Barion Pixel

Villanyszerelők Lapja

A villám- és túlfeszültség-károk megelőzése és csökkentése

2015. július 1. | Fülöp Miklós |  7384 |

Az alábbi tartalom archív, 7 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A villám- és túlfeszültség-károk megelőzése és csökkentése

Az elmúlt néhány év statisztikai adatai rámutatnak arra, hogy a villámcsapások jelentős károkat okoznak, ezzel összefüggésben a Magyar Elektrotechnikai Egyesület és a Magyar Biztosítók Szövetsége az alábbi ajánlást fogalmazta meg a villám- és túlfeszültség-károk megelőzése és csökkentése érdekében.

A káresemények gyakoriságának növekedése kisebb részben az időjárás, nagyobb részben az építési technológiák és a műszaki berendezések változásával vannak összefüggésben: Egyrészt az épületek hőszigetelésére felhasznált éghető szigetelőanyagok növelik a közvetlen villámcsapás hatására keletkező tűz kockázatát vagy a keletkezett kár nagyságát. Másrészt a korszerű, energiatakarékos, általában integrált áramköröket tartalmazó műszaki berendezések (elektronikusan vezérelt ipari gépek, elektronikai háztartási eszközök, számítástechnikai és szórakoztató elektronikai eszközök) zavarérzékenysége megnövekedett, ezért a hálózatokon (erősáramú, kábel TV, telefon stb.) fellépő túlfeszültség-impulzusok egyre gyakrabban okozhatják meghibásodásukat.  Sok esetben nem csak a közvetlen károkkal, hanem járulékos veszteségekkel is számolni kell, pl. a számítógépek adatainak elvesztéséből, vagy a termelés leállásából fakadóan.

A károk bekövetkezési valószínűsége azonban szakszerű villámvédelmi intézkedésekkel jelentős mértékben csökkenthető: a tűz keletkezésével szemben a villámvédelmi rendszer (az elsődleges villámvédelmi intézkedésnek is nevezett „villámhárító”), a villamos és elektronikus készülékek meghibásodásával szemben pedig (a gyakran másodlagos villámvédelemként említett) ún. többlépcsős túlfeszültség-védelmi rendszer nyújt védelmet. Ez a kétféle intézkedés-rendszer alkalmazási célját tekintve lényegében független egymástól, de a megfelelő védelem érdekében mindkettő kiépítése szükséges.

Bár a villám- és túlfeszültség-védelmi intézkedések megjelenésükben sok esetben egyszerűnek tűnhetnek, a hatékony védelem kiépítéséhez villám- és túlfeszültség-védelemben jártas épületvillamossági szakember közreműködése szükséges. Megfelelően kivitelezett villámvédelemmel tehát minimálisra csökkenthetjük a villámkárok kockázatát, kivételes esetekben azonban a védelmi intézkedések ellenére is okozhat kárt a villámcsapás.

Aki rendelkezik megfelelő biztosítással, mely a legfontosabb kárenyhítési lehetőség, ebben az esetben számíthat a biztosítási kárenyhítési szolgáltatásra. Ennek ellenére a biztosítás csak a bekövetkezett károsodás helyreállításában és az anyagi veszteség minimalizálásában segít, de nem mentesít a sok kellemetlenségtől, az ügyintézéstől.

Mindezeket szem előtt tartva a villámcsapás okozta károk mérséklésére a megelőző villámvédelmi intézkedéseket (villámvédelmi és/vagy túlfeszültség-védelmi rendszer) és a biztosítást egymással kombinálva célszerű alkalmazni.
A villám hatására bekövetkező károk és a villámvédelmi intézkedések

A továbbiak elsősorban biztosítási szempontból tekintik át a villám hatására bekövetkező károkat és a károk csökkentésére alkalmazható védelmi intézkedéseket.

Védekezés a villám elsődleges hatásai ellen

A villámcsapás elsődleges hatására bekövetkező károsodások jellemzője, hogy a káresemény a villámcsapás talppontjának környezetében megjelenő jelentős hőmérsékletnövekedés, vagy jelentős nagyságú vezetett villámáram következménye.

Ilyen káresemény lehet például:

  • Építmény tetejének meggyulladása.
  • Tetőfedés (pl. tetőcserepek) sérülése.
  • A tetőn elhelyezett berendezések mechanikai sérülése, meggyulladása.
  • Kémény sérülése.
  • Az építmény vezetőképes (fém) cső- és vezetékrendszereinek mechanikai sérülése.
  • Az építményben lévő berendezések, készülékek meggyulladása vagy mechanikai sérülése.
  • Villamos hálózat, jellemzően elosztókba épített eszközök és készülékek (pl. kismegszakítók) mechanikai vagy villamos jellegű sérülése.
  • Építményekben elhelyezett haszonállatok elpusztulása a villám által okozott érintési és lépésfeszültség miatt.

Az alábbi események megvalósulása esetén valószínűsíthető elsődleges villámcsapás:

  • Olvadási, égési nyomok.
  • Szerkezeti törések, mechanikai sérülések (pl. süllyesztett vezetékek „kirobbanása” a falból, elosztó szétesése).
  • Villamos és elektronikus eszközök meghibásodása a villámcsapás tágabb környezetében.
  • Túlfeszültség-védelmi eszközök elhasználódása, sérülése.
  • Villámcsapás 500 méteres körzetben.

Az, hogy valamely tényező vagy tényezők nem jelennek meg, nem zárja ki, hogy egy káresemény villámcsapás elsődleges hatására következett be. 

A villám elsődleges hatásai elleni védelem kialakításának kötelezettsége

A villámcsapás elsődleges hatásai ellen villámvédelmi rendszer (köznyelvben meghonosodott formája „villámhárító”) kialakításával lehet védekezni. Az építmények egy részénél jogszabályból, illetve szabványból levezethető kötelezettség van a villámvédelmi rendszer kialakítására, rendszeres felülvizsgálatára és karbantartására. Ide tartoznak például:

  • kórházak,
  • oktatási intézmények,
  • szállodák,
  • nagyobb társasházak (kialakítási jellemzőiktől függően),
  • nagyobb szórakozóhelyek, közforgalmú épületek,
  • ipari csarnokok, épületek,
  • robbanásveszélyes ipari létesítmények,
  • stb.

A jogszabályokból és szabványokból levezethető, jellemzően életvédelmi célú kötelezettség csak a védelmi intézkedések minimális szintjére vonatkozik, tehát abban az esetben is célszerű a villámvédelmi rendszer kialakítása, ha arra jogszabály vagy szabvány alapján nincs kötelezettség.

Vagyonvédelmi szempontból a villámvédelmi rendszer kiépítése - ha arra nincs jog-szabályból vagy szabványból levezethető kötelezettség, akkor - a tulajdonos vagy az üzemeltető döntésétől függ. Lényeges annak tudatosítása, hogy a villámvédelmi rendszer kiépítése olyan védelmi intézkedés, amellyel megelőzhetőek a villám elsőd-leges hatásának következtében előálló káresemények, és/vagy mértékük csökkenthető.

A villámvédelmi rendszer kialakítása

A villámok romboló hatású villamos kisülések. A villámcsatorna, illetve a villámcsapás talppontjának hőmérséklete elérheti a több ezer Celsius fokot, a villámáram csúcsértéke pedig a néhány százezer Ampert. Annak ellenére, hogy a villámkisülés mindössze néhány ezredmásodpercig tart, energiája olyan nagy, hogy képes jelentős nagyságú tüzet, vagy mechanikai károsodást okozni. A villámáram levezetését kísérő feszültségnövekedés hatására a közelben tartózkodó személyek és állatok halálos áramütést szenvedhetnek.

A villámjelenségek bonyolult fizikai háttere, és a villámvédelem életvédelmi-biztonsági funkciója miatt a védekezés összetett feladat, akkor is, ha a védelmi intézkedések látszólag egyszerű formában valósulnak meg. Éppen ezért a villámvédelmi rendszer megtervezése és kivitelezése (megfelelő jogosultsággal rendelkező) villámvédelemben jártas szakembert igénylő feladat.

A villámvédelmi rendszer létesítése során eleget kell tenni a vonatkozó jogszabályi előírásoknak és szabványkövetelményeknek.

A villámvédelmi rendszer karbantartása és felülvizsgálata

A létesítést követően gondoskodni kell a villámvédelmi rendszer karbantartásáról, felülvizsgálatáról. Az ún. időszakos felülvizsgálat célja, hogy a jogszabályban előírt sűrűséggel megtörténjen a villámvédelmi rendszer állapotának és alkalmasságának felmérése, és ellenőrzésre kerüljön, hogy az előző felülvizsgálat óta történtek-e olyan változások, amelyek szükségessé teszik a villámvédelmi rendszer átalakítását, kiegészítését, kijavítását.

Védekezés a villám másodlagos hatásai ellen

A villám másodlagos hatására bekövetkező károsodások jellemzője, hogy a káresemény a villám által keltett, vezetéken keresztül érkező villamos impulzus vagy „sugárzott” elektromágneses energia következménye.

Ilyen káresemény lehet például:

  • Modemek és hasonló, villamos és telekommunikációs vezetékre csatlakozó eszközök meghibásodása.
  • Elektronikus vezérléssel rendelkező gépészeti berendezések (kazán, klímaberendezés stb.) vezérlőpaneljeinek vagy egyéb villamos részeinek meghibásodása.
  • Érzékeny laboratóriumi, orvostechnikai műszerek és berendezések meghibásodása.
  • Szórakoztató elektronikai rendszerek (TV, házimozi) meghibásodása.
  • Elektronikus vezérléssel rendelkező háztartási berendezések (hűtőgép, mosógép, konyhai berendezések stb.) vezérlőpaneljeinek vagy egyéb villamos részeinek meghibásodása.
  • Villamos elosztókba épített elektronikus eszközök (pl. busz-modulok) meghibásodása.
  • Csatlakozók, kábelek és vezetékek szigeteléseinek átütése (ennek következtében esetleg zárlata is).
  • Technológia berendezések vezérlésének meghibásodása.

A készülékekben és szerkezetekben fellépő meghibásodásnak nem minden esetben vannak szabad szemmel jól látható kísérőjelenségei (pl. égési nyomok). A meghibásodások bekövetkezhetnek olyan túlfeszültségek miatt is, amelyek nem légköri eredetűek.

Az alábbi események megvalósulása esetén valószínűsíthető villám másodlagos hatása:

  • Elsődleges villámkárok bekövetkezése.
  • Kábelek és vezetékek szigeteléseinek átütése (ennek következtében esetleg zárlata is).
  • Villamos és elektronikus készülékek szigeteléseinek átütése, félvezetőinek tönkremenetele (pl. háztartási eszközök, telekommunikációs eszközök).
  • Növeli a valószínűséget több, egymáshoz közeli villamos rendszer részét képező eszköz egyidejű meghibásodása.
  • Villámcsapás 3000 méteres körzetben.

 Az, hogy valamely tényező vagy tényezők nem jelennek meg, nem zárja ki, hogy egy káresemény villámcsapás másodlagos hatására következett be.

A villám másodlagos hatásai elleni védelem kialakításának kötelezettsége

A villámcsapás másodlagos hatásai ellen megfelelő, szakszerűen kivitelezett koordinált túlfeszültség-védelmi rendszer kialakításával lehet védekezni. Az építmények egy részénél jogszabályból, illetve szabványból levezethető kötelezettség van a túlfeszültség-védelmi rendszer kialakítására, rendszeres felülvizsgálatára és karbantartására. Ide tartoznak például a kórházak, az oktatási intézmények, a szállodák, nagyobb szórakozóhelyek, közforgalmú épületek, robbanásveszélyes ipari létesítmények, amelyek esetében jogszabály rendelkezik a túlfeszültség-védelem kialakításának szükségességéről.

A jogszabályokból és szabványokból levezethető kötelezettség csak a védelmi intézkedések minimális szintjére vonatkozik, tehát abban az esetben is van lehetőség túlfeszültség-védelmi rendszer kialakítására, ha arra jogszabály vagy szabvány alapján nincs kötelezettség.
Vagyonvédelmi szempontból a túlfeszültség-védelmi rendszer kiépítése - ha arra nincs jogszabályból vagy szabványból levezethető kötelezettség, akkor - a tulajdonos, vagy az üzemeltető döntésétől függ. Lényeges annak tudatosítása, hogy a megfelelő túlfeszültség-védelmi rendszer kiépítése olyan védelmi intézkedés, amellyel megelőzhetőek a villám másodlagos hatásának következtében előálló káresemények, és/vagy mértékük csökkenthető.

A megfelelő túlfeszültség-védelmi rendszer kialakítása

A villám környezetében a villámcsatornában és a villámvédelmi rendszerben folyó villámáram hatására a (fémes) vezetékhálózatokon rövid idejű, néhány ezredmásod- percig tartó feszültség- és áramimpulzusok jelennek meg. Az ún. túlfeszültség-impulzusok csúcsértéke elérheti a néhány ezer voltot, a túlfeszültség-impulzusokat követő áramimpulzusok csúcsértéke pedig a néhány ezer ampert. Ezek az impulzusok rövid időtartamuk ellenére képesek a villamos és elektronikus rendszerekben átütéseket okozni, amelyek tartós vagy ideiglenes meghibásodásokhoz vezetnek.

Ezek a meghibásodások általában csak anyagi veszteséget okoznak, egyes építmények (pl. kórházak, robbanásveszélyes ipari létesítmények) esetében azonban a meghibásodás emberi életet is veszélyeztethet.

A villámjelenségek bonyolult fizikai háttere miatt a túlfeszültség-védelmi rendszer kialakítása összetett feladat. Megtervezése és kivitelezése (megfelelő felkészültséggel rendelkező) túlfeszültség-védelemben jártas szakembert igényel.

Különösen megfontolandó a túlfeszültség-védelmi rendszer kiépítése, ha a berendezés érzékenysége, nagy értéke, üzemelési körülményei ezt indokolttá teszik.

A túlfeszültség-védelmi rendszer létesítése során eleget kell tenni a vonatkozó jogszabályi előírásoknak és szabványkövetelményeknek.

A túlfeszültség-védelmi rendszer karbantartása és felülvizsgálata

A létesítést követően gondoskodni kell a túlfeszültség-védelmi rendszer karbantartásáról, felülvizsgálatáról. Az ún. időszakos felülvizsgálat célja, hogy a jogszabályban előírt sűrűséggel megtörténjen a túlfeszültség-védelmi rendszer állapotának és alkalmasságának felmérése, és meghatározásra kerüljön, hogy az előző felülvizsgálat óta történtek-e olyan változások, amelyek szükségessé teszik az SPM átalakítását, kiegészítését.

Az ajánlásban szereplő fogalmak magyarázatáról, valamint a villámvédelmi intézkedések szabványossági hátteréről ide kattintva olvasható tájékoztatást.

 

A Villanyszerelők Lapja egy havi megjelenésű épületvillamossági szaklap, amely nyomtatott formában évente 10 alakommal jelenik meg. A VL elsődlegesen a villanyszereléssel, épületvillamossági kivitelezéssel foglalkozó szakembernek szól, de haszonnal olvashatják üzemeltetők, karbantartók, társasházkezelők és mindenki, aki érdeklődik a terület újdonságai, előírásai, problémái és megoldásai iránt.

A VL előfizetési díja egy évre 7990 Ft, amelyért 10 lapszámot küldünk postai úton. Emellett az előfizetőink pdf-ben is letölthetik a legfrissebb lapszámokat, illetve korlátlanul hozzáférhetnek a korábbi számok tartalmához is, így 20 évnyi tudásanyagot vehetnek bírtokba.

Érdekel az előfizetés →

Beleolvasok →