem są warunki przyłączenia wydane przez operatora sieci dystrybucyjnej. Układ jest tam wpisany wprost, obok mocy przyłączeniowej i zabezpieczenia przedlicznikowego. Jeśli budynek ma dokumentację powykonawczą, ta sama informacja znajduje się na schemacie rozdzielnicy.

Drugi trop to złącze kablowe i rozdzielnica główna. W układzie TN przewód ochronny albo ochronno-neutralny przychodzi z sieci razem z fazami, więc przyłącze jednofazowe ma trzy żyły, a trójfazowe cztery lub pięć. Osobny uziom przy budynku, do którego dowiązano wyłącznie obudowy odbiorników, wskazuje na inny układ.

Rozstrzyga pomiar. Impedancja pętli zwarcia liczona w ułamkach oma świadczy o metalicznej drodze powrotu prądu, czyli o układzie TN, a wynik rzędu kilkudziesięciu omów oznacza powrót przez grunt. Metodykę takiego badania opisuje hasło pomiar impedancji pętli zwarcia.

Sam kołek ochronny w gniazdku niczego nie dowodzi. Bywa połączony mostkiem z zaciskiem neutralnym, co daje pozór ochrony przy zerowej jej wartości. Oględziny rozdzielnicy i pomiary wykonuje osoba ze świadectwem kwalifikacyjnym.

Gdzie w polskiej instalacji pracuje układ TN?

Polska sieć niskiego napięcia wychodzi ze stacji transformatorowej SN/nn. Uzwojenie wtórne transformatora połączono w gwiazdę, a jej punkt środkowy uziemiono w stacji – stąd bierze się pierwsza litera nazwy. Ten sam układ połączeń daje 230 V między fazą a przewodem neutralnym i 400 V między dwiema fazami.

Do budynków mieszkalnych energia dociera najczęściej w odmianie TN-C-S: siecią rozdzielczą i przyłączem idzie wspólny przewód PEN, a rozdział na PE i N wypada w złączu albo w rozdzielnicy głównej. Instalacja wewnętrzna za tym punktem pracuje już wyłącznie w odmianie TN-S.

Wymagania dla ochrony przy uszkodzeniu w układach TN zawiera arkusz PN-HD 60364-4-41. Wiąże on dobór zabezpieczenia z impedancją pętli zwarcia i wymaga zachowania ciągłości przewodów ochronnych, dlatego pomiar ciągłości przewodu PE należy do stałych punktów odbioru instalacji.

Rozpoznanie układu sieci i wskazanie drogi prądu zwarciowego wraca regularnie w pytaniach na egzaminie SEP grupy 1. Na budowie ta sama wiedza decyduje o doborze zabezpieczenia i o tym, czy w danym miejscu wolno ci rozdzielić przewód PEN.

Najczęściej zadawane pytania