PEN-ul intră pe bara de PE, iar puntea spre nul se face o singură dată

Ultima frază din 5.5.4.4

Art. 5.5.4.4 are două alineate și le citez întregi, fiindcă fiecare frază din ele se vede în tablou. Primul: „Dacă de la orice punct al unei instalații funcțiile de conductor neutru (N) și de conductor de protecție (PE) sunt asigurate prin conductoare separate, nu este permis să se conecteze conductorul neutru la orice altă parte a instalației legată la pământ.” Al doilea: „Este permis să se formeze mai mult de un conductor neutru sau mai mult de un conductor de protecție din conductorul PEN. Se prevăd borne sau bare separate pentru conductoarele de neutru și respectiv conductoarele de protecție. În acest caz conductorul PEN, din racordul de alimentare, trebuie conectat la borna sau bara prevăzută pentru conductorul de protecție.”

În tablou asta înseamnă două bare, cu PEN-ul pe cea de PE. Nulul instalației pleacă de acolo, printr-o punte. Primul alineat spune ce urmează: odată despărțit, nulul nu mai atinge nimic legat la pământ, nici o carcasă, nici bara de PE a altui tablou. Art. 5.5.2.1 ajunge în același loc pe alt drum. La nivelul tabloului general trebuie prevăzută o bornă sau o bară principală de legare la pământ, iar primul pe lista conductoarelor legate la ea e „conductorul PEN din racordul de alimentare”.

PEN-ul nu trece nici prin generalul tabloului. Art. 4.1.4.1.9: „Pe conductorul PEN nu trebuie montat nici un dispozitiv de protecție sau separare (secționare).” Merge direct la bara de PE, iar generalul e montat pe conductoarele active, după punctul de separare. Separă faza și nulul instalației, cum cere art. 5.3.4.5.1.1 pentru toate conductoarele active, iar PEN-ul rămâne în fața lui, neîntrerupt.

Puntea uitată desfăcută

Normativul cere ordinea, dar nu spune de ce. Explicația mea pornește de la punte, o legătură care trebuie să se poată desface. Art. 5.5.2.3 cere ca fiecare conductor legat la borna principală de legare la pământ să poată fi deconectat individual, iar legătura să fie „sigură și deconectabilă numai prin intermediul unei scule”. Un motiv e măsurarea izolației. Art. 8.1.1.3.3 o cere „între conductoarele active și conductorul de protecție conectat la rețeaua de legare la pământ”, cu instalația deconectată de la sursa de alimentare, iar nulul e conductor activ: definiția părții active din capitolul 2 îl numește, „inclusiv conductorul neutru (N)”. Cu generalul bipolar deschis, măsor tot ce e în aval fără să ating puntea, fiindcă generalul a despărțit nulul de ea. Dacă scot însă instalația de sub tensiune din amonte, de la contor, și las generalul închis, aparatul arată zero între nul și PE, prin punte. Așa că o desfac când vreau să prind în măsurare și generalul, cu legăturile lui de intrare, ori la un tablou vechi, în care puntea dă direct pe bara de nul, fără general bipolar între ele.

Apoi o pun la loc. Sau nu: o uit, ori, cu anii, se slăbește un șurub. Cu PEN-ul pe bara de PE, casa rămâne fără nul. La monofazat nu mai merge nimic. La trifazat, receptoarele monofazate de pe faze diferite ajung în serie între faze, iar unele primesc peste 230 V. E o pagubă, dar se vede în aceeași clipă.

Cu PEN-ul pe bara de nul, totul merge mai departe. Nulul e întreg, lumina arde, nimic nu sare. Bara de PE și-a pierdut însă legătura prin conductor cu sursa, iar un defect spre carcasă se întoarce prin priza de pământ a casei și prin pământ. Pe hârtie instalația rămâne TN, dar drumul defectului e acum ca într-un TT, prin prizele de pământ și prin sol, fără să știe cineva.

Cât contează asta arată condiția de deconectare de la art. 4.1.4.1.10, Zs × Ia ≤ U0, în care bucla Zs cuprinde sursa, faza și „conductorul de protecție între punctul de defect și sursă”. Cu puntea la locul ei, bucla e toată din metal, iar priza de pământ nu e pe drumul defectului. Fără punte, ajunge pe el. Iau priza de pământ a casei la limita din art. 5.5.7.11, 4 Ω, cât se admite când e folosită numai pentru protecția împotriva șocurilor electrice, și socotesc zero tot restul buclei: priza rețelei, sursa, cablurile. Curentul iese astfel mai mare decât în realitate și tot nu trece de 230 / 4 = 57,5 A. Un disjunctor B16 e garantat să declanșeze instantaneu abia de la 5 × 16 = 80 A, după standardul lui, SR EN 60898-1. Cu Ia = 80 A, condiția cere Zs ≤ 230 / 80 = 2,875 Ω. Numai priza casei are 4 Ω, deci condiția nu poate fi îndeplinită nici cu restul buclei socotit zero. Disjunctorul poate să sară și așa, dar nu mai e garantat că o face în timpul cerut.

Diferențialul de 30 mA trece în schimb lejer. Pentru el, Ia e curentul diferențial la care întreruperea se face în timpul din Tabelul 4.1, iar 4.1.4.1.10 precizează că timpii aceia se referă la curenți de defect mult mai mari decât curentul diferențial nominal, de regulă de cinci ori mai mari. La 30 mA, asta înseamnă 0,15 A. Condiția ține cât timp toată bucla rămâne sub 230 / 0,15 ≈ 1 533 Ω, iar o buclă prin două prize de pământ are ohmi sau zeci de ohmi, nu mii. Din 2023, art. 4.1.5.2.1 pune sub 30 mA prizele și receptoarele de până la 32 A și iluminatul din locuințele unifamiliale, așa că într-o casă nouă diferențialele ar prinde defectul. Ce stă doar pe disjunctor, cum e cablul spre un tablou secundar, rămâne pe seama pământului. La o priză de 1 Ω, plafonul de mai sus urcă la 230 A și disjunctorul ar putea sări, dacă și priza rețelei e mică. Asta e toată problema: protecția ajunge să depindă de pământ, nu de un conductor de cupru.

Și culoarea PEN-ului spune aceeași ordine. Art. 5.1.4.3.1 îl marchează „prin culori verde/galben pe toată lungimea și suplimentar marcare cu culoarea bleu la fiecare extremitate”. Citit ca ierarhie, e întâi conductor de protecție, iar nulul e o mențiune la capete. Pe bara de PE intră conductorul care arată ca un PE.

Al doilea tablou, a doua punte

Primul alineat din 5.5.4.4 spune ce urmează după separare: nulul nu se mai leagă de nicio parte legată la pământ, deci nici de PE. De aici rezultă, practic, un singur punct de separare. Puntea e chiar legătura din acel punct, așa că se face o singură dată. Art. 3.3.2.6 o spune pentru toată rețeaua: „Sistemul TN-C este întotdeauna înaintea celui TN-S. Este interzisă, în aceiași rețea, realizarea unui conductor PEN (TN-C) după ce acesta a fost separat în PE și N (TN-S), într-un punct în amonte.” Locul punții e acolo unde se termină PEN-ul, iar asta o arată cablul care intră în tablou. Un PEN se admite numai în instalații fixe și, „din considerente mecanice”, de la 10 mm² cupru sau 16 mm² aluminiu în sus (art. 5.5.4.1). Dacă la tabloul casei ajunge un PEN, puntea se face aici. Dacă ajung nulul și PE-ul separat, PEN-ul s-a terminat în amonte, iar în tabloul casei nu se mai pune nicio punte. Despre unde se termină PEN-ul pe coloana unui bloc am scris în articolul despre schema TN-C-S.

Un caz cu cifre. Garajul e la 30 m de casă și are tablou propriu, alimentat din tabloul casei printr-un cablu de 3 × 6 mm² cupru: fază, nul și PE. Plecarea spre garaj e pe un disjunctor 1P+N, fără diferențial, iar diferențialele de 30 mA stau în garaj, pe circuite. Cine a montat tabloul garajului a făcut ca în tabloul casei și a pus o punte între bara de PE și bara de nul de după general, aflată înaintea diferențialelor. Garajul merge, și nimic nu sare.

Cu puntea, nulul și PE-ul cablului ajung legate la ambele capete, deci în paralel. Au aceeași secțiune și aceeași lungime, așa că au aceeași rezistență, 0,0175 × 30 / 6 = 0,0875 Ω fiecare, iar curentul de întoarcere se împarte aproape pe din două. Un calorifer de 2 kW din garaj trage 2 000 / 230 = 8,7 A. Pe nul se întorc cam 4,35 A, pe PE tot cam 4,35 A, cât timp merge caloriferul. Am lăsat deoparte contactele și firele scurte din cele două tablouri, câțiva miliohmi pe lângă cei 87,5, și drumul prin pământ dintre cele două prize, care are ohmi. Împărțirea se mută cu câteva procente, nu mai mult.

Diferențialele din garaj nu văd nimic, fiindcă puntea e înaintea lor: prin fiecare trec faza și nulul circuitului lui, egale. O vede pensa. Strânsă pe faza și nulul cablului de alimentare, împreună, ar trebui să arate câțiva miliamperi, cât scurge în mod normal instalația. Cu puntea arată în jur de 8,7 − 4,35 = 4,35 A. Un diferențial pus pe plecarea spre garaj, în tabloul casei, ar vedea același curent ca pe un defect. Unul de 300 mA sare sigur de cum consumatorii din garaj trag 0,6 A, adică vreo 140 W, iar unul de 30 mA de la 60 mA. Caloriferul le face să sară pe amândouă.

Fără diferențial în amonte, puntea poate rămâne nedescoperită ani de zile. E exact legătura interzisă de primul alineat din 5.5.4.4, iar PE-ul cablului duce între timp aproape jumătate din curentul de nul. Și dacă se slăbește nulul cablului, garajul nu se stinge. Merge mai departe cu practic toți cei 8,7 A pe PE (o parte mică trece prin pământ, între cele două prize), și nimeni nu află că nulul s-a pierdut.

Ce se leagă la pământ în garaj e bara de PE, nu cea de nul. Art. 3.3.2.7: „In toate rețelele TN, atunci când există un conductor PE sau PEN acestea trebuiesc legate la pământ cât mai des posibil și obligatoriu când acestea fac parte din componența tablourilor de distribuție.” Pentru o clădire separată, art. 4.1.4.1.8 mai recomandă ca legarea la pământ a conductoarelor de protecție să se facă „acolo unde acestea intră în clădire sau dependințe”. În exemplul meu, garajul are priza lui de pământ, legată la bara de PE. E configurația aleasă pe recomandarea din 4.1.4.1.8, nu o cerință scrisă pentru orice tablou de garaj. Oricum ar fi legată la pământ bara de PE, puntea se scoate, iar bara de nul rămâne izolată de tot ce e legat la pământ.

Culorile: ale conductoarelor, nu ale barelor

În planul acestui articol scrisesem „bara N — albastru, bara PE — galben-verde”. Pentru conductoare e aproape așa. Art. 5.1.4.3.1 cere pentru PE „culori verde/galben și această combinație nu trebuie folosită pentru nici o altă utilizare”, iar pentru nul, „marcarea cu culoarea bleu se face pe toată lungimea”. I7 îi spune bleu, nu albastru.

Pentru bare, I7 are alt cod, la art. 5.1.4.4, care trimite la reglementările instalațiilor de conexiuni și distribuție de până la 1000 V din unitățile energetice: roșu, galben și albastru pentru fazele L1, L2 și L3, „negru pentru bara PEN sau PE” și „negru cu dungi albe pentru bara N”. În codul barelor, albastrul e faza L3, iar verde-galbenul nu apare deloc.

În tablourile modulare pe care le-am montat, bara de nul stă de obicei pe un suport albastru, iar cea de PE pe unul verde sau verde-galben, adică după codul conductoarelor. Titlul lui 5.1.4.4 se poate citi în două feluri: un cod pentru orice bară, luat din reglementările unităților energetice, sau codul barelor din instalațiile pentru care au fost scrise acele reglementări. Prima lectură i-ar da dreptate unui verificator care cere bara de nul neagră cu dungi albe și într-o casă. A doua lasă tablourile modulare în afara articolului. Textul nu tranșează, așa că nici eu nu declar neconform suportul albastru al unei bare de nul. Eu nu mă sprijin oricum pe culoarea barei. Lista inspecției de la art. 8.1.1.2.3 cere, la lit. g), „identificarea corectă a conductoarelor de protecție și a conductoarelor neutre”, iar pe conductoare culorile sunt fără echivoc. Barele le marchez cu N și PE, fiindcă art. 5.1.4.1 cere mijloace de identificare care să permită recunoașterea destinației echipamentului, „în afara cazurilor când nu există nici o posibilitate de confuzie”. Între două bare care arată la fel, posibilitatea există.

Citatele din I7-2011 sunt copiate din textul extras al normativului, cu formele lui („aceiași”, „In toate”, „trebuiesc”, „nici un”): art. 3.3.2.6, 3.3.2.7, 4.1.4.1.8, 4.1.4.1.9, 4.1.4.1.10, 5.1.4.1, 5.1.4.3.1, 5.1.4.4, 5.5.2.1, 5.5.2.3, 5.5.4.1, 5.5.4.4, 8.1.1.2.3, 8.1.1.3.3 și definiția părții active din capitolul 2; art. 5.3.4.5.1.1 și 5.5.7.11 sunt redate cu vorbele mele. Actualizările din 2023 (MO nr. 512 din 12 iunie 2023) nu le-au modificat; art. 4.1.5.2.1, pomenit, e în forma din 2023. Pragul de 5 × In pentru declanșarea instantanee a unui disjunctor de tip B e din SR EN 60898-1, nu din I7. De ce PEN-ul intră pe bara de PE, cu puntea uitată desfăcută, e explicația mea: normativul cere ordinea, nu o motivează.