Schema TN-S: de ce este preferată în clădirile rezidențiale noi

Trei familii de scheme: TN, TT și IT

I7-2011 clasifică rețelele după modul de legare la pământ. Pentru tensiune alternativă și pentru tensiune continuă, tipurile principale sunt trei: TN, TT și IT (Art.3.3.1.3). Fiecare se notează cu litere care nu sunt alese la întâmplare — fiecare literă descrie o decizie de proiectare.

Conform Art.3.3.2.1, prima literă arată situația rețelei de alimentare față de pământ: T înseamnă legarea directă la pământ a unui punct activ (de regulă punctul neutru), iar I înseamnă izolarea părților active față de pământ sau legarea printr-o impedanță de valoare foarte mare. A doua literă se referă la situația maselor electrice: T = masele se leagă la pământ printr-o priză proprie, independentă; N = masele se leagă la punctul de alimentare deja legat la pământ.

În interiorul familiei TN: C, S și C-S

Aici intervin literele suplimentare, care descriu cum sunt dispuse conductorul neutru (N) și conductorul de protecție (PE) în rețeaua TN. Conform Art.3.3.2.1:

• C (combinat) — funcțiile de neutru și de protecție pot fi combinate într-un singur conductor, numit PEN.
• S (separat) — funcția de protecție este asigurată printr-un conductor PE separat de conductoarele active, legat la pământ.

Cele trei variante ale rețelei TN, așa cum le definește normativul:

Despre TN-S, textul Art.3.3.2.4 este explicit. Rețeaua TN-S este cea „în care un conductor de protecție distinct este folosit pentru întreaga rețea" și se utilizează:

• „când trebuie separate PE și N pentru asigurarea funcționării protecției";
• „de la ultimul tablou legat la pământ spre receptor".

De ce contează separarea PE de N pentru diferențiale

Aici este miezul subiectului. Un dispozitiv de protecție la curent diferențial rezidual (DDR, cunoscut și ca „diferențial") funcționează măsurând suma curenților prin conductoarele active care îl traversează. În funcționare normală, ce intră prin fază iese prin neutru, iar suma este zero. Dacă apare un defect de izolație și o parte din curent „scapă" spre masă prin conductorul de protecție, suma nu mai e zero — și DDR-ul declanșează.

Pentru ca acest mecanism să funcționeze, curentul de defect trebuie să se întoarcă pe o cale separată de neutru — adică prin PE. Dacă PE și N sunt același conductor (PEN, ca în TN-C), curentul de defect se întoarce prin chiar conductorul pe care DDR-ul îl monitorizează ca „retur normal", iar suma rămâne zero — diferențialul nu mai poate detecta defectul. La asta se adaugă motivele de fond pentru care norma interzice DDR în TN-C: conductorul PEN are simultan rol de neutru și de protecție, prin el circulă curent de sarcină în regim normal și nu are voie întrerupt sau comutat (Art.4.1.4.1.9), iar masele legate la PEN pot crea căi paralele de curent. Un DDR montat pe un astfel de conductor fie nu protejează, fie declanșează intempestiv. De aceea normativul este categoric:

Cu alte cuvinte: diferențialele și sistemul TN-C se exclud reciproc. Cum instalațiile rezidențiale moderne se bazează masiv pe diferențiale (protecție la electrocutare, prize, băi, iluminat), schema naturală este una în care PE și N sunt separate — TN-S — cel puțin de la tabloul de unde pleacă circuitele.

Reguli stricte pentru conductorul PEN

Atunci când totuși există o porțiune cu conductor PEN (rețea TN-C sau partea TN-C a unei TN-C-S), I7-2011 impune condiții ferme. Conform Art.3.3.2.11.1, se admite ca funcțiile de protecție și de neutru să fie îndeplinite de un singur conductor (PEN) numai dacă:

• secțiunea lui este cel puțin 10 mm² Cu sau 16 mm² Al;
• porțiunea comună nu se găsește în aval de un DDR.

Tot textul precizează clar: „Conductorul PEN există numai în rețeaua TN-C." — adică numai pe porțiunea în care N și PE sunt combinate, inclusiv partea TN-C a unei rețele TN-C-S; din punctul de separare în jos (TN-S) nu mai există PEN. În plus, Art.4.1.4.1.9 interzice montarea pe conductorul PEN a oricărui dispozitiv de protecție sau de separare (secționare) — PEN-ul nu se întrerupe.

Ce recomandă normativul pentru locuințe

Alegerea schemei nu este pur teoretică — I7-2011 oferă recomandări orientative (tabelul 3.7 din Cap.3) în funcție de tipul instalației. Pentru categoria „rețele cu numeroase echipamente electronice" — din care fac parte, în practică, majoritatea locuințelor moderne, pline de surse, încărcătoare și electronice sensibile — normativul indică TN-S ca recomandat, TT ca posibil și TN-C ca nerecomandat.

(Valori reproduse din tabelul 3.7 al I7-2011 — selecție pentru cazul relevant locuințelor; tabelul tratează și alte situații, ca rețele aeriene exterioare sau cu prize de pământ de rezistență mare.)