Har systemjordingen betydning for installationen

I dag er tekniske installationer i alle brancher karakteriseret ved stadig stigende kompleksitet og automatisering. Dette lige fra højt udviklede produktionslinjer til robotteknologi, mængden af udstyr der kræver en pålidelig strømforsyning for at fungere pålideligt og gnidningsløst, er stadig støt stigende.

Udgangspunktet for en driftssikker og pålidelig installation, og dermed et elektrisk anlæg, tages allerede ved valget af det rigtige forsyningssystem, herunder valget af systemjording.

Sammen med personbeskyttelse og beskyttelse mod brand, er driftssikkerhed den vigtigste faktor, når der skal vælges en passende systemjording til installations forsyningssystem.

I planlægningsfasen af en elektrisk installation - eller et elektrisk anlæg - er der derfor tre mulige systemjordinger som er tilgængelige, således et: TN-system, TT-system og IT-system.

Hvad er et IT-system (isoleret net)

I et TN-system er stjernepunktet i en forsyningstransformer forbundet til jord over en lav impedans, og alle udsatte ledende dele i den elektriske installation er via beskyttelsesledere (PE), forbundet til forsyningssystemets driftsmæssige jord. I et TT-system, er stjernepunktet også forbundet til jord over en lav impedans, alt imens de udsatte ledende dele i den elektriske installation, via beskyttelsesledere (PE), er jordforbundet uafhængigt af systemets driftsmæssige jordforbindelse. I et IT-system forholder det sig lidt anderledes.

I IT-system er alle spændingsførende ledere, modsætningsvis TN- og TT-systemer, isoleret fra jord, eller forbundet til jord over en tilstrækkelig stor impedans. En eventuel stor impedans kan alene anvendes af måletekniske grunde - forudsat, at den elektriske sikkerhed ikke bringes i fare. Jordingen af de udsatte ledende dele i den elektriske installation, udføres enten individuelt/enkeltvis eller kollektivt (som i et TT- eller TN-system).

Hvad er det centrale element i et isoleret net

Som forsyningskilde til et IT system (isoleret net), kan der anvendes enten en skilletransformator eller en anden uafhængig strømkilde, såsom et batteri eller en synkrongenerator.

Da ingen af de spændingsførende ledere – typisk faselederne – er forbundet til jord i forsynings-kilden, vil der i tilfælde af jordfejl ikke løbe en stor fejlstrøm i fejlstedet.

Som følge af fx isolationsfejl eller kortslutning til udsatte dele, fremmede ledende dele eller jord, vil den resulterende jordfejlstrøm være lav, idet strømstyrken afhænger af størrelsen på isolationsmodstanden i fejlstedet, og kapaciteten mod jord.

Som krævet i standarderne, er isolationsovervågningssudstyr obligatorisk i et IT-system.

For eksempel: Hvis en person, qua intern isolationsfejl i en brugsgenstand, berører en ledende del i et 230VAC IT-system, med en lav kapacitet mod jord, vil denne person ikke blive udsat for et elektrisk stød.

Under disse betingelser vil kun en forsvindende lille, og ikke er mærkbar strøm gennemløbe personen.

Berøringsspændingen er primært bestemt af spændingsfaldet over beskyttelseslederen (PE) og fejlstrømmen i denne, som er forbundet til den ledende del på brugsgenstanden.

Da fejlstrømmen er meget lille - bestemt af isolationsmodstanden og nettets kapacitet - og med en tilsvarende lille modstand i beskyttelseslederen (PE), kan der ikke forekomme en høj berøringsspænding.

driftsikkerhed med et isoleret net

I modsætning hertil, baseres idéen i et nullet system (TN-system) på den grundtanke, at der i tilfælde af isolationsfejl, genereres en tilstrækkelig stor fejlstrøm, hvilket fører til en hurtig afbrydelse af strømforsyningen.

I tilfælde af indirekte berøring medfører dette, at en person der berører en ledende del, straks vil gennemløbes af en stor fejlstrøm, på grund af den lave modstand i forbindelsen og strømkilden.

Beskyttelsesudstyr såsom sikringer, maksimalafbrydere og RCD (fejlstrømsafbryder), er obligatoriske beskyttelsesudstyr til personbeskyttelse i en jordet og nullet installation (TT-system og TN-system).

Derved afbrydes forsyningen automatisk - før personen udsættes for en indirekte berøring i form af et elektrisk stød med en varighed i så lang en tid, at det medfører at personen lider permanent skade – altså afbrydelse efter fejlens opståen.

De forskellige systemjordingsfilosofier kan forklares således:

I et jordet system - uanset om det er et TN-system eller et TT-system - så antages det, at når isolationsfejl opstår, tages de nødvendige skridt, i form af automatisk afbrydelse af forsyningen, for at undgå yderligere skader.
I et isoleret system (IT-system), vil en isolationsfejl - i form af en første fejl - ikke føre til automatisk afbryde af strømforsyning, og dermed øges driftssikkerheden i forsyningssystemet signifikant.

Hvilke fordele har det isolerede IT system

  • Forøget personbeskyttelse
    På grund af den lave fejlstrøm, er der ingen risiko for elektrisk stød.
  • Lokalisering af fejl under drift
    På grund af den lave fejlstrøm, er der ingen risiko for elektrisk stød.
  • Ingen afbrydelse
    Ved isolationsfejl kan den nøjagtige lokalisering af fejlen bestemmes, uden afbrydelse af forsyningen, og alt imens installationen er i drift.
  • Færre omkostninger til test og vedligehold
    Selv i tilfælde af en første isolationsfejl, vil installationen fortsat kunne driftes uden problemer, og uden personfare.
  • Forhøjet beskyttelse mod brand
    Obligatorisk og kontinuerlig isolationsovervågning reducere risikoen for brand, og kan føre til lavere forsikringspræmier.

Hvorfor har IT systemet indtil nu været sjældent brugt

Vi har svaret til hvorfor har IT systemet indtil nu været sjældent brugt. Til dato er det isolerede net (IT-systemet) hovedsagelig blevet anvendt i sikkerhedstekniske applikationer, såsom operationsstuer, intensivafdelinger eller jernbanernes signalteknologi, det vil sige i installationer hvor en fejl eller en afbrydelse af strømforsyningen, kan have katastrofale konsekvenser. Udover disse særlige områder, er IT-systemjording ikke meget udbredt i almindelig praksis.

Dette til trods for, at IT-systemet byder på mange fordele som ikke kun er relateret til personsikkerhed, men også med hensyn til en væsentlig forøget driftssikkerhed, set i forhold til alternativerne

Følgende tre gamle myter om ulemper ved IT-systemet er, underligt nok, stadig udbredt den dag i dag:

  • Et IT-system er dyrere end et jordet system Installation af et isoleret net (IT-system) er i nogle tilfælde dyrere end et TN eller TT-system. I betragtningen glemmes dog helt de ikke-kapitaliserede omkostninger, som kan ”veksles til fordele”, i form af automatisk forebyggende vedligeholdelse af den elektriske installation, og reducerede omkostninger til test og afprøvningsprocedure, som derved udligner de ekstra omkostninger til anlægsinvestering, inden for en relativ kort periode i anlæggets levetid.
  • Fejl kan hurtigt lokaliseres i et TN-system Ved at bruge udstyr til automatisk lokalisering af isolationsfejl (IFLS), kan isolationsfejl hurtigt og præcist lokaliseres i IT-systemer, uden afbrydelse af forsyningen – modsætningsvis TN-systemet, hvor en fejl medfører automatisk afbrydelse af forsyningen.
  • Det kræver indkøb af dyrt udstyr for at have et IT-system Ved hjælp af nogle tekniske foranstaltninger, der ikke kræver ekstra udgifter, kan standardkomponenter også anvendes.

Hvor er begrænsningen for et IT system

Hver enkelt type af systemjording: IT-system, TN-system og TT-system er sikkerhedsteknisk fuldstændig sidestillet, de har hver sine styrker og svagheder, hvorfor valget af systemjording bør afhænge af applikationen.

Praktiske erfaringen over tid har dog vist, at i mange tilfælde er en kombination af de tre systemjordinger, den mest optimale løsning.

IT-systemet har samlet set de bedste egenskaber, men er primært egnet for installationer op til en vis størrelse, og kompleksitet.

Hvor kan et IT system anvendes

Behovet for en sikker kontinuerlig strømforsyning er konstant stigende - på hospitaler, skibe, i fremstillingsindustrien, procesanlæg, datacentre, kontrolrum, lufthavne, jernbanesystemer, transportsystemer, varmeanlæg, køleanlæg og så viderer.

I tunneler og mineindustrien skal belysning og ventilations-anlæg altid virke og fungere fejlfrit, dvs. upåklageligt og derfor uden afbrydelse; tilsvarende gør sig gældende for undersøiske applikationer, for ekspemel for ubådsbesætninger og naturligvis også for astronauter ude i rummet.

Alle disse mennesker er endog yderst afhængige af en meget sikker og pålidelig strømforsyning.

IT-systemer med isolationsovervågning repræsenterer i disse tilfælde, den helt ideelle tekniske løsning. Af denne grund anvendes IT-systemer - historisk set – altid i kritiske applikationer, så som i styre og kontrolkredse, til medicinske områder eller mobile generatoranlæg.

Nu om dage finder IT-systemer også anvendelse i moderne applikationer, såsom elektriske køretøjer, solcellesystemer og komplekse industrianlæg med variabelt regulerede drev.

I kombination med innovativ teknologi i form af moderne isolationsovervågning, bidrager IT-systemet til at beskytte personer og installationer mod de fare der kan opstå ved elektrisk strøm, og bidrager positivt ved at eliminere risikoen for kritiske system- og driftstilstande, eller ved at detektere og signalere en ændring i driftstilstanden på et tidligt tidspunkt.

Udover den øgede sikkerhed, medvirker systemet automatisk til en signifikant forbedret mulighed for vedligeholdelse, tillige med minimering af uforudsete driftsstop og dermed forbundne omkostninger til nedetid.

Desuden sætter det drifts- og vedligeholdelsespersonalet i stand til fagligt, at kunne vurdere systemets anlægsdata (fx i henhold til deres behov), og derved aktivt bruge data og informationer til løbende at forbedre, og vedligeholde tilstanden på installationen.

Grundet de forskellige økonomiske og massive tekniske fordele der er ved et IT-system med isolationsovervågning, medføre denne systemjording næsten altid en rentable løsning i komplekse installationer.

Senest redigeret d.12 januar 2022