Villanyszerelő oktatási jegyzet PDF

VILLANYSZERELŐ MESTERVIZSGÁRA FELKÉSZÍTŐ OKTATÁSI JEGYZET BUDAPEST, 2021 1  SZERZŐ SUMICZ ÁRPÁD LEKTORÁLTA VIRÁG ISTVÁN...

VILLANYSZERELŐ MESTERVIZSGÁRA FELKÉSZÍTŐ OKTATÁSI JEGYZET BUDAPEST, 2021 1  SZERZŐ SUMICZ ÁRPÁD LEKTORÁLTA VIRÁG ISTVÁN Kiadja: Magyar Kereskedelmi és Iparkamara A jegyzet az Innovációs és Technológiai Minisztérium, illetve a Nemzeti Szakképzési és Felnőttképzési Hivatal támogatásával a Nemzeti Foglalkoztatási Alap képzési alaprésze terhére nyújtott forrás felhasználásával jött létre. 2 Tartalomjegyzék Előszó..........................................................................................................................................8 1. A VILLANYSZERELÉSI MUNKA ELŐKÉSZÍTÉSE, ELLENŐRZÉSE ÉS DOKUMENTÁLÁSA........................................................................................................................10 1.1 Villamos kapcsolási rajzok típusai.....................................................................................10 1.1.1 Többvonalas ábrázolási módok.................................................10 1.1.2 Egyvonalas kapcsolási rajzok....................................................12 1.1.3 Bekötési (huzalozási) ábrák.......................................................13 1.1.4 Épületek villamos installációs terve..........................................14 1.2 Költségvetés készítése.........................................................................................................15 1.2.1 Definíciók...................................................................................15 1.2.2 A költségvetés felépítése és a munka közvetlen költségei.........15 1.2.3 A munkához tartozó közvetett költségek....................................17 1.3 A kivitelezés lépései...........................................................................................................18 1.3.1 A munka felmérése helyszín alapján - terv alapján....................18 1.4 Műszaki átadás....................................................................................................................19 1.4.1 Beüzemelés.................................................................................19 1.4.2 Üzemi próba, igazoló mérések..................................................20 1.4.3 Műszaki átadás-átvétel folyamata..............................................21 1.4.4 Próbaüzem..................................................................................21 2. VILLAMOSIPARI SZÁMÍTÁSOK..............................................................................................22 2.1 Kisfeszültségű vezetékek méretezése................................................................................22 2.1.1 Méretezés feszültségesésre.........................................................24 2.1.2 Méretezés melegedésre...............................................................26 2.1.3 Zárlati áram................................................................................29 2.2 Lakóépületek hálózatának méretezése................................................................................32 2.2.1 Vezérelt fogyasztók eredő méretezési teljesítménye.................32 2.2.2 Többlakásos fogyasztók eredő méretezési teljesítménye...........32 2.3 Világítástechnika.................................................................................................................33 2.3.1 Világítástechnikai mértékegységek értelmezése........................33 2.3.2 Megvilágítással szemben támasztott követelmények.................34 2.3.3 Villamos fényforrások................................................................35 3. VILLAMOS VÉDELMEK............................................................................................................38 3.1 Áramütés elleni védelem.....................................................................................................38 3.1.1 Érintésvédelmi osztályok..........................................................38 3.1.2 Táplálás önműködő lekapcsolása..............................................39 3.1.3 Kettős vagy megerősített szigetelés...........................................43 3.1.4 Védelem villamos elválasztással................................................44 3  3.1.5 Érintésvédelmi törpefeszültségek..............................................45 3.1.6 További alapvédelmek................................................................46 3.2 Túláramvédelem..................................................................................................................47 3.2.1 Túlterhelésvédelmi (zárlatvédelmet nem biztosító) eszközök..47 3.2.2 Zárlatvédelmi (túlterhelésvédelmet nem biztosító) eszközök....49 3.2.3 Kombinált, túlterhelésvédelmi és zárlatvédelmi eszközök.......49 3.2.4 A túláramvédelem koordinálása, szelektivitása.........................49 3.3 Egyéb hibavédelmek...........................................................................................................50 3.3.1 Áram-különbözeti védelmek......................................................50 3.3.2 Szigetelés-szint érzékelő készülék............................................51 3.3.3 Ívhiba érzékelők és megszakítók................................................51 3.4. Villámvédelem...................................................................................................................52 3.4.1 Norma szerinti villámvédelmi tervek.........................................52 3.4.2 A villámvédelmi rendszer főbb elemei, fogalmai.......................53 3.4.3 A villámvédelmi zónakoncepció................................................53 3.5 Túlfeszültség védelem.........................................................................................................54 3.5.1 Belső eredetű átmeneti túlfeszültségek.....................................55 3.5.2 Belső eredetű tartós túlfeszültségek...........................................56 3.5.3 Külső, légköri eredetű túlfeszültségek......................................56 3.5.4. Elektrosztatikus feltöltődésből eredő túlfeszültségek..............57 3.5.5. Túlfeszültség-védelmi készülékek és eszközök........................57 3.5.6 Túlfeszültség-levezető eszközök fokozatai...............................59 3.5.7 A túlfeszültség-védelmi készülék beépítésének szabályai.........59 4. VILLAMOS ENERGETIKA.........................................................................................................62 4.1 Hálózati rendszerek.............................................................................................................63 4.1.1 A villamos hálózati rendszerek működése..................................63 4.1.2 Hálózati topológiák....................................................................64 4.1.3 Nagyfeszültségű energiaátvitel egyenáramon...........................69 4.2 Energiatermelés-és tárolás.................................................................................................69 4.2.1 A villamosenergia-rendszerek irányításának felépítése.............70 4.2.2 Villamos állomások....................................................................70 4.3 Közcélú hálózatra csatlakozás............................................................................................72 4.3.1 A hálózatra csatlakozás fogalmai..............................................72 4.3.2 Csatlakozás szabadvezetékkel...................................................75 4.3.3 Csatlakozás kábellel..................................................................76 4.3.4 Méretlen fogyasztói vezetékhálózat kialakítása.........................77 4.3.5 Csatlakozó főelosztó kialakítása................................................77 4.3.6 Fogyasztási mérőhely kialakítása...............................................79 4.3.7 A fogyasztói főelosztótábla.......................................................81 4.4 Meddőteljesítmény kompenzáció........................................................................................82 4.4.1 A teljesítménytényező-javítás elve és jelentősége......................82 4  4.4.2 Váltakozóáramú teljesítmények és a fázisszög kapcsolata........83 4.4.3 A fázisjavítás módszerei.............................................................86 4.4.4 Fázisjavító egységek beépítési helye..........................................87 4.5 Tartalék energiaellátás.........................................................................................................88 4.5.1 Statikus DC szünetmentes tápegységek.....................................89 4.5.2 Statikus AC szünetmentes tápegységek.....................................90 4.5.3 Dinamikus UPS-ek.....................................................................92 4.5.4 Aggregátorok.............................................................................93 4.5.5 Alternatív energiaforrások..........................................................94 5. ÉPÜLETINSTALLÁCIÓS HÁLÓZATOK SZERELÉSE.............................................................95 5.1 Belső áramkörök kialakítása...............................................................................................95 5.1.1 Lakás áramkörök felosztása és méretezése................................95 5.1.2 Lakó-és kommunális épületek szerelvényezése........................96 5.1.3 Helyhez kötött berendezés telepítése.........................................96 5.1.4 Fürdők, zuhanyzók szerelése......................................................96 5.2 Szerelési anyagok és technológiák......................................................................................98 5.2.1 Kábelezés és anyagai..................................................................98 5.2.2 Harmonizált vezeték-és kábeljelölés..........................................98 5.2.3 Épületvillamossági szerelések kötéstechnológiája...................101 5.2.4 Különböző jellegű áramköri rendszerek kábelezése................102 5.3 Épületvillamossági hálózatok kialakítása.........................................................................103 5.3.1 Szerelés vékonyfalú védőcsővel..............................................103 5.3.2 Szerelés vastag falú védőcsővel..............................................104 5.3.3 Műanyag vezetékcsatorna.......................................................105 5.3.4 Műanyag köpenyes vezetékkel történő szerelés falra, tartóra. 105 5.3.5 Szerelés létrára, kábeltálcára...................................................106 5.3.6 Szerelvényezhető kábelcsatornák.............................................106 5.3.7 Padlócsatornák..........................................................................107 5.3.8 Tokozott áramsínes szerelés....................................................108 5.4 Villamos töltőállomások létesítése....................................................................................109 5.4.1 Villamos járművek töltési módjai.............................................109 5.4.2 A villamos töltőállomások létesítésére vonatkozó fogalmak....111 5.4.3 A villamos töltőállomások védelmének kialakítása..................112 6. VILLAMOS BERENDEZÉS SZERELÉS..................................................................................114 6.1 Szekrények és dobozok.....................................................................................................114 6.1.1 Fogyasztásmérő és csatlakozó főelosztó szekrények...............114 6.1.2 Lakáselosztók, felhasználói főelosztók....................................114 6.1.3 Energiaelosztó szekrények.......................................................115 6.1.4 Általános célú kapcsoló-és vezérlőszekrények........................116 6.1.5 Kifejtő-és rendezőszekrények (marshalling)............................117 6.1.6 „Rack”-rendszerű szekrények..................................................118 5  6.1.7 Kültéri tokozatok és szerelésük................................................120 6.1.8 Túlnyomásos szekrények..........................................................121 6.2 Szekrények kialakításának szempontjai............................................................................123 6.2.1 A beltéri letelepítés helyi sajátosságai......................................123 6.2.2 A belső elrendezés szempontjai................................................124 6.2.3 Környezeti viszonyok, hőtechnikai szempontok......................125 6.2.4 Szerelhetőség, javíthatóság, hibakeresés..................................127 6.2.5 Zavarvédelem és földelés.........................................................128 6.2.6 Biztonsági előírások.................................................................129 6.2.7 Szekrények szállítása és letelepítése........................................130 6.3 Megfelelőségi vizsgálat.....................................................................................................132 6.3.1 Végszerelési bevizsgálás..........................................................132 6.3.2 Érintésvédelmi mérések...........................................................132 6.3.3 Próbaüzem, tesztmérések, átadás-átvételi tesztek....................133 6.3.4 Megfelelőségi bizonylatok kiállítása........................................133 7. VEZÉRLÉS-ÉS SZABÁLYOZÁSTECHNIKA.........................................................................135 7.1 Irányítástechnikai alapfogalmak.......................................................................................135 7.1.1 Vezérlés....................................................................................135 7.1.2 Szabályozás.............................................................................136 7.1.3 PID szabályozók alkalmazása..................................................138 7.1.4 Logikai kapuk és alapfüggvények...........................................141 7.2 Programozható logikai vezérlők alkalmazása...................................................................144 7.2.1 A PLC-k általános felépítése....................................................144 7.2.2 A logikai leírásmód és a PLC programozás nyelvei.................145 7.2.3 I/O-portok típusai és szabványosított jelszintjei......................146 7.2.4 Felettes irányítástechnikai rendszerek......................................148 7.3 Irányítástechnikai rendszerek kiviteli dokumentumai......................................................150 7.3.1 Alaprajzok, beépítési terek és funkcionális azonosítók...........150 7.3.2 A folyamatszabályozások technológiai leírása.........................151 7.3.3 KKS kód: az erűművi kódolási rendszer..................................152 7.4 Hajtástechnika...................................................................................................................157 7.4.1 Aszinkron motorok frekvenciaváltós hajtása...........................157 7.4.2 Egyenáramú motorok...............................................................158 7.4.3 Szervomotorok hajtástechnikája...............................................158 7.4.4 Léptetőmotorok vezérlése........................................................159 7.4.5 Kefe nélküli (brushless) motorok meghajtása..........................159 8. ÉPÜLETAUTOMATIZÁLÁS.....................................................................................................160 8.1 Épületfelügyeleti rendszerek.............................................................................................160 8.1.1 Beépített tűzjelző berendezések...............................................160 8.1.2 Vagyonvédelmi rendszerek.......................................................162 8.1.3 Beléptető rendszerek................................................................162 6  8.1.4 Zárt láncú kamerás megfigyelő rendszerek..............................163 8.2 Épületgépészeti rendszerek irányítástechnikája................................................................163 8.2.1 Hőtechnikai eszközök telepítése..............................................163 8.2.2 Épületgépészeti tervek irányítástechnikai értelmezése............164 8.3 Intelligens lakóépületek általános rendszerelemei............................................................168 8.3.1 Mérőeszközök..........................................................................168 8.3.2 Érzékelők..................................................................................169 8.3.3 Kezelő-kijelző egységek...........................................................170 8.3.4 Központi egységek és vezérlőmodulok....................................170 8.3.5 Hálózati szervezők és átjárók...................................................170 8.3.6 Smart Home alkalmazások, és eszközök..................................171 9 MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK SZERELÉSE...................................................................172 9.1 Fotovoltaikus áramtermelés (HMKE, KE).......................................................................172 9.1.1 A fotovoltaikus effektus...........................................................172 9.1.2 Napelemes rendszerek általános felépítése..............................173 9.1.3 Naperőművek szigetüzeme......................................................175 9.1.4 Kiserőművek hálózati üzeme..................................................176 9.1.5 Vegyes üzemű rendszerek........................................................177 9.1.6 A napelem modulok katalógus adatai.......................................178 9.2 Napelem modulok típusai.................................................................................................179 9.2.1 Monokristályos napelem..........................................................179 9.2.2 Polikristályos napelem.............................................................179 9.2.3 Vékonyréteg napelemek...........................................................180 9.2.4 Amorf napelemek.....................................................................180 9.3 Napelemes rendszerek kivitelezése..................................................................................181 9.3.1 PV rendszer villamos berendezéseinek kialakítása.................181 9.3.2 Napelem modulok szerelése....................................................182 9.3.3 A PV rendszer védelmi eszközei.............................................183 9.3.4 A naperőmű segédüzeme.........................................................185 9.4 Naperőművek műszaki átadása.........................................................................................185 9.4.1 A HMKE csatlakozási dokumentációja...................................186 9.4.2 A hálózatra csatlakozás követelményei....................................186 9.4.3 AC oldali ellenőrzések..............................................................186 9.4.4 Ellenőrző mérések DC oldalon.................................................187 10. MUNKAVÉDELEM ÉS MUNKABIZTONSÁG.....................................................................188 10.1 A villamos munkavégzés szabályai.................................................................................188 10.1.1 A villamos áram hatása az emberi szervezetre......................188 10.1.2 Védekezés az áramütés ellen..................................................189 10.1.3 Érintésvédelmi megoldások...................................................189 10.2 A villamos balesetek és megelőzésük.............................................................................190 7  10.2.1 Az Erősáramú üzemi szabályzat (MSZ 1585:2016)...............190 10.2.2 Feszültségmentes munkavégzés.............................................191 10.2.3 Feszültség alatti munkavégzés..............................................192 10.2.4 Feszültséghez közeli munkavégzés........................................193 10.3 Tűzvédelem.....................................................................................................................194 10.3.1 Védelmi eljárások...................................................................194 10.3.2 Tűzvédelmi Műszaki Irányelvek............................................196 10.4 Robbanásbiztonság-technika...........................................................................................197 10.4.1 Vonatkozó jogszabályok és szabványok.................................197 10.4.2 Definíciók...............................................................................197 10.4.3 Zónabesorolás.........................................................................198 10.4.4 Készülék kategóriák jelölése..................................................199 10.4.5 Védelmi módok......................................................................200 10.4.6 Magatartás RB-s területen......................................................201 Forrásmunkák..........................................................................................................................202 8 Előszó Jelen szakmai könyv a Magyar Kereskedelmi és Iparkamara felkérésére készült. Célja hogy alapot adjon a Villanyszerelő Mester vizsgára való felkészüléshez, összefoglalja a villanyszerelő szakma lényeges szakterületeit, betekintést nyújtson a Mester funkció szerteágazó irányítási, szervezési, gazdálkodási, vállalkozási feladatkörébe. Napjaink villamosipari technikája jelentős fejlődési úton érkezett el hozzánk. Az elmúlt időszakban a szakma gazdagodott a teljesítményelektronika, hajtásszabályozás, DC áramkörök kiterjedt elterjedése, a megváltozott norma szerinti villámvédelem és az azzal összefüggő kockázat- értékelésen alapuló biztonság kiépülésének területeivel. Az energia racionalitás és a komfort előtérbe kerülésével terjednek az „okos” házak és otthonok, az informatikai hálózatok, telemetriai és folyamatirányító rendszerek. A folytonosan változó piaci igények velejárója a folytonosan változó szerelvények, szerelési technikák és technológiák zavarba ejtő változatossága, bősége. A Mester szintű szakembernek helyesen kell tudnia választani a lehetőségek kínálata között. Fentiek következményeként a villamosipari szakma egyre tágul. Hozzá kapcsolódnak immár olyan területek is, melyek korábban még független társterületek voltak, mint pl. a PLC, CNC, információ- és robottechnika. Ma már sem az üzemeltetés, sem a karbantartás gazdaságossága nem engedi meg, hogy az egyes részegységek munkaműveleteihez külön-külön szakembert alkalmazzanak. Ennek egyenes következménye a szakma és a szakmát űző személy komplexitásának fokozódása. A Mester nem pusztán egy, a többieknél nagyobb tapasztalattal rendelkező szakember. A Mester vállalkozó, munkáltató, szervező, gazdálkodó, utánpótlás nevelő pedagógus. A Mester egy attitűd. Egy gondolkodásmód. Egy világlátás. A középkori céhes hagyományokban a szakma a Mester köré csoportosult. A szakma új irányait, technikáját, technológiáját a Mester alakította. A Mesternél koncentrálódott az erőforrás, a know-how, a piac. Napjaink Mesterei ezt a szellemiséget viszik tovább. A Mesterek műhelyei nem csak munkahelyi, de szakmai, filozófiai, pedagógiai, kulturális műhelyek egyaránt. Jelen kiadványnak nem célja a villanyszerelő szakma alapvető ismereteinek tárgyalása. Az a szakmai képzés feladata. A Mester-aspiráns ezen a képzettségi szinten vélelmezhetően túl van. Itt legfeljebb mindezek felidézése, valamint a komplex szakterületek áttekintése, egymással való kapcsolatrendszere, összefüggései találhatók meg. Hangsúlyt fektet a könyv a jelenben hatályos EU és magyar szabványi környezet ismertetésére is. Ez különösen fontos napjaink gyorsan változó nemzetközi és hazai harmonizált piacain egyaránt. Kiemelten fontos, amikor az EU közösségi munkavégzések igen emelkedett dinamikával gyarapodnak, visszaidézve a hajdani céhek vándorlegényeinek külországi tapasztalatszerzési gyakorlatát, amit aztán a műremek elkészítése koronázott. Ezzel válva mesterré, a céh teljes jogú tagjává. A felkérés nehéz feladat elé állította a szerzőt. A kiadvány céljait szűk oldalszám és rendelkezésre álló időkeretek között, egyre táguló szakmai horizont és komplex vállalkozói gondolkodásmód követelménye mellett igyekezett elérni. Minden igyekezete ellenére a könyv feltételezhetően több hiányossággal rendelkezik. Számos, a Mester szint eléréséhez szükséges ismeret bővebb 9 kifejtéséhez nem volt mód és lehetőség. Bízva abban, hogy az Olvasó megértő szándékú észrevételei, kiegészítései a jövőben teljesebbé, tartalmasabbá, hatékonyabbá tehetik a képzést, a szerző minden visszajelzést készséggel és örömmel fogad. Dudás István villamosmérnök, mérnök tanár 2021.08.03 10 1. A VILLANYSZERELÉSI MUNKA ELŐKÉSZÍTÉSE, ELLENŐRZÉSE ÉS DOKUMENTÁLÁSA 1.1 Villamos kapcsolási rajzok típusai 1.1.1 Többvonalas ábrázolási módok Erősáramú rendszerekben az áramkör orientált áramút terv segíti legjobban egy kapcsolás logikájának megértését, különös tekintettel a vezérlési feladatokra. Erre egyszerű példaként lássuk a csillag-delta motorindító kapcsolás ábrázolását: 1.1 ábra A csillag-delta indítókapcsolás és vezérlésének áramutas terve Az alkalmazott szabványkörnyezettől függően vízszintesen vagy függőlegesen párhuzamos, akár – kereszthivatkozásokkal – oldalakon át vezetett tápvezetékekről történik a leágazás egy-egy áramkörileg és/vagy funkcionálisan elkülönülő egységhez. A megjelenített eszközök mindegyikét tervjellel azonosítják, emellett védelmi eszköz esetén a névleges kioldási áram vagy megszólalási feszültség értékének is szerepelnie kell. A fenti vezérléstechnikai példán keresztül kiemelendő, hogy külön rajzi egységben (általában külön tervlapon) szerepel a kapcsolás energetikai kialakítását ábrázoló főkör a védelmekkel és a beavatkozó elemekkel (pl. mágneskapcsolók), illetve ezek logikai működtetését végző vezérlőkör (szolenoidok, segédkontaktusok, nyomógombok, stb), melyek fizikailag nem feltétlenül különülnek el a főkör elemeitől. Tanulmányaink és feladataink elvégzése során leggyakrabban ilyen elvi kapcsolási rajzzal 11 találkozunk. Előnye az egyértelműsége, hiszen minden egyes vezetőt egy-egy vonal reprezentál, így azokon egyértelműen feltüntethető azok elnevezése, potenciálja, a rajtuk futó áram iránya, esetleg jelalakja. Kitekintésként lássunk egy elektronikus áramköri példát: 1.2 ábra Közös emitteres erősítő kapcsolása A fenti ábrázolási mód az áramkör összetettségének növekedése –, ami különösen digitális áramkörök kapcsolásaiban jellemző – átláthatatlanná tenné a rajzot, ezért ahol a vezetők külön megrajzolása nem hordozna különösebb többletinformációt a rajzokon egy-egy vezetékcsoportot „BUS”-okba lehet összefogni, melyeknél a be-és kilépési referenciapontok azonosításával egyértelműsíthető egy-egy összeköttetés: BUS-os ábrázolás Többvonalas ábrázolás 1.3 ábra BUS-os összekötés ábrázolása digitális kapuknál Fontos, hogy ezt az ábrázolási módot ne keverjük a pászmába vagy kábelbe összevont vezetők 12 rajzi jelölésével, ami nagyon hasonló, viszont ott nem (csak) logikai, hanem fizikai összerendeltséget is jelent a közös ábrázolásmód. 1.1.2 Egyvonalas kapcsolási rajzok Az egyvonalas rajzok olyan energia vagy jeláramlás összefüggési rajzok, melynél kettő vagy több, együtt futó és/vagy azonos áramkörön lévő vezetőt egyetlen vonallal ábrázolnak. Az így összefűzött vezetők mennyiségéről három vezetékig a vonalat ferdén metsző vonalak száma, efölött pedig ugyanezen vonal mellett megadott számozás ad felvilágosítást. Nagy előnye, hogy könnyen áttekinthető képet ad az olyan villamos hálózatokról és leágazásokról, melyek átfogó értelmezése sokkal körülményesebb lenne a többvonalas megjelenítés felesleges túlzsúfoltságával. 1.4 ábra Villamos elosztó egyvonalas rajza Az elosztók egyvonalas rajzainál a tervlap alsó részére – táblázatos formában – kerül minden áramköri részlet, az adott leágazás alá pozicionálva azok releváns adatait. 13 1.1.3 Bekötési (huzalozási) ábrák Egyes berendezések gyári gépkönyvében a bekötési rajzokkal, más néven huzalozási rajzokkal adják meg a rendszer villamos telepítésre vonatkozó információkat, mely egy készülék orientált ábrázolási mód. A gyártók figyelembe veszik, hogy ezeket a rajzokat gyakran nem elektromos szakemberek értelmezik, hanem pl. épületgépészek, vagy csak laikus felhasználók, ezért a rajzok közös jellemzője a bekötési pontok és a külsőleg csatlakoztatott elemek vizuális – adott esetben szabványos gépészeti – megjelenítése, hogy azok azonosítását megkönnyítsék az áramköri jelöléseket nem teljesen értők, vagy alkalmi szerelők számára is. 1.5 ábra Fan-coil termosztát bekötési rajza (SALUS FC600) Küllemük és kevéssé részletezett jellegük miatt ezek legtöbbször csak általános útmutatót jelenthetnek a villamos installáció végleges kivitelére, több fontos részlet a dokumentáció narratív részén lelhető fel. Fontos tudni, hogy ezek a bekötési rajzok nem helyettesíthetik a villamos terveket, a kivitelezést a gyártói és kiviteli dokumentációk együttes értelmezésével kell elvégezni! Bekötési vagy huzalozási rajz megnevezést használjuk elkülönült készülék(rész)ek és berendezések összekötését ábrázoló rajzdokumentációkra is. Ezek legfeljebb annyiban különböznek a fenti példától, hogy a kötési pontokat legtöbbször szabványos sorkapocs-hivatkozások jelölik, míg az összekötött objektumokat egyszerű téglatestek szimbolizálják. 14 1.1.4 Épületek villamos installációs terve Olyan egyvonalas szerelési rajz vagy installációs terv, amelyben a világítási vagy tápellátó-hálózati áramkörök nyomvonalait egy épület alaprajzaira (ritkább esetben fali, homlokzati terveire) vezetik fel, ezáltal információt ad mind a villamos bekötésekről, mind pedig a vezetékezés nyomvonalvezetéséről. A szerelési rajz ferde fel-illetve lefele mutató nyilakkal jelzi az adott szintre érkező és a szintről elmenő áramkörök vezetékezéséről is. A rajzon az áramkörök kiindulási helye mindig a lakás vagy ház elosztótáblája. Az épületvillamossági munkák felmérésekor már érdemes egy alaprajzi vázlatot „leskiccelni”, amelynek alapján az ajánlatadáskor pontosabban tudunk az anyagmennyiséggel és munkaerő szükséglettel számolni, nem beszélve arról, hogy magát a feladatot, mint áramköri rendszert nem csak mi magunk, a rajz készítői fogjuk jobban átlátni, hanem az is, aki velünk együtt az alapszerelésen, vagy a későbbi bővítések során ezen a belső hálózaton dolgozik. 1.6 ábra Lakóegység villamos hálózatának szerelési rajza 15 1.2 Költségvetés készítése 1.2.1 Definíciók Norma egy adott építmény egységnyi mennyiségének előállításához meghatározott feltételek és körülmények között szükséges erőforrások mennyiségét (költségét) vagy az előállításhoz szükséges időtartamot adja meg. Normatíváról akkor beszélünk, ha kisebb pontossággal nagyobb vonalú költségszámítással megelégszünk, ez jellemzően a bruttó újraelőállítási költség számítás első két eljárásával (költségnorma, részekre bontás) használják. Költségvetés: adott normarendszer alapulvételével (annak bontási részletességével) adott építési munkára készített műszaki-gazdasági dokumentum. Költségvetési tétel: összefüggő megvalósítási folyamatsornak olyan (legnagyobb) elkülönített szakasza, amelynek naturális erőforrásszükségleti értékét egy-egy konkrét adat még elfogadható pontossággal jellemez. 1.7 ábra Egyetlen költségvetési tétel megjelenítése 1.2.2 A költségvetés felépítése és a munka közvetlen költségei Kiírási rész: az adott építési feladatot a felhasználásra kerülő normarendszernek megfelelő részekre (tételekre) kell bontani. Részei: Azonosító kód (tétel sorszáma) Tétel szövege Tétel dimenziója A tétel azonosító kód felépítése: _________ ______/______ ____________ _____________ 1 – normál MUNKANEM TÉTELCSOPORT TÉTELSZÁM 2 – módosított (M) 3 – különleges (K) Munkanem: az építőipari gyakorlatban kialakult munkamegosztást – szakmai bontást tükrözi (43- bádogozás) 16 Tételcsoport: a munkanemen belül, a szakmai gyakorlatnak megfelelő csoportosítás (02 - fekvőeresz-csatorna szerelése) Tételszám: konkrét tételre vonatkozó szám (- 010 horganyzott acéllemezből, 65 cm kiterített szélességig) Tétel szövege: tartalmaz minden olyan elemet, amely az ár kialakításában szerepet játszik, és egyben a feladatot részletesen körül írja, úgymint ♦ a munka megnevezését (csatorna) ♦ a végrehajtás helyét (fekvő) ♦ a készítendő szerkezet és anyag minőségét (horganyzott acél) ♦ kívánt méretet (65 cm kit. szélesség esetleg vastagság) ♦ szükséges technológiát (-) ♦ végzett munka minőségi osztályát (I. osztály) ♦ és minden olyan részletet, amely a kivitelezés egyedi jellegére utal, és az árban szerepet játszhat Mennyiség számítása: a tervek alapján a tételekre bontott építmény megvalósításának megfelelően a mennyiségszámítást (külön dokumentálva) kell elvégezni. Létezik idomterv a tételek mennyiségének kiszámítására és a méretkimutatás mennyiségek helyességének ellenőrzésére szolgál. A méretkimutatás tételenként történik, része: ♦ a tétel sorszáma ♦ rövidített szövege ♦ méretszámítás vázlatos bemutatása, tervre való hivatkozás (vázlatok) FONTOS! az egyes normarendszerekben, minden munkanem fejezet előtt közlik „A mennyiségmeghatározás és felmérés szabályai”-t Árképzés: a tételekre vonatkozó költségek (árak) megadása két oszlopban – építési díj, anyagköltség: Egységnyi díj; egységnyi anyagköltség A tétel összes díja; tétel összes anyagköltsége: Ezek a munka közvetlen költségei. Építési díj (D) összetevői: D = Bérköltség + Gépköltség + Munkahelyi rezsi Bérköltség = alapbér Nb*b (munkaidőnorma*órabérrel) ♦ bérkiegészítő fizetések (szabadság, ebédidő stb.) ♦ bérpótlékok (túlóradíj stb.) ♦ a bér közterhei (Tb, szolidaritási alap stb.) 17 Gépköltség = Ng (gépidőnorma) * g (gépműszakóra költsége) ahol Ng – a gépidőnorma (reprezentatív gépre)  energia, üzemanyag költség  gépkezelők bére, bérjáruléka  fel és levonulás  amortizáció stb. Anyagköltség (A) = közvetlen anyagköltség+fuvarozási és rakodási költségek Közvetlen anyagköltség = Na (anyagnorma) * Aá (anyag beszerzési egységára) Fuvarozási és rakodási költségek = Na (v+k+r+d), ahol v – vasúti fuvarköltség k – közúti fuvarköltség r – rakodási költség d – depóniaképzés költsége 1.2.3 A munkához tartozó közvetett költségek Bruttó fedezet — a munkahelyi rezsihez hasonló rezsi jellegű költség, de tartalmát tekintve eltér. Részei: ♦ központi irányítás költsége (bérköltség, fenntartási ktsg. stb.) ♦ munkásellátás költségei (munkaruha, étk. hozzájárulás stb.) ♦ felvonulási költségek ♦ a cég közterhei (iparűzési adó, nyereségadó, stb.) ♦ A CÉG NYERESÉGE Számítása: a díjnak a százalékában! Pótlékok átlagostól eltérő építéshelyi körülmények miatt többletköltségek ellensúlyozására felmerülő. Ilyen lehet:  működő üzemben való munka  munkaidő korlátozottan vehető igénybe  különlegesen magas vagy mély létesítményben van a munka stb. Számítása: a díjnak a százalékában! 18 Árkockázati fedezet: - az anyagár változások fedezetéül szolgál elsősorban. Számítása: az anyagköltség százalékában (ezrelékében)! Anyagigazgatási költség: az anyagok beszerzésével, raktározásával kapcsolatos költségek fedezetére (ha raktározni kell!) Számítása: az anyagköltség százalékában! Ideiglenes melléklétesítmények költségei: munkaterület megközelítésének energia, közmű költségek, téliesítés stb. Számítása: külön költségvetésben Költségtérítések: jellemzően ♦ közműbekötések költsége ♦ lerakóhelyek díjai (pl.: föld, sitt, szemét stb...) Számítása: ténylegesen felmerülő költségek, amit számla ellenében a megrendelő kifizet. Nem számítható rá semmilyen felár vagy kezelési költség! Tartalékkeret: előre nem látható költségekre (jellemző rekonstrukciónál) Számítása: a teljes költség 5 vagy 10%-a. Csak ténylegesen felmerült és indokolt plusz költségnél számolható el! 1.3 A kivitelezés lépései 1.3.1 A munka felmérése helyszín alapján - terv alapján A munka felmérése előtt próbáljunk meg a megbízótól valamilyen releváns rajzdokumentumot beszerezni, pl. helyszínrajzot, alaprajzot, korábbi villamos terveket. A helyszínre felkészülten érkezzünk, amennyiben a feladat a közcélú hálózatot vagy egyéb, a helyszín külterületét is érintő munkákat feltételez, korábban érkezve járjuk körbe a területet, hogy a viszonyokat felmérjük. A felmérésre amennyire lehet így felkészülten érkezzünk, a kinyomtatott tervlapokkal, ha vannak, mérőeszközzel, feszültségkémlelővel és egy két alapszerszámmal (csavarhúzók, szekrény nyitókulcs) felszerelkezve, mellyel a helyszíni üzemi kiépítettség viszonyait ellenőrizzük le. Lehetőleg minél több rajzot készítsünk, azonosítókkal, ha kell, méretekkel, mely lehet lefotózott mérőszalag is az érintett mérettel. A fotók szintén nagyon sokat segítenek, abból próbáljunk meg minél többet készíteni a munkánkat érintő részekről, lehetőleg teljes részletességgel. A projektnek még az ajánlati fázisában készítsünk egy külön mappát a számítógépen. A munkafelvételkor készített fotóknak is külön dátumozott könyvtárat csináljunk, ha kell, a rajzainkat is scanneljük be. Az ajánlatadásnál vizsgáljuk meg azokat a tételeket, melyekkel nincs beszerzési tapasztalatunk, nézzünk utána, honnan tudjuk elfogadható feltételekkel beszerezni, mivel az anyagköltségünket, ezzel együtt az ajánlati árat nagyban befolyásolhatja annak beszerzése, s a 19 beszállításuk is esetleg a leghosszabb ideig eltarthat. 1.3.2 A kiviteli terv részei:  Előlap;  Tartalomjegyzék és rajzjegyzék;  Aláíró lap;  Szöveges dokumentáció (a tervező nyilatkozata; műszaki leírás; védelmi fejezetek) Mellékletek:  engedélyezések dokumentálása: (tervegyeztetési jegyzőkönyvek; hozzájáruló nyilatkozatok, jegyzőkönyvek, engedélyek;)  kapcsolódó tervek jegyzéke;  egyéb előírások, ajánlások jegyzéke Költségvetés és anyagjegyzék; Rajzos dokumentumok (tervrajzok); Csatolt alapadatok. Munka-, tűz-és, környezetvédelmi fejezetek 1.4 Műszaki átadás A műszaki átadás egyrészt az ügyfél (beruházó, üzemeltető, fővállalkozó) számára egy átvételi mérföldkő, másrészt a kivitelező számára bír különös fontossággal, mint a szerződéses teljesítési igazolás kiállítását megalapozó procedúra, illetőleg esemény. Ahogy a kivitelezés minden egyes fázisát, a műszaki átadást is szükséges az e-naplóban felvezetni ! 1.4.1 Beüzemelés Telepítési munka befejezésével a rendszert (berendezést) működési próbáknak vetjük alá. Egyszerűbb esetben ez csak az egyes működések végigpróbálását jelenti, összetettebb rendszernél a gyártó előírásai alapján kell végigmenni egy beüzemelési procedúrán, melynek (mérési) eredményeit dokumentálni is szükséges lehet bizonyos garanciális feltételek biztosítása érdekében. A beüzemelési próbák alapvető célja a kivitelezés megfelelőségének vizsgálata, összetettebb egységek esetén a konfigurációs beállítás, paraméterezés és rendszertesztek elvégzése. Az elvégzett tesztekről és beállításokról beüzemelési jegyzőkönyv születik. 20 A beüzemelés során kell kiállítani az első ÉV és EBF minősítő jegyzőkönyveket is. 1.4.2 Üzemi próba, igazoló mérések Ezeket a próbákat az ügyfél képviselőjével üzemi körülmények között folytatjuk le. Az ügyfél jelenlétében elvégzett próbákról és mérésekről jegyzőkönyv készül. Az ügyfél (képviselője) részére tartandó betanítását is erre az alkalomra célszerű szervezni. Az üzemi próbák során keletkező dokumentumok mind részei leszek az átadási dokumentációs csomagnak, ugyanúgy, mint a megvalósulási dokumentumok, tervezői és szerelői nyilatkozatok, készülék adatlapok és műbizonylatok, stb. A sikeres üzemi próbák és elkészült dokumentáció esetén történik meg a Megrendelő fele a készre jelentés. 21 1.4.3 Műszaki átadás-átvétel folyamata A készre jelentés nyomán a Megrendelő hívja össze és szervezi meg a műszaki átadást. Ezen minden érintett részt vesz: kivitelező, műszaki ellenőrök, hatóság, ha szükséges a bevonása, tulajdonos (képviselője), fővállalkozó (képviselője). Amennyiben korábban nem került volna a Megrendelő rendelkezésére bocsátva, akkor az átadási dokumentáció áttanulmányozásával, illetőleg annak észrevételezésével kezdődik a folyamat. Az észrevételek, esetleges hibák, hiányosságok kezelésére a Vállalkozó felszólítást kap. Ha a dokumentációra minőségi kifogás nem érkezik, következhet az átadandó műszaki terjedelem (egyidejűleg több kivitelező részvétele esetén a) terjedelmek tisztázása, bemutatása, majd az átvételhez szükséges procedúra (működési próba, átadási teszt, próbaüzem). Az elvégzett tesztekről is jegyzőkönyv készül, ez alapján a kivitelező kérheti a teljesítési igazolásának kiállítását. Az ebben a tárgyban született megkeresésnél a Vállalkozó a műszaki átadásról készült jegyzőkönyv kiállításának napjára hivatkozhat – ez kötbérezett munkák esetében lehet kulcsfontosságú. 1.4.4 Próbaüzem Sikeres műszaki átadást követően elindulhat a rendszer, berendezés, üzem(rész) próbaüzeme, melyet az üzemeltető már önállóan, a kivitelezők segítsége nélkül folytat. Nagyobb gyáregységek létesítése során bevett gyakorlat a jó teljesítési garancia címén 5-10%-os vállalkozói díj – bizonyos feltételek mellett történő – visszatartása. Amennyiben a próbaüzem alatt nem történik komolyabb üzemzavar, vagy ami felmerült, azért a kivitelező a saját szolgáltatási/szállítási terjedelmével kapcsolatos mértékig helytállt, a problémákat megnyugtatóan és végleges jelleggel elhárította, a visszatartott összeg jóváírható lesz a Vállalkozónak. 22 2. VILLAMOSIPARI SZÁMÍTÁSOK Ebben a fejezetben az erősáramú kivitelezések legalapvetőbb számításait tekintjük át, melyek fontos támpontot adhatnak a megfelelő vezetékkeresztmetszet és vezetéktípus meghatározásában ugyanúgy, mint egy-egy kábelfektetési mód kiválasztásában. Ahogy a jegyzet teljes anyagában, úgy a számításoknál is a villamos alapképzés során megismert összefüggések ismeretét feltételezzük, így azok külön bevezető részletezésére itt nem térünk ki. FONTOS, hogy. a kivitelező felelős az elvégzett szakmunkák eredményeként létesült szerkezetek, berendezések, építmény, építményrész rendeltetésszerű és biztonságos használhatóságáért. (ld. ÉTV) Így köteles jelezni mindennemű nemmegfelelőséget, szakszerűtlen utasítást. Amennyiben nem vagyunk biztosak a szakmunka megfelelőségéről, vonjuk be a tervezőt. 2.1 Kisfeszültségű vezetékek méretezése Elektrotechnikai tanulmányaink során a kapcsolási rajzok értelmezésekor a vezetőket mindig ideális vezetőnek tekintettük, melyek ohmos ellenállása 0 Ohm. Amennyiben a labormérések során nem, akkor legalább a gyakorlatban minden szakember szembesül azzal, hogy a valóságban minden egyes vezetékszakasz rendelkezik valamekkora ellenállással, mely természetesen nagyban függ a vezető anyagától, a kialakított kötések minőségétől és nem utolsósorban ezek hőmérséklettől is. A villamos vezető ohmos ellenállásán az átfolyó áram hővé alakul (energiaátalakulás történik), ezért azt nevezzük a vezeték (ohmos) veszteségének. Egy villamos vezetőn fellépő ohmos veszteség számszerűsítésére az alábbi teljesítményszámítást alkalmazzuk: Pvez = I2 ∙ R Ahol Pvez - vezetőn fellépő teljesítményveszteség W-ban I – a vezető keresztmetszetén átfolyó áram, R – a vezető ohmos ellenállása. Egyértelmű, hogy R meghatározásánál – a kétvezetékes hálózatokon – a fogyasztóhoz vezetett mindkét ág ellenállását is figyelembe kell venni, értéke így azonos típusú és hosszúságú vezetékeket feltételezve egy ág ellenállásának ismeretében is számítható: R1F = 2 ∙ Rvez 23  2.1 ábra Valós vezetékek kétvezetékes hálózatokban A teljesítményszámításból egyértelműen látható, hogy a vezetőn hővé disszipálódott veszteségi teljesítmény egyenes arányban növekszik a vezető ellenállásával, négyzetesen pedig a rajta átfolyó árammal. Ez azt jelenti, hogy a veszteségek csökkentésére, illetőleg a vezetéket károsítani képes, vagy éppen már veszélyes melegedés megelőzésére a vezető keresztmetszetének a növelése, vagy az üzemi feszültségszint megemelése kínálkozik, Ha kisfeszültségen kell méreteznünk, akkor nyilvánvaló, hogy a villamos hálózaton alkalmazott vezetékek keresztmetszete fizikai, szerelhetőségi és gazdaságossági okokból kifolyólag nem növelhető egy bizonyos mértéken túl. Ha csak az épületinstallációs gyakorlatot tekintjük, a kivitelezők legtöbbször csak a maximális üzemi áramra (kismegszakító értékre) méretezik a vezetékeket, ami csupán az adott vezetőre megengedett maximális áramsűrűség behatárolását jelenti. A továbbiakban részletezett számításokkal meggyőződhetünk arról, hogy a kiválasztott vezetékek és kábelek ellenállásából fakadó disszipációs veszteségek és a zárlati teljesítmény miként módosíthatják az ideális körülményekkel élő megközelítést, illetőleg a teljesítményigény meghatározásánál milyen könnyítést teremt az egyidejűségi tényező figyelembevétele. Vezetékek kiválasztásánál fontos szempont, hogy energiaátviteli és világítástechnikai áramköröknél réz esetén 1,5mm2 alumínium esetén 10mm2 kisebb keresztmetszetűt nem használunk. Továbbá a nullavezető (ha van) keresztmetszete nem lehet kisebb a fázisvezető keresztmetszeténél, egyfázisú, kétvezető áramkörben, valamint háromfázisú áramkörben, ha a fázisvezető keresztmetszete réz esetén legfeljebb 16 mm2 vagy alumínium esetén legfeljebb 25 mm2, vagy a hálózat felharmónikusokkal enyhén terhelt (fénycsöves lámpák). Többfázisú rendszerben mely nem szimmetrikusan terhelt illetve jelentősen felharmónikusokkal terhelt ( pl. Számítógépközpontok tápellátása) a nulla vezető terhelését 1,45xIf-re kell méretezni. Háromfázisú szimmetrikusan terhelt áramköröknél, ahol a fázisvezető keresztmetszete a fentinél nagyobb, a nullavezető keresztmetszete legalább a fele legyen mely nem kisebb mint réz esetén 16 mm2 vagy alumínium esetén 25 mm2. 24 2.1.1 Méretezés feszültségesésre A villamos energiaellátási láncban a fogyasztói vezetékek impedanciája egyenes arányban emelkedik a vezeték hosszával: R= ρ ∙ L/A ahol R – a vezető ellenállása ρ – (ejtsd: ró) a vezető anyagának fajlagos ellenállása [Ωmm2]/m]-ben megadva; L – a vezeték hossza [m]-ben; A – a vezeték keresztmetszete [mm2]-ben. A tápellátó vezeték keresztmetszetét szükséges a vezetékre jutó feszültség nagysága alapján méretezni, hiszen a terhelő áram emelkedésével ez a feszültség is arányosan növekedni fog: ΔU = It ∙ Zvez ahol ΔU – a vezetéken fellépő feszültségesés mértéke It – a terhelőáram Zvez – a fogyasztói vezeték impedanciája. Végáramköri vezetékeknél, a vezetékek reaktanciáját, az ellenállásának induktív és kapacitív részét elhanyagolhatjuk. Hosszú hálózati szakaszokon figyelembe kell vennünk és igyekeznünk kell csökkenteni, azokat. A vezetékek egymáshoz képesti elhelyezésével is tudjuk csökkenteni azt. Eltérő áramú, keresztmetszetű vagy anyagú szakaszok esetén a számítást vezeték-szakaszonként kell elvégezni: ΔU = ΔU1+ ΔU2+ ΔU3+...+ ΔUn A feszültségesést százalékosan határozzák meg, jele: ε (epszilon): ε = ΔU / Un ∙ 100% ahol Un – a hálózati feszültség névleges értéke. ΔUn – a szakaszra számolt feszültség esése. Ahol a terhelt hálózat kapocsfeszültsége jelentősen eltér a névlegestől, ott emelt feszültségű (ún. felcsapolt) ellátást is alkalmazhatnak a vezeték veszteség kompenzálására. Ebben az esetben a terhelést elért feszültség névlegeshez vett arányszáma a legkifejezőbb paraméter: (Ut – Uvez) / Un. Ebből a korrigált ε értéke: εkorr = [Un – (Ut – Uvez)] / Un = (Un – Ut + Uvez) / Un A méretezéshez szükség lesz a hálózatba kötött fogyasztó(k) felvett teljesítményére, amit a leadott teljesítmény és a hatásfok (η – ejtsd: éta) ismeretében tudunk visszaszámolni: Pf = Pl /η Sf= Pf* cosφ ahol η – a villamos fogyasztó hatásfoka; Pl – a leadott teljesítménye; Pf – a hálózatból felvett teljesítménye. Sf – a hálózatból felvett látszólagos teljesítménye. Számításainkban legtöbbször a teljesítménytényezőt cosφ=0.9-et feltételezünk, viszont a gyakorlatban ez csak világítási áramkörökre, és a kompenzált hálózatokra jó megközelítés, motorok esetén induláskor cosφ=0.35-öt, míg normál üzemükben cosφ=0.8-at kell felvenni, melyet adatlapokon megtalálunk. A háztartási és egyéb kisfogyasztóknál csak a felvett teljesítményt adják meg a készülékek adattábláján vagy a gépkönyvében, így azoknál közvetlenül a P f -hez jutunk, így ez a számítási 25 lépés elhagyható. A jegyzet további részében a P alatt Pf-et értünk A méretezés menete: Az egyes hálózatokra szabvány módon meghatározott legnagyobb megengedett feszültségesési értéket számításunk kiinduló adataként kell felvenni: Felhasználás Világítás [ε] Egyéb fogyasztó [ε] Háztartási 2% 3% Ipari 2% 3-5% A S = U ∙ I képlet alapján számítsuk ki a hálózatot terhelő áram értékét a megadott felvett teljesítményből! Kétvezetékes rendszerben: I=S/U Háromfázisú rendszerben: I = S / √3U = S/3 / Uo Az 1. pontban felvett ε értékből számítsuk ki a megengedett feszültségesés nagyságát: Kétvezetékes rendszerben: Ue = ε / 100% ∙ U Háromfázisú rendszerben: Ue = ε / 100% ∙ U / √3 A 2. és 3. pontban meghatározott terhelőáram és megengedett feszültségesésből – az ellenállás képletéből kifejezve – számoljuk ki a szükséges keresztmetszetet az alábbi képlettel: A = ρ / Ue ∙ I ∙ l ρréz = 0.0175 Ω mm2 / m ρalu = 0.0286 Ω mm2 / m A kapott érték fölötti szabványos vezeték-keresztmetszetet válasszuk ki! A szabványos értékek mm2-ben: 1.5; 2.5; 4.0; 6.0; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300 26 2.1.2 Méretezés melegedésre A feszültségesés eredményeként kiválasztott szabványos vezeték-és kábelkeresztmetszetet mindig ellenőrizni kell a hálózatot terhelő áram okozta melegedésre. Ehhez az ellenőrzéshez váltakozóáramú hálózatokban a látszólagos árammal kell számolnunk, azaz: It = S / U n Az egyes létesítési jellemzőket, mint korrekciós tényező (correction factor) vesszük figyelembe, melyeket a terhelt vezetők száma, vezetékek típusa, rögzítéseinek megoldása, elhelyezkedésük egymáshoz képest, környezet hőmérséklete határoz meg. Az eredő korrekciós tényező a tényezők szorzata. K = K1 ∙ K2 ∙ K3 Az a megfelelő névleges keresztmetszet melyre igaz, hogy Imax ≤ It ∙ K 2.2 ábra Áramterhelhetőség (Imax[A]) különböző kábelekre 27 A 2.2 ábra az MSZ HD 60364-5-52 szabvány szerint két vagy három réz vagy alumínium terhelt ér terhelhetőségét mutatja, amely így maximum 70°C-os hőmérsékletre melegszik fel 30°C-os környezeti hőmérséklet mellett. A táblázatban használt fektetési módok jelölése az alábbiak: A1 – Köpeny nélküli vezetékek hőszigetelő anyagba ágyazott védőcsőben; Valamint többerű kábelek hőszigetelő falban elhelyezve; A2 – Kábel hőszigetelő anyagba ágyazott védőcsőben; B1 – Köpeny nélküli vezeték vagy egyerű kábel védőcsőben fából készült vagy vakolt falra rögzítve közvetlenül, vagy közelebb mint a védőcső átmérőjének 0.3 szorosa; Valamint szigetelt vezetékek zárt védőcsőben falon kívül szerelve.; B2 – Többerű kábel védőcsőben fából készült vagy vakolt falra rögzítve közvetlenül, vagy közelebb mint a védőcső átmérőjének 0.3 szorosa; Valamint használható többerű kábel zárt, vagy osztott csatornában vízszintes és függőleges falon kívüli szerelésénél.; C – Egy- és többerű kábelek fából készült vagy vakolt falra rögzítve közvetlenül, vagy közelebb mint a kábel átmérőjének 0.3 szorosa; Kábelek mennyezetre rögzítésnél; Valamint perforálatlan kábeltálcák esetén; D1 – Többerű kábel védőcsőben vagy csatornában a földben vezetve.; D2 – Egy vagy többerű kábel földben vezetve.; E vagy F – Egy-és többerű kábelek perforált vagy rácsos kábeltálcán vezetve függőlegesen vagy vízszintesen; Egy-és többerű kábelek kábellétrán elhelyezve További létesítési módokat a szabványban tudjuk leellenőrizni. Amennyiben a környezeti levegő hőmérséklet nem 30°C a következő táblázatban megjelölt korrekciós tényezővel kell számolnunk: Környezeti hőmérséklet °C 10 15 20 25 35 40 45 50 55 60 65 70 75 PVC 1.22 1.17 1.12 0.94 0.87 0.79 0.71 0.61 0.50 - - - szigetelés 1.06 XLPE vagy 1.15 1.12 1.08 1.04 0.96 0.91 0.87 0.82 0.76 0.71 0.65 0.58 0.50 EPR szigetelés 2.3 ábra Levegő hőmérséklet kompenzáció Több perforált kábeltálca vagy létra esetén a következő korrekciókat kell elvégeznünk: 28  Tálcák Azonos tálcán, létrán lévő kábelek száma vagy létrák száma 1 2 3 4 6 9 Érintőleges elhelyezés 1 1.00 0.88 0.82 0.79 0.76 0.73 2 1.00 0.87 0.80 0.77 0.73 0.68 3 1.00 0.86 0.79 0.76 0.71 0.66 6 1.00 0.84 0.77 0.73 0.68 0.64 Laza elhelyezés 1 1.00 1.00 0.98 0.95 0.91 - 2 1.00 0.99 0.96 0.92 0.87 - 3 1.00 0.98 0.95 0.91 0.85 - 2.4 ábra Kábelek terhelhetőségének kompenzációja különböző elhelyezés esetén Bizonyos feltételekre a gyártók adnak korrekciós tényezőket, ilyen például a perforált kábeltálcában a kábelek rétegződésének figyelembevétele. Egy gyártó a következő korrekciós tényezőket ajánlja: 0.8 két réteg esetében; 0.73 három réteg esetében; 0.7 négy vagy öt réteg esetében; A jelölt szabványunk azt is kimondja ha a vezetékcsoport nem éri el az áramterhelhetőség kapacitásának 30% -át nem kell a csoport korrekciós tényezővel számmolni. Kábelek földbe fektetésénél a következő terhelhetőséget kell figyelembe venni. A táblázatot három terhelt erű, PVC szigetelésű kábelre 20°C talajhőmérsékletre adjuk meg. névleges keresztmetszet (mm2) D1 Ø 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 Réz 18 24 30 38 50 64 82 98 Alumínium - 18,5 24 30 39 50 64 77 Ø 50 70 95 120 150 185 240 300 Réz 116 143 169 192 217 243 280 316 Alumínium 91 112 132 50 169 190 218 247 D2 Ø 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 Réz 19 24 33 41 54 70 92 110 Alumínium - - - - - 53 69 83 Ø 50 70 95 120 150 185 240 300 Réz 130 162 193 220 246 278 320 359 Alumínium 99 122 148 169 189 214 250 282 2.5 ábra Kábelek terhelhetősége [A]-ben földbe telepítésnél Amennyiben a talajhőmérsékletünk 20°C -tól különböző az alábbi táblázat szerinti kompenzációt 29 kell használnunk Föld hőmérséklet °C 10 15 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 PVC 1.10 1.05 0.95 0.89 0.84 0.77 0.71 0.63 0.55 0.45 - - - szigetelés XLPE vagy 1.07 1.04 0.96 0.93 0.89 0.85 0.80 0.76 0.71 0.65 0.60 0.53 0.46 EPR szigetelés 2.6 ábra Talaj hőmérsékleti kompenzáció További kompenzációt vehetünk figyelembe a talaj hőszigetelési tényezőjéből adódóan. A 2.6 táblázat 2,5 Km/W hőszigetelésű talaj figyelembevételével készült. Száraz köves, sziklás talajnál ez az érték nagyobb. így ott kisebb a megengedhető terhelés. A korrekciós érték lehet egynél nagyobb is (terhelhetőbb a kábel jó hővezetőjű talajba fektetve) Ezek alapján látjuk, hogy az új szabvány kisebb állandó terhelést enged meg, mint a már érvénytelenített MSZ 14550-1:1979 mind A, B és C terhelhetőségi csoportban, ezzel növelve a megbízhatóságot, és csökkentve a tűz kockázatát. Amennyiben a kívánt áramérték nem teljesíthető egy vezető felhasználásával, különös gonddal telepített vezetők párhuzamosan is köthetőek, figyelembevéve hogy a terhelhetőségük csökken az egymásra való hatásuk miatt. Párhuzamosan kötött vezetők esetében különösen fontos a zárlati áramra való méretezésük. Minden ezeken kívül eső feltétel fennállása esetén a méretezés további korrekciós tényezők figyelembevételét teszi szükségessé, s ezért ajánlott villamos tervező bevonása. 2.1.3 Zárlati áram Egy hálózat zárlati áramának értéke kritikus jelentőségű a hálózat egyes elemeinek jellemzőire nézve. Ilyen a kapcsolókészülékek (zárlati) árammegszakító képessége, a kábelek termikus és mechanikus szilárdsága. Kábelek zárlattűrő képességét 300mm2 keresztmetszetig úgy méretezik, hogy 5s alatt ne melegedhessen 160°C fölé. A védelmi készülékek kiválasztásakor nem csak arra kell ügyelnünk, hogy azok árammegszakító képessége nagyobb legyen, mint a hálózatban fellépő független zárlati áram értéke, hanem az érintett vezetékszakasz hurokimpedanciájára, ami – soros impedanciaként – csökkenti a zárlati áram értékét. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a legnagyobb áramköri hosszakat limitálni kell annak érdekében, hogy a túlterhelésre beépített készülékünk az előírt időn t = 5 sec belül leoldjanak. Érintésvédelem szempontjából a rövidzárlatot a mágneses gyorskioldónak 0.1…0.5 sec időn belül kell megszakítani, mivel az testzárlat is lehet, tehát itt a legkisebb – már lekapcsolást okozó – zárlati áram értéke a kritikus. Számítása: Irz = 0.95 U0 / (Zs + ZL) Ahol, 0.95 – csökkentő tényező rövidzárlat esetén; U0 – névleges fázisfeszültség 30  Zs – a zárlati hely előtt elhelyezkedő hálózat hurokimpedanciája ZL – a vezeték komplett (oda-vissza mérhető) impedanciája A fentiek miatt a vezetékek nem haladhatják meg azt a hosszot, amikor a vezeték impedanciája annyira megnövekszik, hogy a zárlatvédelmi eszköz nem képes megszakítani azt. A 2.8 ábrán kismegszakítókra 2-vezetékes hálózatokra adjuk meg a maximális vezetékhosszokat. Háromfázisú, 3-vezetékes (nulla nélküli) 400V-os hálózatokhoz 1,73-as szorzóval kell alkalmazni a leolvasott értékeket. Háromfázisú, 4-vezetékes hálózatokban, ahol a nullavezető keresztmetszete felet a fázisvezető keresztmetszetének, ott 0,67-es szorzóval kell alkalmazni a leolvasott értékeket. 31 Kismegszakító Vezető névleges keresztmetszete mm2 névl. jelleg- árama görbe 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 125 A D 3 6 9 14 23 37 57 80 109 C 5 8 13 19 32 51 80 112 152 B 10 16 26 38 64 102 160 224 304 100 A D 4 7 11 17 29 46 71 100 136 C 6 10 16 24 40 64 100 140 190 B 12 20 32 48 80 128 200 280 380 80 A D 5 9 14 21 36 57 89 125 170 C 7,5 12,5 20 30 50 80 125 175 238 B 15 25 40 60 100 160 250 350 475 63 A D 7 11 18 27 45 73 113 159 215 C 9,5 16 26 38 64 102 159 222 302 B 19 32 51 76 127 203 317 444 603 50 A D 9 14 23 34 57 91 143 200 271 C 12 20 32 48 80 128 200 280 380 B 24 40 64 96 160 256 400 560 760 40 A D 11 18 29 43 71 114 179 250 339 C 15 25 40 60 100 160 250 350 475 B 30 50 50 120 200 320 500 700 - 32 A D 13 22 36 54 89 143 223 313 424 C 18 31 50 75 125 200 313 438 594 B 37 62 100 150 250 400 625 875 - 25 A D 17 29 46 69 114 183 286 400 543 C 24 40 64 96 160 256 400 560 760 B 48 80 128 192 320 512 800 - - 20 A D 21 36 57 86 143 229 357 500 679 C 30 50 80 120 200 320 500 - - B 60 100 160 240 400 512 - - - 16 A D 27 45 71 107 179 286 446 625 848 C 37 62 100 150 250 400 625 - - B 75 125 300 300 500 800 - - - 10 A D 43 71 114 171 286 457 714 C 60 100 160 240 400 640 - B 120 200 320 480 800 - - 6A D 71 71 190 286 476 762 C 100 167 267 400 667 - B 200 333 533 800 - - 4A D 107 179 286 429 714 3A D 143 238 381 571 952 2A D 214 357 571 857 - 1A D 429 714 - - - 2.7 ábra Kismegszakítóval védett áramkörök megengedhető rézvezeték hossza (m) 32 2.2 Lakóépületek hálózatának méretezése A fogyasztói vezetékhálózat terhelési viszonyainak meghatározása kulcsfontosságú a többlakásos lakóingatlanok esetén. Könnyen belátható, hogy ha több fogyasztási hely beépített teljesítményének egyszerű összegzésével határoznánk meg a csatlakozó fővezeték méreteit, akkor kezelhetetlen keresztmetszetű betápláló kábeleket kellene kiépíteni a csatlakozási pontokig, nem is beszélve az ezekhez tartozó megszakító készülékekről. Ennek gyakorlati megvalósítására a fogyasztói oldalon fellépő terhelési csúcsok időbeli eltolódásának – tapasztalati úton is bizonyítható feltételezésének – számszerűsítésére alkalmazandó az egyidejűségi tényezős számítás, ami azt mutatja meg, hogy kettő vagy több fogyasztó ún. eredő méretezési teljesítménye hányszor kisebb azok egyszerű számtani összegnél. Az egyidejűségi tényező fogja megadni a rendszer eredő méretezési teljesítményét, melyből az első túláramvédelmi készülék, illetve a tűzeseti főkapcsoló névleges árama is meghatározható. A teljesítményszámításhoz a lakóingatlanok főelosztójának méretezésétől indulunk ki. 2.2.1 Vezérelt fogyasztók eredő méretezési teljesítménye Az áramszolgáltató vezérelt fogyasztásmérőjén keresztül csak hőtárolós vízmelegítő és alapfűtést biztosító hőtárolós villanykályha üzemeltethető. A teljesítménytényezőjük (cos φ) 1-gyel számolandó, szakaszos üzemük miatt egyidejűségi tényezőjük szintén: e=1 2.2.2 Többlakásos fogyasztók eredő méretezési teljesítménye Egyfázisú fogyasztók és átlagos méretű lakások esetében a hálózat méretezéséhez az alábbi képlet használható az egyidejűség számításához: e = 0.2 + 0.8 / √n ahol e – egyidejüségi tényező n - a lakások száma. Az MSZ 447 szabvány „A” Mellékletének 1. táblázatából előre kiszámított értékeket vehetünk fel az egyidejűségi tényezőre: Lakások száma Egyidejűségi tényező n e 1 1.00 2 0.76 4 0.60 6 0.53 8 0.48 10 0.45 20 0.38 33 A rendelkezésre álló adatokból már kiszámítható a lakóépület eredő méretezési teljesítménye: Pe = n ∙ Pm ∙ e Ahol Pe – a lakóépület eredő méretezési teljesítménye Pm – egyetlen fogyasztói hely (lakóingatlan) méretezési teljesítménye n – a lakóházban lévő összes lakás száma [db] e – egyidejűségi tényező 2.3 Világítástechnika A fény olyan elektromágneses sugárzás (elektromágneses hullám), amelyet a szem érzékelni képes. A sugárzás a térben tovaterjedő rezgés, amely minden esetben valamilyen sugárzó forrásból indul ki. Az emberi szem a 380…760 nm (nanométer) közötti hullámhossz-tartományban lévő sugárzásokat fényként érzékeli. A látható fény sem egynemű, különböző színű (vörös, sárga, zöld, kék) és hullámhosszúságú hullámok keveréke. 2.3.1 Világítástechnikai mértékegységek értelmezése Fényáram: az elektromágneses sugárzásokból a látószerv (szem) által érzékelhető teljesítményt nevezzük fényáramnak. Jele: Φ (fi) , mértékegysége: lm (lumen) Fényerősség: a fényerősség valamely fényforrás által adott irányt tartalmazó elemi térszögbe kisugárzott fényáramnak és az elemi térszögnek a hányadosa. Minél nagyobb a fényáram és minél kisebb a térszög annál nagyobb értékű a fényerősség. Jele: I, mértékegysége: cd (kandela) Megvilágítás: valamely felületelemre eső fényáramnak és a felületelemnek a hányadosa. Jele: E, mértékegysége: lx (lux) Távolsági törvény: a megvilágítás a távolság négyzetével fordított arányban csökken. Addíciós törvény: amikor egy felületet egyidejűleg több fényforrás világít meg, akkor az eredő megvilágítás az egyes fényforrásokból származó megvilágítások összegével egyenlő. E=E1+E2+E3 Színhőmérséklet: A fényforrások kék és a sárga színösszetevőinek arányában kialakított fogalom és mérőszám, mértékegysége: Kelvin [K]. A kisebb számértékkel jelzett színhőmérsékletű fény a sárgább színű, míg a nagyobb számérték kékebb színű fényt jelöl. A szabványos nappali fény vagy napfény elnevezés alatt a mérsékelt égövön, tiszta napsütésben, 10 és 17 óra közötti időszakban mért színhőmérsékletet határozták meg, itt a fény színhőmérséklete 4500 és 6500 K között van. A 2700-3500 K tartományban meleg fehér fényről beszélünk, ez áll legközelebb a hagyományos izzó fényéhez. 34  2.8 ábra Színhőmérsékleti érzékelés skálája 2.3.2 Megvilágítással szemben támasztott követelmények A mesterséges megvilágítás kialakításának az alaptézise, hogy az akkor igazán jó, ha megközelíti a nappali fényviszonyok között tapasztalható és mérhető megvilágítást. Kellő megvilágítás: A belső megvilágítás mértékét az ott végzett munka minősége szabja meg. A legfőbb szempont, hogy az alkalmazott világítás mellett a szem ne fáradjon ki. A megvilágítás minimális szintjét szabványok (pl. MSZ EN 12464-1:2012), írják elő adott helyiségekben azok rendeltetése, illetve az ott végzett tevékenység szerint. Ez közlekedési és szociális helyiségek esetében 50-200 lx közötti érték, irodai munkaállomásokon viszont 500-750 lx biztosítása is szükséges lehet (300 lx csak ablak melletti munkahelyeknél). Magyarországon 3/2002. (II. 8.) SzCsM-EüM együttes rendelet 4. számú melléklete határozza meg a szabadban végzett munkákhoz szükséges megvilágítási erősséget; a mellékletben fel nem sorolt munkahelyen legalább 50 lx közepes megvilágítási erősséget kell biztosítani. Megfelelő árnyékhatás: ezt egy megfelelő fénybecsléssel érhetjük el. Vigyázni kell arra, hogy a dolgozók vagy a munkadarab árnyéka ne essen a közvetlen munkaterületre. Arra kell törekedni, hogy a mesterséges világítás árnyékhatása megközelítőleg azonos legyen a természetes világításnál fellépő árnyékhatással. Káprázatmentesség: a világítótestekből közvetlenül kisugárzó, a tükröző felületekről visszaverődő fény káprázást okozhat. A káprázás erősen zavarja a látást, amit a látótérben levő nagy felületi fényességgel rendelkező fényforrás idézhet elő. Az igen erős káprázást vakításnak nevezzük. A káprázást csökkenteni lehet a környezet erősebb megvilágításával, illetve a lámpatestek oly módon történő árnyékolásával, hogy a nagy fényességű felületek közvetlenül ne kerüljenek megvilágításra. Térbeli egyenletesség: amikor a megvilágítás térben nem egyenletes, akkor a szemnek különböző felületi világosságokhoz kell alkalmazkodnia, amely a szem elfáradását és balesetveszélyt is okozhat. A térbeli egyenletesség annál jobb, minél kisebb a különbség a munkahely és a környezet megvilágítása, valamint a tárgyak felületi világossága között. Kellő térbeli egyenletességet tudatos lámpaelosztással, megfelelő felfüggesztési magassággal és a környezet fényvisszaverésének helyes kialakításával érhetünk el. Időbeli egyenletesség: A megvilágítás időbeli változását a hálózati feszültségingadozások, és a 35 váltakozó áram periódusszáma idézhetik elő. Arra kell törekedni, hogy a változások vagy olyan lassúak, vagy olyan gyorsak legyenek, hogy az emberi szem azokat ne észlelhesse. A feszültségingadozásból keletkező időbeli váltakozás (időnkénti elsötétedés-túlvilágosodás) elkerülhető a helyesen megválasztott vezeték keresztmetszettel, a világítási és motoros hálózat szétválasztásával. A hálózat frekvenciaváltozásából adódó időbeli egyenetlenség azért káros, sőt veszélyes, mert a tárgyak mozgását (fogaskerekek, stb…) meghamisítja, a forgási és mozgási sebességek másnak mutatkoznak. Ilyen jelenség a stroboszkóp hatás is, ami főként forgó gépek esetén jelent komoly balesetveszélyt, pl. 3000 fordulat/perc sebességgel forgó tárgyak állni látszanak (ami átszámítva 50 fordulat másodpercenként, tehát a periódusszáma azonos az 50 Hz-es hálózati feszültséggel). A hagyományos gyújtószerkezettel rendelkező fénycsövek stroboszkóp hatását úgy küszöbölik ki, hogy a helyiség armatúráit a háromfázisú energiarendszer különböző fázisaira kapcsolják. Megfelelő színhatás: az izzólámpák színképében jóval több a vörös szín, a fénycsövekben pedig a kékes-zöld szín, mint a nappali fényben. Ez azt eredményezi, hogy mesterséges világításnál a tárgyak színe más lesz, mint a természetes napsugárzás fényénél. A világítás tervezésénél arra kell törekedni, hogy ez az eltérés minél kisebb legyen. A korszerű LED-es fényforrásokkal már könnyebben szabályozható, hogy éppen milyen hullámhosszúságú legyen a lámpa fénye. A természetes fényhez hasonlatos szélesebb spektrum pedig különböző hullámhosszú (pl. meleg és hidegebb színhőmérsékletű LED-ek vegyesen), de közös hullámhossztartománnyal rendelkező izzók és fénycsövek összeállításával oldható meg, mert így a lámpa eredő spektruma jóval szélesebb lesz: a világítási tartomány elnyúlik. Egészségre való ártalmatlanság: mesterséges világításra csak olyan fényforrás alkalmazható, amely üzeme az egészségre ártalmatlan. Ügyelni kell arra, hogy a villamos hálózatra kapcsolt világító testek ne okozzanak áramütéses balesetet. Gazdaságosság: a beruházási költségek és a szolgáltatott fényenergia értékének hányadosa adja meg. Nem tekinthető gazdaságosnak a világítás, ha a dolgozók szemének túlerőltetése folytán idő előtt kifáradást, vagy hosszútávon látásromlást okozhat. Formai és esztétikai követelmények: a mesterséges világítási berendezés akkor szép, ha beleillik a környezetbe. Ezt úgy érhetjük el, ha a lámpatestek mérete, kialakítása, színe, elhelyezése alkalmazkodik a környezetéhez. 2.3.3 Villamos fényforrások Villamos árammal a gyakorlatban háromféle módon állítható elő fény: A villamos áram hőhatása alapján: „Edison” normál izzó, halogénizzók, jódtöltésű izzók Gázok villamos árammal való ionizálásával: fénycsövek, neoncsövek, higanygőzlámpák, nátriumlámpa Gerjesztett félvezetőből kivált fotonokkal: LED fényforrások mindegyike 36 Lakótérben nagyjából 100lx és 500lx közötti megvilágításra van szükség, azon belül a helyiség rendeltetésétől, az ott végzett tevékenységtől függ, hogy ezen a skálán hol helyezkedik el. Támpontként a 2.9 táblázat szolgál. A helyiségek egyes részeinek funkciója alapján kiegészítő világítás lehet szükséges, mint például fürdőszobai tükör környezete (400lx), vagy a hálószoba olvasó sarka (400lx) Ezt kiegészítő fényforrásokkal energiahatékonyan tudjuk kialakítani Nappali 100-150lx Étkező 120-150lx Konyha 200-250lx Konyhapult 300-400lx Fürdő 150-200lx WC 100-150lx Gyerekszoba 200-250lx Dolgozószoba 300-400lx 2.9 ábra Lakótér helyiségeinek átlagos megvilágítási értékei A következő számítási példában egy adott helyiség megvilágítási igényének alapján kiszámítjuk a szükséges fényáramot, s ezek biztosítására megfelelő LED fényforrásokat is választunk. Adott egy 20 m2-es gyerekszoba melynek hasznos alapterülete 16m2 A helyiség megvilágítás igénye táblázat alapján E = 200 lx Fejezzük ki a megvilágítás képletéből a szükséges fényáramot! E=Φ/A  Φ = E ∙ A = 200 lx ∙ 16 m2 = 3200 lm Válasszunk megfelelő LED fényforrásokat a 2.10 ábra táblázata alapján! Az addíciós törvény szerint az eredő megvilágítás az egyes fényforrásokból származó megvilágítások összegével egyenlő. Mivel köztük egyenes arányosság áll fenn a fenti képlet alapján, ez az összegzés alkalmazható az fényáramra is: Σ Φ = Φ1+ Φ2 + Φ3 +…+ Φn 37  2.10 ábra Fényforrások fényáram adatai méretezéshez A táblázat adatai szerint 4 db 10W-os (4 x 800+ lm) vagy 3 db 12 W-os (4 x 1100+ lm) fényforrással biztosítható a gyerekszoba szükséges 3200 lm-es megvilágítása. A 4 vagy 3 izzós kialakítás mellett a helyiség alaprajzi elrendezése, a külső fény hatásai, illetve a helyiség szín-és tükröződési viszonyai figyelembevételével dönthetünk. Gyakorlati szempont még a világítótest kialakítása, fénykibocsátási térszögei. Amennyiben igény az egyenletes fényeloszlás, használjunk több kisebb teljesítményű, az alaprajzi elrendezéshez megfelelően elhelyezett lámpatesteket. 38 3. VILLAMOS VÉDELMEK 3.1 Áramütés elleni védelem Áramütéssel járó villamos baleset kétféleképpen jöhet létre: – Közvetlen érintés: az üzemszerűen feszültség alatt álló villamos szerkezetrész (aktív rész) megérintésével bekövetkező áramütés. – Közvetett érintés: áramütés üzemszerűen feszültség alatt nem álló, de a meghibásodás miatt feszültség alá kerülő szerkezet, fém vagy más vezető anyag (passzív rész, Test) érintésével, amit legtöbbször a szigetelés sérülés vagy testzárlat okoz. Az üzemszerűen feszültség alatt álló aktív szerkezeti részek közvetlen érintés elleni védelemét biztosítja az alapvédelem. A villamos berendezés meghibásodása miatt veszélyes érintési feszültség alá kerülő passzív szerkezetek megérintését, tehát a közvetett érintéssel bekövetkező balesetek megelőzésére a hibavédelem szolgál. A továbbiakban különböző védelmi módokat tekintjük át, kitérve az alap-és hibavédelem kialakítására, majd ismétlésként összefoglaljuk azt a három fő váltakozóáramú topológiát, amelyet a hálózati védővezetős hibavédelmi módok értelmezéséhez mindenképpen szükséges ismerni. 3.1.1 Érintésvédelmi osztályok Mielőtt a 3.1.2 fejezettől kezdődően átismételjük az egyes védelmi módokat, hogy a villamos gyártmányokat milyen érintésvédelmi osztályokba soroljuk az MSZ EN 61140:2016 szabvány kategóriái szerint. Míg az előbbi a különböző védelmi eljárásokat és technológiákat fogja össze, addig az érintésvédelmi osztályoknál már konkrétan a termék besorolásáról van szó – természetesen az alkalmazott védelmi technológiának megfelelően – annak megfelelőségi értékeléséhez kapcsolódóan. Ügyeljünk rá, hogy ezt a kétféle csoportosítást ne keverjük össze! 0. érintésvédelmi osztályú gyártmány: nem törpefeszültségű; a védővezető csatlakoztatására nem alkalmas burkolat alapszigeteléssel van az aktív részektől elválasztva. Nincs alkalmazott védelmi mód. I. érintésvédelmi osztályú gyártmány: teste alapszigeteléssel van az aktív részektől elválasztva, és a vezetőképes test potenciálja védővezető bekötésére alkalmas szerkezetre van kivezetve a hibavédelem céljára. A gyártmányok a „védővezetős” védelmi módokat alkalmazzák. II. érintésvédelmi osztályú gyártmány: érinthető burkolata kettős vagy megerősített szigeteléssel van az aktív részektől elválasztva. 39 III. érintésvédelmi osztályú gyártmány: az áramütés elleni védelem törpefeszültségen (PELV, SELV) alapul, mely esetén az áramkörben nem állítanak elő a törpefeszültségnél nagyobb feszültséget. Hibavédelemmel nincs ellátva. 3.1.2 Táplálás önműködő lekapcsolása Korábban védővezetős érintésvédelmi módként volt ismert, mely utal a hibavédelmet működésbe hozó védőföldelésre. Az alapvédelmet az aktív (üzemi körülmények során feszültség alatt álló) részeinek alapszigetelése, védőfedése, vagy védőburkolat adja. A védőburkolat csak kulcs vagy szerszám segítségével távolítható el. Illetéktelen nyitási kísérlet esetén az aktív részek táplálásának automatikusan le kell kapcsolódnia! Amennyiben az érinthető aktív részeken a kikapcsolás után is töltés maradna, ott gondoskodni kell azok automatikus kisütéséről és/vagy ennek veszélyeire figyelmeztető feliratok elhelyezéséről! Ismétlő jelleggel tekintsük át újra a kisfeszültségű váltakozóáramú rendszerek hálózati kialakítását! Az épületvillamosságban leggyakrabban alkalmazott védővezetős védelmi mód a nullázás, melynek betűjelzése alapján lett TN-rendszer: nullázás (N) közvetlenül földelt (T) hálózaton. Három kiépítettségi változata van: TN-C rendszer: az egész rendszerben az áramot vezető nulla- és védővezető végig közös, emiatt 4- vezetős (L1, L2, L3 és PEN-vezető) hálózatként is említik; 3.1 ábra TN-C rendszer TN-S rendszer: az egész rendszerben a védővezető és az üzemi áramot vezető nullavezető a tápponttól kiindulva egészen végig külön van vezetve, ezért 5-vezetős (L1, L2, L3, N- és PE- vezetők) hálózatként is ismert. 40  3.2 ábra TN-S rendszer TN-C-S rendszer: egy részében közös a nulla- és a védővezető, tehát a táppontból közös PEN vezető indul, de valahol különválik külön nullavezetőre és védővezetőre (L1, L2, L3, PEN; majd: L1, L2, L3, N- és PE-vezető). Ezt követően a hálózat már teljes egészében a TN-S rendszer topológiáját követi, de ezen a szakaszán a nulla-és védővezető ismételt összekötése már tilos! Ezt nevezik tiltott nullázásnak. 3.3 ábra TN-C-S rendszer TT-rendszer, közismert nevén: védőföldelés (T) közvetlenül földelt (T) hálózaton. Fontos különbség a TN-rendszerhez képest, hogy nulla-és a védővezető különálló – a rendszeren belül sehol nincs összekötve – mivel az üzemi földelés, ami a tápláló generátor vagy transzformátor csillagpontja is egyben a tápoldalon, míg a védőföldelés a fogyasztó oldalán kerül kialakításra. A testzárlati hibaáram visszavezetési útja így nem dedikált védővezetőn, hanem a földelő rendszeren keresztül záródik. 41  3.4 ábra TT rendszer IT-rendszer, közismert nevén: szigetelt rendszer vagy védőföldelés (T) izolált (I) hálózaton Üzemi földelése nincs, vagy csak nagyon nagy impedancián keresztül, a hálózat tehát földfüggetlen, ún. lebegő tápfeszültséget biztosít (ilyen lehet egyes inverterek és szünetmentes tápegységek kimenete is). Ebben a hálózatban az I. érintésvédelmi osztályba sorolt fogyasztók védővezetőit és burkolatát – a TT-topológiához hasonló módon – saját (helyi) védőföldeléssel kell ellátni. Az IT-rendszereket olyan kritikus helyeken alkalmazzák, ahol egyetlen testzárlat-földzárlat önmagában nem okozna akkora problémát, mind az ennek hatására bekövetkező azonnali táplekapcsolás. Ezek tipikusan egyes vegyi üzemek, bányák, műtők, ahol egy ilyen üzemzavar a berendezések épségét vagy az ott lévő személyek biztonságát veszélyeztetné. 3.5 ábra IT rendszer A hibavédelem elsődleges megoldási módja az említett védőföldelés, ehhez a testeket össze kell kötni a védővezetővel. A védővezetőt TT- és TN-rendszerekben mindig az üzemi vezetőkkel (fázis- és nullavezetőkkel) együtt kell vezetni – más áramkör mellett vezetett, vagy másik villamos berendezés PE-kapcsáról „továbbfűzött” védővezetős bekötés nem megengedett! A védővezetős hibavédelem kötelező kiegészítő megoldása a védő-egyenpotenciálú összekötés (korábban EPH), ami a villamos szerkezeti testekhez nem tartozó, bizonytalan földelésű, de 42 legtöbbször a földpotenciál odavezetésére alkalmas idegen vezetőképes fémrészek azonos potenciálra hozását szolgáló összekötését értjük. Ennek célja, hogy egyidejűleg érinthető fémrészek között bizonytalan eredetű és meghatározhatatlan mértékű potenciálkülönbség ne léphessen fel. A fázisvezető és a test vagy védőföldelés között fellépő hiba esetén a rendszer védelmi eszközeinek önműködően le kell kapcsolni a táplálást a fázisvezetők leválasztásával! Ezt védővezetős (TT, TN) rendszerekben a túláramvédelmi eszköznek kell az MSZ HD 60364-4-41:2018 szabványban meghatározott időn belül leoldania! A túláramvédelmi eszköz alkalmazásának feltétele a fázis-föld (FF), vagy fázis-test (FN) között bekövetkező hiba esetére: Zs ∙ In ∙α ≤ U0 Ahol Zs – a hibahely hurokimpedanciája [Ω] In – a védelmi eszköz (biztosító vagy megszakító) névleges áramerőssége [A]; α – a védelmi eszköz kioldási tényezője, melyet a következő táblázatból választunk ki: U0 – a berendezés névleges tápfeszültsége a földhöz képest [V] 3.6 ábra A jelenlegi szabványok alapján javasolt „α” kiolvadási szorzó értékei Kiegészítő védelemként a szabvány áram-védőkapcsolók (ÁVK, RCD – lásd később) alkalmazását írja elő: 43   képzetlen személyek által kezelt berendezésekhez;  dugaszolóaljzatoknál 20A-ig;  szabadtéri mobil fogyasztók esetén 32 A-ig;  Világítási áramköröknél. Az áram-védőkapcsoló terheléskapcsolóként üzemel, ami zárlati áram megszakítására nem alkalmas, ezért az áramkör védelmét egy legfeljebb In nagyságú zárlatvédelemmel kell ellátni! A megengedett legnagyobb érintési feszültség biztosításához az áram-védőkapcsoló alkalmazásakor teljesülnie kell az alábbi feltételnek: RA ∙ IΔn ≤ 50V Ahol RA – a földelőrendszer és az abba bevont testek eredő ellenállása [Ω]; IΔn – az ÁVK névleges kioldóárama [A]. A táplálás önműködő lekapcsolása védelmi mód a fent részletezett védővezetős megoldások előírásai szerint az I. érintésvédelmi osztályba sorolt gyártmányok biztonságos működtetését teszi lehetővé. Közvetlenül nem földelt (IT) rendszerek esetén ugyan nincs külön hálózati védővezető, azonban a védendő testeket külön-külön le földelni! Mivel az így létrejött földelőhálózat a tápoldal földelésével (ha van ilyen) csak nagyon nagy impedancián keresztül csatlakozik, ebben a rendszerben egyetlen fázisvezető testzárlata nem okoz azonnali leoldást, viszont szigetelés-szint ellenőrző vagy szivárgóáram-mérő készülékeken keresztül erről látható vagy hallható jelzést kell adni a hiba fennállásáig. IT-rendszerekben e védelmi mód alapján előírt követelmény a második hiba esetén bekövetkező önműködő lekapcsolás, ami gyakorlatilag védővezetős rendszerek hibavédelmével megegyező törvényszerűség szerint történik meg. 3.1.3 Kettős vagy megerősített szigetelés A kettős szigetelés védelmi módnál az alapvédelmet az alapszigetelés, míg a hibavédelmet a kiegészítő szigetelés biztosítja. A megerősített szigetelés védelmi mód alkalmazásánál az alap-és a kiegészítő szigetelés szerepét az aktív és a hozzáférhető részek közötti megerősített szigetelés biztosítja. Ezeknél a védelmi módoknál védővezető alkalmazása tilos! A kettős vagy megerősített szigetelés követelményit teljesítő villamos készülékeket a II. érintésvédelmi osztályba soroljuk, a CE megfelelőséget is jelző adattáblájukon ezért a Class II 44 felirat, vagy pedig az alábbi szimbólum jelenik meg: 3.7 ábra A II. érintésvédelmi osztályú készülékek jelölése A II. érintésvédelmi osztályú készülékekre vonatkozó előírásokat termékszabványok rögzítik, mint pl. az MSZ EN 60335-1 (Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek – Biztonság. 1. rész: Általános előírások), melyek közül jelölni kell azokat, amelyek az általunk gyártott vagy javított készüléket lefedik, s így a rá vonatkozó speciális előírásokat tartalmazzák. 3.1.4 Védelem villamos elválasztással A villamos elválasztás olyan vé