4p
Τεχνικά άρθρα

Η σχέση του ουδέτερου αγωγού με τους διακόπτες του ηλεκτρικού πίνακα

Σύμφωνα με το άρθρο 461.3 του νέου κανονισμού ΕΛ.Ο.Τ. HD 384, η ηλεκτρική εγκατάσταση θα πρέπει να παρέχει τη δυνατότητα διακοπής της τροφοδοσίας της, καθώς επίσης και να προβλέπεται η πλήρης απομόνωσή της από το δίκτυο τροφοδοσίας.

Διακοπή του ουδετέρου αγωγού σε Ε.Η.Ε: Η ασφαλής και απρόσκοπτη λειτουργία όλου του ηλεκτρικά συνδεμένου και τροφοδοτούμενου εξοπλισμού σε ένα σύστημα ΤΝ-S, καθώς και η ανθρώπινη προστασία, βασίζεται στην υπόθεση ότι το κανονικό δυναμικό του ουδετέρου αγωγού είναι αυτό το μηδενικό της γης ή τουλάχιστον περιορισμένο (σχεδόν μηδενικό).

Προϋποθέσεις για αυτό είναι η τοποθέτηση Δ.Δ.Ε. στην Ε.Η.Ε., μικρή αντίσταση στη γείωσή της και τέλεια σύνδεση των αγωγών γείωσης και ουδετέρου της στο γνωμοκιβώτιο της Δ.Ε.Η.

Εάν, δίχως να αλλοιωθούν τα προηγούμενα, η αναφορά αυτού του ουδέτερου αγωγού αποσυνδεθεί, ή εάν χαλαρώσει η σύνδεσή του στο γενικό πίνακα ενώ το σύστημα είναι υπό τάση και διαρρέεται από ρεύμα, μπορεί να προκύψουν διάφορες επιζήμιες καταστάσεις.

Σύμφωνα με το άρθρο 461.3 του νέου κανονισμού ΕΛ.Ο.Τ. HD 384, η ηλεκτρική εγκατάσταση θα πρέπει να παρέχει τη δυνατότητα διακοπής της τροφοδοσίας της, καθώς επίσης και να προβλέπεται η πλήρης απομόνωσή της από το δίκτυο τροφοδοσίας.

Ως διατάξεις διακοπής θεωρούνται οι διακόπτες φορτίου, οι διακόπτες ισχύος και  οι ηλεκτρονόμοι, ενώ για την περίπτωση μη μόνιμων γραμμών τροφοδοσίας η διακοπή μπορεί να επιτευχθεί και με τη χρήση ρευματοδότη-ρευματολήπτη (§ 537.2.4 και 537.3.1).

Η απαίτηση αυτή του ΕΛ.Ο.Τ. επιβάλλει την τοποθέτηση στον κεντρικό πίνακα διανομής γενικού μέσου διακοπής και απομόνωσης, καθώς επίσης και διακοπτών λειτουργικού χειρισμού μόνιμων γραμμών τροφοδοσίας όπως θερμοσιφώνου και ηλεκτρικού μαγειρείου.

Επίσης, σύμφωνα με το άρθρο 462.1, οι διατάξεις απομόνωσης και διακοπής θα πρέπει να διακόπτουν και να απομονώνουν όλους τους ενεργούς αγωγούς της γραμμής τροφοδοσίας. Κάτω όμως από το άρθρο 461.2, ειδικά στο σύστημα ΤΝ-S, ο ουδέτερος αγωγός, παρόλο που συμπεριλαμβάνεται στους ενεργούς αγωγούς (σε μονοφασικά κυκλώματα), μπορεί να μην απομονώνεται και να μη διακόπτεται.

Επειδή η Δ.Ε.Η. σε όλο τον ελλαδικό χώρο, εκτός λεκανοπεδίου Αττικής, εφαρμόζει στο δίκτυό της σύστημα ΤΝ (κοινά ενωμένοι οι αγωγοί ουδετέρου και προστασίας, PEN) και η κάθε Ε.Η.Ε. δημιουργείται κάτω από αυτό το σύστημα αλλά με διαχωρισμό του αγωγού του ουδετέρου από τον αγωγό προστασίας (σύστημα TN-S), ο ΕΛ.Ο.Τ. επιτρέπει οποιοδήποτε είδος διακοπτών (μονοπολικών ή πολυπολικών) στον γενικό πίνακα.

Το σίγουρο είναι ότι με υποτιθέμενη φθορά της μόνωσης της φάσης ή του ουδετέρου αγωγού και της επαφής τους με το σώμα των συσκευών, δεν θα συμβεί τίποτα όσον αφορά την ανθρώπινη ζωή, οποιοδήποτε είδος διακόπτη και αν επιλεγεί.

Ο ΕΛ.Ο.Τ. ναι μεν αναφέρεται και στους δύο αλλά προτιμά τους πολυπολικούς. Αυτό, θα μπορούσε κάποιος να ισχυρισθεί, ότι προτείνεται για προσφορά περισσότερης ασφάλειας του χρήστη και των συσκευών της Ε.Η.Ε.

Ας μπούμε όμως στη διαδικασία της διερεύνησής του.

4p

Γενικά για τη διακοπή του ουδετέρου με πολυπολικούς διακόπτες

Η πιο συνηθισμένη ακούσια αιτία της διακοπής της συνέχειας του ουδετέρου αγωγού είναι η χρήση διπολικών ή τετραπολικών μέσων προστασίας – διακοπής, που τροφοδοτούν ένα κύκλωμα Ε.Η.Ε. σχεδιασμένο για TN-S σύστημα ηλεκτρικής διανομής, όπως ορίζει το πρότυπο.

Ένας πολυπολικός διακόπτης ποτέ δεν εγγυάται ότι οπλίζει ή αφοπλίζει τους αγωγούς φάσεων και ουδετέρου τουλάχιστον ταυτόχρονα (ΕΛ.Ο.Τ. § 473.3.3).

Οι διακόπτες περιλαμβάνουν επαφές που προσβάλλονται από ρύπους λόγω χρόνου ή χρήσης, καθώς και μηχανικά τριβόμενα μέρη τα οποία άνετα μπορούν να φθαρούν από τη χρήση, χωρίς εμείς να το αντιληφθούμε.

Υπάρχουν συνεπώς πιθανότητες σε μία Ε.Η.Ε. να συμβεί διακοπή του ουδετέρου αγωγού. Εάν συμβεί τυχαία κάτι τέτοιο, είναι δυνατό να προκύψουν αυτά που παραθέτουμε αμέσως παρακάτω.

Μονοφασική εγκατάσταση

Αρνητικά

1.Θα υπάρχουν εντονότερα μεταβατικά φαινόμενα οφειλόμενα στην αλλοίωση της σύνθετης αντίστασης των κυκλωμάτων της Ε.Η.Ε., με την εν σειρά προσθήκη της χωρητικής αντίστασης που δημιουργείται από μια μη τέλεια επαφή του διακόπτη που ελέγχει τον ουδέτερο αγωγό. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε συντονισμό των κυκλωμάτων με συνέπεια την υπέρταση και πιθανή καταστροφή των συσκευών που είναι συνδεμένες στο κύκλωμα. Είναι γνωστό και σύνηθες το ότι μία Ε.Η.Ε. δεν προστατεύεται από στοιχεία επιτηρητών τάσεως και κρουστικών υπερτάσεων προς αποφυγή των παραπάνω. Αυτός είναι και ο λόγος που ορισμένοι ευαίσθητοι εξοπλισμοί (όπως UPS) διαθέτουν προστατευτικά ή εποπτικά κυκλώματα, που είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να αποτρέπουν τη λειτουργία – εκκίνησή τους εάν ανιχνευτούν ανώμαλες καταστάσεις με τον ουδέτερο αγωγό.

2.Στον κόμβο του ουδετέρου σημείου του γενικού πίνακα –και κατ’ επέκταση σε όλους τους ουδέτερους αγωγούς της Ε.Η.Ε.– θα εμφανιστεί τάση υψηλότερη της τάσης αναφοράς του, και το γεγονός θα είναι άσχετο με την ύπαρξη Δ.Δ.Ε στην Ε.Η.Ε. Συνεπώς μπορούν να επέλθουν τα ακόλουθα:

α)Τα φορτία της Ε.Η.Ε. δεν θα λειτουργούν καθόλου, εάν η τάση στον ουδέτερο αγωγό βρεθεί σε επίπεδα των 230 V, μετά από τέλεια διακοπή του. Το γεγονός θα είναι άσχετο με την ύπαρξη Δ.Δ.Ε στην Ε.Η.Ε.. Εάν υπάρχει τέτοιος δεν θα απενεργοποιηθεί.

β)Τα φορτία της Ε.Η.Ε. θα υπολειτουργούν, εάν  η τάση βρεθεί σε κατώτερα επίπεδα από αυτή που πρέπει, μετά από μη τέλεια αλλά χαλαρή διακοπή του ουδετέρου. Στην περίπτωση αυτή ελλοχεύουν κίνδυνοι ακόμα και καταστροφής συσκευών (συμπιεστές ψυγείων, κλιματιστικών μονάδων κ.λπ.). Το γεγονός θα είναι άσχετο με την ύπαρξη Δ.Δ.Ε στην Ε.Η.Ε., και εάν υπάρχει τέτοιος δεν θα απενεργοποιηθεί.

γ)Αρκετοί χρήστες γνωρίζουν ότι το δυναμικό του ουδετέρου αγωγού και του αγωγού προστασίας μιας Ε.Η.Ε. είναι ίδιο και δεν θα υπάρξει ηλεκτροπληξία  εάν έλθουν σε επαφή με τον ουδέτερο αγωγό. Η αύξηση όμως σε ανεξέλεγκτα επίπεδα της τάσης σε αυτόν, μέχρι και 230 V, μπορεί να αποβεί μοιραία σε τέτοιες περιπτώσεις. Θα βρεθούν ίσως κάτω από τάσεις μεγαλύτερες των ακίνδυνων 50 V. Εάν υπάρχει Δ.Δ.Ε. θα απενεργοποιηθεί και θα διακόψει τη γενική ηλεκτρική τροφοδοσία.

3.Διακόπτοντας τον ουδέτερο αγωγό με διπολικό γενικό διακόπτη και εάν υπάρξει διαρροή μεταξύ ουδετέρου και γείωσης στο κύκλωμά της Ε.Η.Ε., δεν θα επιτρέπεται η τροφοδοσία ολόκληρης της εγκατάστασης, μια και ο Δ.Δ.Ε. θα τη διακόψει, όπως ακριβώς θα συμβεί και αν είχαμε μονοπολικό διακόπτη. Επιπλέον θα δυσκολευτεί περισσότερο ο εντοπισμός της βλάβης.

4.Η αγορά και τοποθέτηση διπολικών διακοπτών έχουν μεγαλύτερο οικονομικό κόστος απ’ ό,τι στην περίπτωση των μονοπολικών.

Θετικά

1.Διακόπτοντας τον ουδέτερο αγωγό με διπολικό μερικό διακόπτη για την λειτουργία μονίμων συσκευών και εφόσον υπάρξει διαρροή μεταξύ ουδετέρου και γείωσης στο κύκλωμά τους, θα επιτρέπεται η συνέχεια της τροφοδοσίας της υπόλοιπης εγκατάστασης, αν απενεργοποιηθούν οι διπολικοί τους διακόπτες, μια και ο Δ.Δ.Ε. θα παραμένει οπλισμένος. Επιπλέον θα είναι ευκολότερος ο εντοπισμός της βλάβης.

Τριφασική εγκατάσταση

Αρνητικά

1.Διακόπτοντας τον ουδέτερο αγωγό, πριν τον κόμβο του ουδετέρου σημείου του γενικού πίνακα όπως πρέπει, διακόπτονται κατ’ επέκταση αυτός και όλοι οι ουδέτεροι αγωγοί της Ε.Η.Ε. Τότε θα εμφανιστεί τάση υψηλότερη της τάσης αναφοράς του, εάν τη δεδομένη στιγμή δουλεύει μία μόνο από τις τρεις φάσεις.

2.Λόγω ασυμμετρίας μονοφασικών ή τριφασικών φορτίων σε μια Ε.Η.Ε., εμφανίζονται τάσεις στα άκρα τους διαφορετικές από αυτές της κανονικής λειτουργίας τους, αν διακοπεί ο ουδέτερος στον γενικό διακόπτη και τη δεδομένη στιγμή δουλεύουν τουλάχιστον δύο από τις τρεις φάσεις. Συνεπώς μπορούν να συμβούν τα ακόλουθα:

α)Ορισμένα φορτία της Ε.Η.Ε. θα υπολειτουργούν, εάν  η τάση βρεθεί σε κατώτερα επίπεδα από αυτά που απαιτούνται, μετά από τέλεια διακοπή του ουδετέρου. Στην περίπτωση αυτή υπάρχουν κίνδυνοι ακόμα και καταστροφής συσκευών (όπως είναι συμπιεστές ψυγείων, κλιματιστικών μονάδων κ.λπ.). Η ύπαρξη Δ.Δ.Ε. θα σώσει την κατάσταση.

β)Ορισμένα φορτία της Ε.Η.Ε. θα λειτουργούν υπό τάσεις πολύ επάνω από την τάση λειτουργίας τους, με σίγουρη την καταστροφή τους. Η ύπαρξη Δ.Δ.Ε. ίσως σώσει κάποιες, αφού πρώτα καταστραφούν μερικές και ίσως δημιουργηθεί οδός διαφυγής ρευμάτων προς τη γη.

3.Θα υπάρχουν εντονότερα μεταβατικά φαινόμενα όπως και στη μονοφασική Ε.Η.Ε.

4.Διακόπτοντας τον ουδέτερο αγωγό με τετραπολικό γενικό διακόπτη και εφόσον υπάρξει διαρροή μεταξύ ουδετέρου και γείωσης στο κύκλωμά της Ε.Η.Ε., δεν θα επιτρέπεται η τροφοδοσία ολόκληρης της εγκατάστασης, μια και ο Δ.Δ.Ε. θα τη διακόψει, όπως ακριβώς θα συμβεί και αν είχαμε τριπολικό διακόπτη. Επιπλέον θα δυσχερανθεί περισσότερο ο εντοπισμός της βλάβης.

5.Η αγορά και τοποθέτηση τετραπολικών διακοπτών έχουν μεγαλύτερο οικονομικό κόστος απ’ ό,τι συμβαίνει τους τριπολικούς.

Θετικά

1.Διακόπτοντας τον ουδέτερο αγωγό με πολυπολικό μερικό διακόπτη για τη λειτουργία μονίμων μονοφασικών ή τριφασικών συσκευών και εφόσον υπάρξει διαρροή μεταξύ ουδετέρου και γείωσης στο κύκλωμά τους, θα επιτρέπεται η συνέχεια της τροφοδοσίας της υπόλοιπης εγκατάστασης, αν απενεργοποιηθούν οι πολυπολικοί τους διακόπτες, μια και ο Δ.Δ.Ε. θα παραμένει οπλισμένος. Επιπλέον θα είναι ευκολότερος ο εντοπισμός της βλάβης.

Γενικά για την αποτροπή διακοπής του ουδετέρου με πολυπολικούς διακόπτες

Προκειμένου να μην έχουμε διακοπή ουδετέρου αγωγού, δεν θα πρέπει να τον αποκόπτουμε με πολυπολικούς διακόπτες, αλλά να οδεύει κατ’ ευθείαν στον ζυγό ουδετέρου σημείου του γενικού πίνακα της Ε.Η.Ε. Για να καλύπτεται η ηλεκτρική εγκατάσταση σχετικά με την απομόνωσή της από το δίκτυο τροφοδοσίας, κάτω από το αντίστοιχο άρθρο του ΕΛ.Ο.Τ., θα διακόπτονται μόνο οι αγωγοί των φάσεων.

Εάν συνδεθεί με τέτοιο τρόπο ο ουδέτερος αγωγός, είναι δυνατό να προκύψουν αυτά που παραθέτουμε αμέσως παρακάτω.

Μονοφασική εγκατάσταση

Αρνητικά

1.Εάν  δεν διακοπεί ο ουδέτερος αγωγός και υπάρξει διαρροή μεταξύ ουδετέρου και γείωσης στο κύκλωμά της Ε.Η.Ε., δεν θα επιτρέπεται η τροφοδοσία ολόκληρης της εγκατάστασης, μια και ο Δ.Δ.Ε. θα τη διακόψει, όπως ακριβώς θα συμβεί και αν είχαμε διπολικό διακόπτη. Επιπλέον θα δυσχερανθεί περισσότερο ο εντοπισμός της βλάβης.

Θετικά

1.Το δυναμικό του ουδετέρου αγωγού θα είναι πάντα μηδενικό ή τουλάχιστον περιορισμένο (σχεδόν μηδενικό).

2.Θα υπάρχουν λιγότερα μεταβατικά φαινόμενα στην Ε.Η.Ε.

3.Η αγορά και τοποθέτηση μονοπολικών διακοπτών για αποκοπή μόνο της φάσης είναι οικονομικότερες από κάθε τι άλλο.

Τριφασική εγκατάσταση

Αρνητικά

1.Εάν  δεν διακοπεί ο ουδέτερος αγωγός και υπάρξει διαρροή μεταξύ ουδετέρου και γείωσης στο κύκλωμά της Ε.Η.Ε., δεν θα επιτρέπεται η τροφοδοσία ολόκληρης της εγκατάστασης, μια και ο Δ.Δ.Ε. θα τη διακόψει, όπως ακριβώς θα συμβεί και αν είχαμε διπολικό διακόπτη. Επιπλέον θα δυσχερανθεί περισσότερο ο εντοπισμός της βλάβης.

Θετικά

1.Το δυναμικό του ουδετέρου αγωγού θα είναι πάντα μηδενικό ή τουλάχιστον περιορισμένο (σχεδόν μηδενικό).

2.Θα υπάρχει πάντα μηδενισμός ρευμάτων δίχως να δημιουργείται πρόβλημα στις συσκευές.

3.Θα υπάρχουν λιγότερα μεταβατικά φαινόμενα στην Ε.Η.Ε.

4.Η αγορά και τοποθέτηση τριπολικών ή μονοπολικών διακοπτών για αποκοπή μόνο των/της φάσης είναι οικονομικότερες από κάθε τι άλλο.

Συμπερασματικά, όλοι οι εμπλεκόμενοι πρέπει να κάνουν τις πιο σωστές επιλογές.

Άρθρο των κ.:

•Ιωάννη Θ. Αραβανή, ηλεκτρολόγου μηχανικού, Καθηγητή Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης.

•Θεοφάνη Ι. Αραβανή, διπλωματούχου ηλεκτρολόγου μηχανικού και μηχανικού Τεχνολογίας Υπολογιστών, M.Sc. Ε.Μ.Π., M.B.A., υποψήφιου Ph.D. Πανεπιστήμιου Πατρών.

•Τρύφωνα – Χρυσοβαλάντη Ι. Αραβανή, διπλωματούχου μηχανολόγου και αεροναυπηγού μηχανικού, υποψήφιου Ph.D. Πανεπιστήμιου Πατρών.

πηγή: Περιοδικό Ηλεκτρολόγος