A mai modern háztartásokban számtalan, villamos energiával működő
eszköz, gép és készülék található. Ezek az eszközök az ember kényelmét, és
szórakozását szolgálják, de veszélyt is hordoznak magukban a tűzveszélytől
a háztartási baleseteken át a közvetlen életveszéllyel járó
áramütésig.
Először nézzük meg mi is az a háztartási áram.
Az
utcai légvezeték hálózat (vagy földkábel) általában négy vezetőből áll. Ezek a
következők: 1db nulla (O) és 3 db fázis (R,S,T). A nulla általában le van
földelve, ez jól megfigyelhető az utcai légvezetéktartó oszlopoknál.
Szakaszonként az oszlopról lefutó csupasz sodrony egy földbeásott fémszuronyhoz
van csavarozva. Ezeken kivül létezik még egy ötödik vezető is, ez pedig az
úgynevezett védőföld ez helyileg van kialakítva, tehát mindenkinek a saját
villanyórájánál egy földbeásott fémvezetőhöz van kötve és innen van elvezetve a
konnektorok oldalklipszeihez. A vezetékeknek szabványosított színjelölésük van
amelyeket soha nem szabad felcserélni, összekeverni. Ezek a következők: R,S,T
fázisvezető: FEKETE (esetleg barna) Nulla vezető: Kizárólag KÉK Védőföld:
Kizárólag ZÖLDSÁRGA (régen piros) Megjegyzem egyes dupla szigetelésű kábelek
külső köpenye lehet egyszinű (fekete vagy fehér) viszont a belső (közvetlenül a
vezetőn levő) szigetelés már színes A nulla vezető tehát földpotenciálon van,
mivel mi is a földön állunk (szintén O potenciál) érintése veszélytelen. A
feszültség a másik három vezetőn van az alábbi eloszlásban:
R fázis <->
S fázis=400 Volt
T fázis <-> R fázis=400 Volt
T fázis <-> S
fázis=400 Volt
R fázis <-> O nulla=230 Volt
T fázis <-> O
nulla=230 Volt
S fázis <-> O nulla=230 Volt
Tehát az elektromos
munkavégzés a fázisvezetők között illetve a fázisok és a nulla között van Ebből
látszik hogy mi is a veszély forrása. Két fázisvezető megérintése gyakorlatilag
halálos (400 Volt) Csak az egyik fázis érintése (földön állva) életveszélyes
(230 Volt) Áramütésről akkor beszélünk, ha az áramkör az ember testén keresztül
záródik, és ennek következtében a testen keresztül folyó áram az életműködést
veszélyezteti vagy zavarja. Mivel az emberi szervezet is elektromos
impulzusokkal működik (szív és agyműködés) Úgynevezett érintési feszültség akkor
keletkezik ha egy háztartási gép zárlatossá válik az üzemi szigetelés
meghibásodása miatt. Az érintési feszültség nagysága teljesen véletlenszerű (a
zárlat keletkezési helyétől függ) A hibafeszültség megengedhető felső határa 50
V. Ezért alapelv, hogy minden villamos szerkezetet el kell látni közvetett
érintés elleni védelemmel. Ez a védőföldelés hivatott az érinthető felületet a
földdel összekötni így az úgynevezett hibaáram ezen vezetőn folyik (és nem
készüléket megérintő személyen). Ezért is SZIGORÚAN TILOS ÉS ÉLETVESZÉLYES
földelési csatlakozóval ellátott készülékeket (Fritu, mosógépek, vasalók,
hütőgép,stb) földeletlen (oldalklipsz nélküli) konnektorba dugni. Durva esetben
ha a hibaáram eléri a kismegszakitó(k) leoldási áramértékét azt le is oldja
megszakítva az áramkört.
A kismegszakító illetve biztosíték mindig a
fázisvezetéket szakítja meg (csakis így szabad beépíteni).
Más a
helyzet az úgynevezett kettős szigetelésű készülékekkel (általában szórakoztató
elektronikai készülékek tv, rádió, music center, stb). Ezeket viszont nem kell
sőt nem is szabad földelni. Felismerhetőek a hátlapon lévő kettős négyzet
jelzésről ill. a kábelük kéteres, a csatlakozó pedig oldalklipsz
nélküli.
Az érintésvédelmi szabvány a készülékeket három osztályba
sorolja az alábbiak szerint:
I. Érintésvédelmi osztályba tartoznak azok a berendezések,
amelyeket csak védővezetővel
szabad használni. A védővezetős érintésvédelem
működési elve az, hogy hiba (pl. testzárlat)
esetén az adott helyen fellépő
érintési feszültség nagyságát (a hibafeszültséget) csökkenti,
vagy ha azt nem
lehet a megengedett érték alatt tartani, akkor ezt az élettanilag
veszélytelennek
tartott 0,2 másodpercen belül kikapcsolja.
Ezt a
kikapcsolást korábban az olvadóbiztosítók, jelenleg a kismegszakítók
(kisautomaták),
esetleg a napjainkban legkorszerűbbnek tartott
áramvédő-kapcsolók alkalmazásával lehet elérni. Az I. év. osztályba tartozó
készülékek fogyasztói tájékoztatójukban utalnak arra,
hogy csak védővezetővel
ellátott csatlakozóaljzatokba csatlakoztathatók.
A készülékek csatlakozó
vezetékeire szerelt csatlakozó dugók pedig rendelkeznek oldalsó
védővezető-
érintkezővel. A hatályban lévő előírások szerint az épületek
villanyszerelési
rendszereiben minden esetben ki kell építeni a
védővezetőt.
II. Érintésvédelmi osztályba tartoznak azok a villamos
készülékek, amelyek kettős,
vagy megerősített szigeteléssel vannak
ellátva.
A megérinthető részek vagy műanyagból készülnek, vagy a
fémburkolatok úgy vannak az üzemszerűen
feszültség alatt álló részektől
elszigetelve, hogy ezekre a burkolatokra veszélyes nagyságú
érintési
feszültség ne kerülhessen egyszeres hiba esetén. Ilyen kivitelben készülnek, pl.
a villamos kéziszerszámok, vagy a háztartási készülékek jelentős része
(hajszárító, kávéőrlő, porszívó, villanyborotva stb.).
Ezeken a készülékeken
a jelölés feltüntetése kötelező, és szigorúan tilos azokat leföldelni, vagy a
védővezető-rendszerbe bekötni. A készülékek bekötött csatlakozóvezetékein olyan
csatlakozó dugókat alkalmaznak, amelyek nem rendelkeznek
védővezető-érintkezővel.
III. Érintésvédelmi osztályba soroljuk azokat a készülékeket,
amelyek ún.
érintésvédelmi törpefeszültséggel üzemelnek.
Ennek felső határa 50 V, amelyet biztonsági transzformátorral állítunk elő.
A törpefeszültség használata elsősorban különösen veszélyes helyeken szükséges,
pl.
gyermekjátékok, szökőkutak, ill. úszómedencék világítása, áthelyezhető kerti
világítórendszer stb.
A háztartási villamos hálózat kiépítési és üzemeltetési szabályai
A lakóépületek villanyszerelési rendszerében minden esetben
ki kell építeni a védővezetőt. Természetesen ez a követelmény csak az előírás
hatályba lépése után készített új, illetve a felújított szerelésekre vonatkozik.
Mivel ez az előírás már több mint 15 éve érvényes, ma már úgy tekinthetjük,
hogy a lakások többségében a villanyszerelések ennek megfelelnek, bár nem zárható
ki, hogy a korábbi előírások szerint az ún. melegpadlós (parketta, PVC-burkolat,
padlószőnyeg stb.) helyiségekben az akkor megengedett védőérintkező nélküli,
a régi fogalmak szerint "0 érintésvédelmi osztályú" csatlakozóaljzatok is még
használatban vannak.
Az ilyen kivitelű csatlakozóaljzatokat még gyártják és megvásárolhatók a szaküzletekben
annak ellenére, hogy ma már szabványon kívülieknek tekintendők, és alkalmazásuk
csak a meglévő villanyszerelési rendszerekben, a meghibásodott termékek pótlására,
szorítkozhat. Új szereléseknél nem alkalmazhatók. Minden épületben vagy épületrészben
ki kell alakítani egy földelőkapcsot vagy földelősínt, amely a földelővezetőknek
a védővezetőkkel, valamint az ún. EPH (egyenpotenciálra hozó hálózat) csomóponttal
összekötő EPH vezetővel való összekapcsolását szolgálja. Ettől a kapocstól a
földelőkig tartó vezető a földelővezető, a fogyasztókészülékekig (bojler, tűzhely
stb.), vagy a dugaszolóaljzatokig tartó vezetők a védővezetők. A védővezető
mindig a tápvezeték egyik (zöld/sárga, vagy a régebbi berendezésekben piros
szigetelésű) ere. Ennek keresztmetszete azonos a fázisvezető keresztmetszetével.
Nagyon ügyelni kell arra, hogy a zöld/sárga szigetelésű vezető kizárólag csak
védővezető céljára legyen felhasználva!
A vezetékek színjelölésénél fontos szabály még, hogy a fázisvezetőket fekete
(kábelszerű vezetékeknél esetleg barna), a nulla-vezetőket kék színű vezetékekkel
kell készíteni. Különös gondossággal kell figyelni a fenti színjelölések betartására,
mivel a fázisvezető és a védővezető felcserélése esetleg halálos kimenetelű
áramütéses balesethez vezethet, amikor a védeni szándékozott villamos fogyasztókészülék
külső burkolatán a hálózat 230 V értékű feszültsége jelenik meg, és a készülék
használója azt gyanútlanul megérinti, megfogja.
A védővezetős érintésvédelmi rendszerekben az előírt 0,2 másodpercen
belüli lekapcsolás követelményét a testzárlati áram hatására működő túláramvédelem,
vagy az áramvédő-kapcsolás teljesíti. Nagyon fontos kérdés az, hogy milyen nagyságú
áramerősség működteti ezeket a kikapcsoló-eszközöket (biztosító, kismegszakító,
áram-védőkapcsoló).
A ma hatályos előírások szerint lakó- és kommunális építményekben túláramvédelmi
célokra olvadóbiztosítót tilos alkalmazni, csak kismegszakítók felszerelése
megengedett, azonban régebbi szereléseknél még előfordulhatnak olyan elosztótáblák,
amelyeken olvadóbiztosítók találhatók. Az olvadóbiztosító úgy működik. hogy
ha a biztosítón a megengedettnél nagyobb értékű áram folyik át, a betétben lévő
fém olvadószál kiolvad és az áramkör megszakad. A különböző áramterhelési igények
miatt az olvadóbetétek különböző áramerősségre készülnek. A különböző betétek
talpérintkezőjének mérete különböző, hogy a tervezetnél nagyobb értékű betét
az aljzatba ne legyen behelyezhető.
Az olvadóbetétet az aljzat feszültség alatt álló részeinek véletlen megérintésétől
is védő csavarmenetes betétfejjel együtt csavarjuk be a biztosítóaljzatba. A
betét fejrészén található jelzőszemet - amelynek színe utal a betét névleges
áramértékére, és amely a betét kiolvadásakor leesik - a betétfej üveglapja takarja,
amelyen keresztül a betét is megfigyelhető. A biztosítókat az eredetivel megegyező
áramerősségű gyári új betéttel bárki, különösebb szakértelem nélkül is, kicserélheti,
de semmilyen körülmények között sem szabad a betéteket áthidalni (megpatkolni),
mivel ezzel tűz- és balesetveszély keletkezik. A kismegszakítók termikus túlterhelési
és mágneses gyorskioldót tartalmaznak.
Kis túláramok, túlterhelések esetén az ikerfémes (bimetallos) hőkioldó lép működésbe.
A bekövetkező kioldás gyorsasága az átfolyó áram nagyságától függ. Hirtelen
fellépő nagy áramok estén (rövidzárlat, testzárlat) a mágneses gyorskioldó fog
működni, és a kapcsolót nagyon rövid idő alatt, gyakorlatilag azonnal leoldja.
A kismegszakítók óriási előnye az olvadóbiztosítókhoz képest, hogy a hiba megszüntetése
után azonnal visszakapcsolhatók, laikusok is működtethetik, ugyanakkor nincs
lehetőség a megpatkolásra, vagy egyszerű módon történő áthidalására. Amennyiben
a visszakapcsolás mégis sikertelen lenne, az arra utal, hogy a lekapcsolást
kiváltó hiba még nem szűnt meg.
Az áramvédő-kapcsoló működési elve az egy áramváltón átfűzött
vezetők egymást kioltó mágneses hatásán alapul. Ha az áramváltón a befolyó és
a kifolyó áramok eredője nem nulla, a szekunder tekercsében indukálódó feszültség
hatására az áramvédő-kapcsoló kiold, és az áramkört megszakítja. A védőkészülék
természetesen csak akkor működik, ha különös figyelmet fordítunk arra, hogy
a védővezetőt semmilyen körülmények között sem szabad az áram-védőkapcsolón
átvezetni.
A védőkapcsolók működését évenként legalább kétszer, de inkább többször
ellenőrizni kell. A "T" vagy esetleg "P" jelű nyomógomb működtetésekor
a készüléken belül olyan, az áramváltót megkerülő áramkört hozunk működésbe,
amelynek hatására az egyensúly megbomlik, és a kioldómű működésbe lép. Ez a
művelet csak a kapcsolókészülék működőképességét ellenőrzi, és nem jelenti sem
a védővezető, sem a védőföldelés folytonosságát és előírás szerinti kialakítását.
Az ellenőrzés végrehajtása nagyon fontos, mivel az áramvédő-kapcsoló olyan kis
energiákra működő szerkezet, amelynek már kisebb oxidálódások vagy érintkezési
bizonytalanságok is csökkentik érzékenységét, esetleg szükségtelen lekapcsolásokat
hozhatnak létre.
Az áramvédő-kapcsolók különféle névleges áramra (16, 25, 40 A ), különféle hibaáram-érzékenységre
(30, 100, 300 mA) és kettő vagy négypólusú kivitelben készülnek. Magyarországon
a nemzetközi szabványoknak megfelelő, a rögzített szerelésre tervezett, azaz
az elosztótáblákba való beépítésre szánt kivitelek használhatók. A külföldön
kapható hordozható kivitelű változatok az adott országok előírásait elégítik
ki, amelyek egyelőre még eltérnek a nemzetközi követelményektől, és ezért használatuk
nem javasolható.
A lakóépületekben általában közvetlenül földelt rendszereket (6) szoktak használni,
amelyeknél a hálózat egyik pontja is le van földelve (ez az üzemi földelés),
és a védett fogyasztókészülékek megérinthető részei is (ez a védőföldelés),
de ez a két földelés nincs egymással fémesen összekötve. Az olvadóbiztosítók
és kismegszakítók működése szempontjából a legjelentősebb adat az áram-idő jelleggörbe.
Ezeket az adatokat azonban a termékekhez nem mellékelik a gyártók, hanem csak
gyári katalógusokban teszik azokat közzé.
A méretezéshez, ill. a rendszer működésének ellenőrzése céljából mégis ki kell
indulni valamiből, amelynek alapja az eszközök névleges áramerősség adata lehet.
Az közismert, hogy minél nagyobb a ténylegesen fellépő áramerősség, annál gyorsabb
a védőeszközök kioldása (kiolvadása, ill. kikapcsolása). E legrégebbi - és ezért
"klasszikus"-nak is nevezett - érintésvédelmi mód alkalmazásának az szab határt,
hogy 16 A-nál nagyobb névleges áramerősségű olvadóbiztosító, vagy 10 A-nál nagyobb
névleges áramerősségű kismegszakító esetén a védőföldelés megengedett földelési
ellenállásértéke 1 Ohm-nál kisebbre adódik, ilyen kis szétterjedési ellenállású
földelést pedig a gyakorlatban nem nagyon lehet készíteni.
Más a helyzet, ha az érintésvédelmi kikapcsolást nem bízzuk a túláramvédelemre,
hanem áramvédő-kapcsolókat alkalmazunk. Egy 100 mA érzékenységű áramvédő-kapcsolónál,
pl. 50 V/0,1 A = 500 ohm ellenállás értékű földelés megvalósítása az előírásoknak
megfelelő működést hoz létre. Az áram-védőkapcsolóknak a két névleges áramerősség
adata közül az érzékenységnek is nevezett névleges kioldó-hibaáram azt jelenti,
hogy ez az a különbözeti áram vagy hiba-áram, amelynek fellépése esetén a készülék
már üzembiztosan kikapcsol.
Az érintésvédelem méretezésénél ezt az értéket kell figyelembe venni
függetlenül attól, hogy a valóságban már ennél kisebb áramerősségre is működik.
Az áram-védőkapcsolók alkalmazására vonatkozóan fontos tudnivaló még,
hogy a kioldó-hibaáram nem az az érték, amely a balesetet szenvedett személy
testén átfolyik, hanem legfeljebb ekkora mértékű áram folyhat a védőföldelés
felé a védővezetőn. Ez az áram hozza létre a földelési ellenálláson átfolyva
a fogyasztókészülék megérinthető külső részein fellépő érintési feszültséget,
miközben a védőkapcsoló kikapcsol.
Az alkalmazandó áram-védőkapcsoló kiválasztásánál lényeges szempont lehet a
felszerelés helyén használt fogyasztókészülékek jellege is. Az alapkivitelű
áram-védőkapcsolók ugyanis csak a tiszta váltakozó áramú, azaz szinuszos hibaáramokra
érzékenyek. Az ilyen védőkapcsoló nem fog kioldani abban az esetben, ha a hálózaton
olyan félvezetős készülékek hibásodnak meg, amelyek az áramkörben lüktető (pulzáló)
egyenáramú összetevőket hoznak létre (pl. fényerő-szabályozók, fordulatszám-szabályozós
kéziszerszámok stb.).
Az ilyen fogyasztókészülékeket is tápláló áramkörökben minden esetben olyan
áramvédő-kapcsolókat kell felszerelni, amelyekre a gyártó az ilyen hibaáramok
fellépésekor is garantálja az üzembiztos működést. Az áram-védőkapcsolók a gyakorlati
alkalmazásban jól beváltak, szakszerű felszerelés, bekötés és üzemeltetés esetében
mindig megbízhatóan működnek, ezért viszonylag magas fogyasztói áruk ellenére
is javasolt minél szélesebb körű történő alkalmazásuk.
A cikk még nem ért véget, lapozz!