Earthing system: TN-S, TN-C-S, TT ও IT

একই ধরনের দুটি বাড়ি — একটিতে Geyser-এর Body-তে Phase লাগতেই MCB পড়ে গেল, অন্যটিতে কিছুই হলো না, Body জীবন্ত রয়ে গেল। পার্থক্য Geyser-এ নয়, Earthing system-এ: Earth fault-এর Current কোন পথে Source-এ ফেরে। পথটা জানলেই বোঝা যায় কোন সুরক্ষা যন্ত্র কাজ করবে।

অক্ষরগুলোর মানে

প্রথম অক্ষর — Source (Transformer বা Generator-এর Neutral) আর মাটির সম্পর্ক:

• T (Terre) — সরাসরি Earth করা।
• I (Isolated) — Earth থেকে বিচ্ছিন্ন, বা উচ্চ Impedance দিয়ে।

দ্বিতীয় অক্ষর — যন্ত্রের Body (Exposed conductive part) কোথায় যুক্ত:

• T — নিজের আলাদা Earth electrode-এ।
• N — Source-এর Earth করা Neutral বিন্দুতে, তার দিয়ে।

পরের অক্ষর (TN-এ) — Neutral আর Protective conductor:

• S (Separate) — আলাদা তার: N আর PE।
• C (Combined) — একটি তার একসাথে: PEN।

TN-S

Transformer থেকে Neutral (N) আর PE আলাদা তারে পুরো পথ।

• Earth fault-এর পথ: Phase → যন্ত্রের Body → PE তার → Transformer-এর Neutral। পুরোটা ধাতব তার, তাই Fault current বড়।
• সুরক্ষা: সাধারণত Breaker বা Fuse নিজেই দ্রুত Trip করে — যদি Loop-এর Impedance যথেষ্ট কম (Cable-এর শেষে Fault current)। Socket-এ বাড়তি সুরক্ষায় 30 mA RCD।
• কোথায়: নিজস্ব Transformer-এর কারখানা ও বড় ভবন।
• সুবিধা: PE-তে স্বাভাবিকে Current নেই; RCD ভালো কাজ করে; Electronic যন্ত্রে Interference কম।

TN-C

পুরো পথে একটি PEN তার — Neutral আর Earth একসাথে। যন্ত্রের Body PEN-এ যুক্ত।

• PEN ভাঙলে ভাঙার পরের অংশের সব যন্ত্রের Body-তে Phase-এর Voltage পর্যন্ত আসতে পারে (Load-এর মধ্য দিয়ে)।
• RCD কাজ করে না (PEN-এর Current-ও Toroid দিয়ে যায়)।
• তাই ভবনের ভেতরের Wiring-এ TN-C সাধারণত অনুমোদিত নয়; বিতরণ লাইনে (Overhead, বড় আকারের PEN) দেখা যায়।

TN-C-S (PME)

Supply পর্যন্ত PEN (TN-C), ভবনের Main panel-এ PEN থেকে আলাদা হয়ে N আর PE (TN-S)। আলাদা হওয়ার বিন্দুতে সাধারণত একটি Earth electrode-ও। বিতরণ লাইনে PEN বারবার Earth করা হয় — PME (Protective multiple earthing)।

• Earth fault-এর পথ: ধাতব (PE → PEN → Source) — Fault current বড়, Breaker Trip করতে পারে।
• নিয়ম: একবার N আর PE আলাদা হলে আর কোথাও জোড়া নয় (Transformer: Neutral ও Earthing)।
• বড় বিপদ — বিতরণ লাইনে PEN ভাঙা: গ্রাহকের সব যন্ত্রের Body আর তাদের সাথে Bond করা পাইপ-কাঠামো জীবন্ত হতে পারে। প্রতিকার: PEN-এর বারবার Earthing, ভবনে ভালো Equipotential bonding, আর যেখানে ঝুঁকি বেশি (বাইরের Socket, EV charger, খোলা জায়গার স্থাপনা) সেখানে বিশেষ ব্যবস্থা — কখনো ওই অংশ TT করা।

TT

Source-এর Neutral এক জায়গায় Earth, আর ভবনের যন্ত্রের Body ভবনের নিজের Earth rod-এ। দুই Earth-এর মাঝে শুধু মাটি।

• Earth fault-এর পথ: Phase → Body → PE → ভবনের Earth rod (RA) → মাটি → Source-এর Earth (RB) → Neutral। দুটি Earth-এর Resistance মিলে প্রায়ই কয়েক দশ Ω।
• ফলে Fault current মাত্র কয়েক A: 230 ÷ (50 + 10) ≈ 3.8 A। 16 A MCB-র নিশ্চিত Trip-এ লাগে প্রায় 80–160 A — Trip করে না। ততক্ষণ Body-তে প্রায় 190 V।
• সুরক্ষা: RCD। শর্ত RA × IΔn ≤ 50 V — 30 mA RCD-তে RA প্রায় 1667 Ω পর্যন্তও যথেষ্ট। নিজে হিসাব করুন: TT Touch Voltage Calculator।
• সুবিধা: Supply-র PEN ভাঙার বিপদ থেকে মুক্ত। অসুবিধা: RCD ছাড়া সুরক্ষা প্রায় নেই; Earth rod-এর রক্ষণাবেক্ষণ জরুরি।

IT

Source-এর Neutral Earth থেকে বিচ্ছিন্ন (বা উচ্চ Impedance-এ), যন্ত্রের Body নিজের Earth-এ।

• প্রথম Earth fault-এ Current-এর ফেরার পথ প্রায় নেই — খুব ছোট Current, কিছু বিচ্ছিন্ন করতে হয় না। ব্যবস্থা চলতে থাকে।
• Insulation monitoring device (IMD) প্রথম Fault-এ Alarm দেয় — দ্রুত খুঁজে ঠিক করতে হয়।
• দ্বিতীয় Fault (অন্য Phase-এ) হলে Phase-Phase Fault — তখন সুরক্ষা যন্ত্র Trip করতে হবে।
• কোথায়: হাসপাতালের Operation theatre ও ICU (Medical IT), কিছু শিল্পপ্রক্রিয়া যেখানে হঠাৎ বন্ধ বিপজ্জনক, জাহাজ।
• IT-তে Single-phase Load-এর জন্য Neutral প্রায়ই বিতরণ হয় না; প্রথম Fault-এর পর সুস্থ Phase-গুলোর Earth-সাপেক্ষ Voltage Line voltage-এর কাছে ওঠে — যন্ত্রের Insulation সেই মতো।

তুলনা

বাংলাদেশের বাস্তবতা

বিতরণ লাইনে প্রায়ই Neutral বারবার Earth করা (PEN-এর মতো), আর অনেক গ্রাহক নিজের বাড়ির Earth pit-এ যন্ত্রের Earth দেন। ফলে বাস্তবে অনেক বাড়ি কার্যত TT — যার মানে RCD ছাড়া Earth fault-এ MCB প্রায়ই Trip করে না। কোথাও আবার Neutral আর Earth ভবনের ভেতরে একাধিক জায়গায় জোড়া — এলোমেলো ব্যবস্থা। নিজের স্থাপনায় কোন ব্যবস্থা, তা বিতরণ সংস্থা, Drawing আর মাপ (Loop impedance, Earth resistance) দেখে নিশ্চিত হোন; নিজস্ব Transformer-এর কারখানায় সাধারণত TN-S।

সংক্ষেপে

• প্রথম অক্ষর Source-এর Earth (T/I), দ্বিতীয় যন্ত্রের Body কোথায় (T/N), S/C তার আলাদা না একসাথে।
• TN-S ও TN-C-S: ধাতব পথ, বড় Fault current, Breaker Trip করে — Loop impedance যাচাই।
• TN-C-S-এ PEN ভাঙা বড় বিপদ; N-PE আলাদা হলে আর জোড়া নয়।
• TT: মাটির পথ, Fault current ছোট — RCD অপরিহার্য; RA × IΔn ≤ 50 V।
• IT: প্রথম Fault-এ চলতে থাকে, IMD Alarm; হাসপাতাল ও বিশেষ শিল্পে।
• নিজের স্থাপনার ব্যবস্থা নিশ্চিত হয়ে সুরক্ষা যন্ত্র বাছাই।

পরের Lesson: Earth electrode: Rod, Plate, Strip ও মাটি।