Energia elektryczna jest dzisiaj najpowszechniej wykorzystywanym źródłem zasilania urządzeń, od przemysłowych do domowego użytku. Będąc odbiorcami energii elektrycznej przeważnie nie zastanawiamy się w jaki sposób jest ona produkowana, dostarczana do budynków, jakie są korzyści i niebezpieczeństwa związane z jej użytkowaniem. O niezbędności instalacji elektrycznej w naszym życiu przekonujemy się wtedy, gdy w wyniku uszkodzenia nastąpi jej wyłączenie. Niemożliwa staje się praca większości personelu firmy, a w przypadku obiektów o znacznym nasyceniu nowoczesną elektroniką, również niesie ze sobą obniżenie poziomu bezpieczeństwa oraz znaczny spadek komfortu pracy.

Brak świadomości zasady działania urządzeń w instalacji elektrycznej oraz zjawisk, które mają w niej miejsce powoduje, że przeciętny użytkownik nie zdaje sobie sprawy z ich wpływu na uszkodzenia sprzętu lub w przypadku pracy urządzeń pracujących w sieci (dotyczy to tylko sieci elektrycznie łączącej urządzenia) bliżej nieokreślone problemy z połączeniami pomiędzy urządzeniami. Podstawowa wiedza w zakresie instalacji elektrycznych może pomóc rozwiązać niektóre problemy związane z eksploatacją oraz uniknąć sytuacji, w której może dojść do uszkodzenia sprzętu lub co gorsza zagrożenia zdrowia a nawet życia.

Dostarczaniem energii elektrycznej do obiektów zajmują się Państwowe Sieci Elektroenergetyczne. Użytkownik poprzez część sieci elektroenergetycznej zwanej przyłączem otrzymuje energię elektryczną do obiektu, który użytkuje. Przyłącze po stronie użytkownika jest zakończone w złączu, gdzie są zlokalizowane również główne zabezpieczenia instalacji wewnątrz budynku. Od złącza, poprzez główną tablicę rozdzielczą budynku są poprowadzone wewnętrzne linie zasilające - WLZ, które doprowadzają energię do tablic rozdzielczych piętrowych lub obejmujących pewną grupę odbiorników.

Wieloletnie użytkowanie instalacji elektrycznych oraz specyfika urządzeń, które są z nich zasilane, spowodowały powstanie wielu różnych sposobów ich budowy. W normie dla instalacji elektrycznych w obiektach budowlanych PN-91/E-5009 w arkuszu 03, zostały podane rodzaje układów sieci elektrycznych.

Poszczególne układy sieci oznacza się z pomocą symboli literowych, pierwsza litera oznacza związek pomiędzy układem sieci a potencjałem ziemi:

Druga litera oznacza związek pomiędzy częściami przewodzącymi dostępnymi a ziemią:

Następna litera oznacza związek pomiędzy przewodem neutralnym N i przewodem ochronnym PE:

Wyróżnia się (norma PN-91/E-05009/ 03) pięć podstawowych układów sieci: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT i IT. Dotychczas w Polsce stosowany był przede wszystkim układ TN-C z przewodem ochronno-neutralnym PEN. W instalacjach elektrycznych, zasilających sprzęt pracujący w sieci komputerowej, mogą być stosowane układy TN-S, TN-C-S oraz TT, ale preferowanym jest układ TN-S. Zgodnie z wprowadzonym w 1995 roku prawem budowlanym, jest to obowiązujący układ sieci w całej instalacji wewnętrznej nowo budowanych obiektów.

Schematy układów sieci przedstawiono na rysunku 1. W praktyce, dla starszych obiektów, bardzo często jest stosowany układ sieci TN-C-S. Blisko źródła zasilania, tam gdzie przekroje przewodów są duże, asymetria obciążenia poszczególnych faz niewielka i gdzie nie przewiduje się urządzeń ochronnych różnicowoprądowych, stosuje się układ TN-C, a od pewnego miejsca w sieci przechodzi się na układ TN-S.

W układach TN-S lub TN-C-S rozdzielone są funkcje przewodu ochronno-neutralnego PEN na przewód ochronny PE i przewód neutralny N. W dotychczas stosowanym powszechnie układzie TN-C funkcje ochronne oraz robocze instalacji są realizowane przez ten sam przewód zwany PEN (rys. 1a). W układzie tym w wyniku powstania uszkodzenia przewodu PEN, na obudowach metalowych odbiorników (komputery PC, huby, rutery, przełączniki, serwery) pojawia się pełne napięcie fazowe. Jest to podstawowa wada tego układu sieciowego. Na przewodzie PEN może się także pojawiać napięcie względem ziemi spowodowane asymetrią obciążenia faz w instalacji, co powoduje przepływ prądu wyrównawczego np. poprzez ekran kabla sygnałowego sieci komputerowej. Przy dużych wartościach tego prądu urządzenia podłączone do sieci mogą ulec uszkodzeniu. Dodatkowo układ ten nie pozwala na stosowanie we właściwy sposób nowoczesnych urządzeń zabezpieczających przed porażeniem, jakimi są wyłączniki różnicowoprądowe. Dlatego w nowych instalacjach jest wymóg stosowania układu TN-S a nie TN-C, natomiast w starszych instalacjach występuje układ TN-C-S. Najczęściej w przypadku modernizacji części obiektu (gdy jest wymieniana instalacja elektryczna), stosuje się w niej układ TN-S, w starszej pozostaje TN-C.

Rozdzielenie funkcji przewodu ochronno-neutralnego PEN na przewód ochronny PE i neutralny N, w przypadku układu sieci TN-C-S, powinno następować w złączu, w tablicy głównej lub rozdzielnicy głównej budynku, a punkt rozdziału powinien być uziemiony. Ma to bardzo istotne znaczenie dla podniesienia bezpieczeństwa instalacji. Dodatkowe uziemienie powoduje, że nawet w przypadku uszkodzenia przewodu PEN, łączącego punkt rozdziału układów z uziemionym punktem sieci elektroenergetycznej (najczęściej jest to transformator obniżający napięcie, zasilający obiekt lub grupę obiektów) jest zapewniona droga przepływu dla prądu zwarciowego w uszkodzonej instalacji odbiorczej budynku, mogą więc zadziałać urządzenia zabezpieczające.

Przewody ochronne PE powinny być możliwie często uziemiane, a w pomieszczeniach gdzie znajdują się elementy metalowe będące na potencjale ziemi wykonane połączenia wyrównawcze. Wielokrotne uziemianie przewodu ochronnego PE w układzie sieci TN, w którym stosowane jest samoczynne wyłączenie zasilania, jako ochrona przed dotykiem pośrednim, powoduje obniżenie napięcia na nieuszkodzonym przewodzie ochronnym PE połączonym z miejscem zwarcia oraz utworzenie drogi zastępczej prądu zwarciowego w przypadku przerwania przewodu ochronnego PE.

Dzięki temu zapewnione jest utrzymanie potencjału ziemi na przewodzie ochronnym PE przyłączonym do części przewodzących dostępnych urządzeń elektrycznych w normalnych warunkach pracy instalacji elektrycznej.

Pozostałe pokazane na rys. 1 układy sieci elektrycznych mają albo znaczenie historyczne, albo są stosowane w specyficznych rozwiązaniach. Układ TT był przez pewien okres stosowany jako zapewniający większe bezpieczeństwo w przypadku instalacji występujących w obiektach (pomieszczeniach) o podwyższonym ryzyku porażenia. Jego zasadniczą wadą jest konieczność zapewnienia niskiej rezystancji uziemienia. Nie był to większy problem, gdy powszechnie stosowano metalowe rury instalacji wodociągowej, zapewniające dobre połączenie z ziemią. W chwili obecnej powszechnie zaczęto stosować rury PCV, zniknął więc dobry sposób uziemiania instalacji.

Układ sieci IT jest ciągłe stosowany w specyficznych rozwiązaniach, gdzie konieczne jest zapewnienie wysokiego stopnia ochrony oraz zapewnienia jego pewności. Najczęściej można się z nim spotkać w szpitalach, gdzie zasilane są w ten sposób sale operacyjne. Układ ten charakteryzuje się tym, że od strony zasilania nie ma bezpośredniego połączenia z potencjałem ziemi (połączenie jest zrealizowane przez wysoką impedancję), nie ma więc drogi dla prądu zwarciowego. Nawet w przypadku uszkodzenia izolacji urządzenia odbiorczego, nie ma możliwości porażenia prądem elektrycznym. Może to spowodować dopiero drugie zwarcie kolejnego urządzenia. Wadą tego rozwiązania jest konieczność ciągłego monitorowania impedancji układu.