Túlfeszültség védelem
2003/6. lapszám | Kruppa Attila | 3705 |
Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Túlfeszültség-védelem cím alatt eddig az erősáramú hálózatokra összpontosítottunk, legfeljebb megemlítve, hogy a hatékony működés érdekében elengedhetetlen a gyengeáramú hálózatok védelme is. Ezért tekintsük át, hogy a gyengeáramú hálózatok túlfeszül...
Túlfeszültség-védelem cím alatt eddig az erősáramú hálózatokra összpontosítottunk, legfeljebb megemlítve, hogy a hatékony működés érdekében elengedhetetlen a gyengeáramú hálózatok védelme is. Ezért tekintsük át, hogy a gyengeáramú hálózatok túlfeszültség-védelme milyen kérdéseket vet föl!
A két hálózatfajta különbsége túlfeszültség-védelmi szempontból
Az erősáramú hálózatok elektromos paraméterei nem túl változatosak, általában 50 Hz frekvenciájú, 230 Veff feszültséggel van dolgunk. A vezetékek gyakorlatilag tetszés szerint toldhatók csavaros vagy rugós kötőelemek segítségével, és a szabványos (földelt) dugalj/dugvilla az egyetlen csatlakozótípus. Túlfeszültség-védelmi szempontból e hálózatokon a fő problémát a nagy energiák megjelenésének valószínűsége okozza, akár villámáramról, akár zárlati áramokról essen szó, és a védelem kialakításának mikéntjét alapvetően ez határozza meg. Gyengeáramú hálózatoknál szerencsére nem kell nagy energiákkal számolnunk, hiszen az alkalmazott legnagyobb vezeték-keresztmetszetek (amelyek szinte mindig kisebbek, mint a legkisebb erősáramú vezetékek keresztmetszete) nem teszik lehetővé nagy villámáramok terjedését, és a hálózatok jellegéből fakadóan nagy zárlati áramok sem fordulhatnak elő.
Ezek helyett a védelem kialakításában más körülmények játszanak fontos szerepet:
• A gyengeáramú hálózatok feszültsége a hálózat jellegétől függően széles határok között, néhány V-tól kb. 200 V-ig változhat,
• a gyengeáramú hálózatok frekvenciája 0-tól GHz-es tartományig változhat,
• a kábelen belüli erek száma változó,
• az alkalmazott csatlakozók típusa, kialakítása változó, hogy csak a legfontosabbakat említsük.
Ennek következtében természetes, hogy mind a védelmi eszközök, mind pedig a védelem kialakításának módja nagy különbségeket mutat a két hálózatfajtánál.
A túlfeszültség-védelmi eszközök alkalmazhatóságának korlátai
A nagy különbségek talán leglényegesebb oka az említett hálózati frekvencia, amely alapvetően befolyásolja a levezetők alkalmazhatóságát:
• Nagyfrekvenciás hálózatoknál (MHz-GHz) a csatlakozókon fellépő jelcsillapítás a frekvencia növekedésével egyre kritikusabb, ezért a csatlakozási helyek száma nem mindig növelhető. Vannak olyan (pl. számítástechnikai) hálózatok, ahol elméletileg egy-egy plusz csatlakozási pont (ami egy levezető beiktatása által keletkezne) sem engedhető meg.
• A hálózati frekvencia meghatározza az alkalmazható levezetők típusát: egyenfeszültség esetén a szikraközök alkalmazása ütközhet nehézségekbe, bár a kis zárlati áramok miatt szerencsére ez ritkán okoz igazán gondot. Nagyobb baj, hogy nagy frekvenciák esetén a félvezető alapú levezetők nem alkalmazhatók, mert növekvő kapacitásuk miatt egyre nagyobb csillapítást okoznak a hálózaton. Mindezek miatt nagyfrekvenciás hálózatoknál a finom védelem sokszor nem is biztosítható.
Ezek a technikai korlátok kihatnak a védelem kialakításának módjára is, hiszen például az alkalmazható levezető típusa egyben a beépítés helyét is meghatározhatja.
A védelmi eszközök beépítése
A legtöbb gyengeáramú túlfeszültség-levezető beépítése egyszerű. A kis energiák miatt nem kell ívkifúvással számolni, nem lép fel utánfolyó zárlati áram, és ennek köszönhetően akár egy háromlépcsős védelem is elfér gyufás skatulyánál alig nagyobb helyen. A levezetők általában olyan csatlakozókkal vannak ellátva, ami az adott hálózati formánál szabványos: telefonhálózatoknál telefoncsatlakozó (Western, RJ 11), TV-hálózatoknál antenna- vagy F-csatlakozó stb. Nehézséget jelenthet viszont a levezetők EPH-ba történő csatlakoztatása. Az e célra szolgáló vezetéket sok esetben nem, vagy helytelenül kötik be, pedig enélkül a levezetők hatásfoka gyakorlatilag nullára csökken. Ahol a levezető közvetlenül a készülékre csatlakozik, ott a csatlakozó vezetéket a készülék fémházára (ha van ilyen) kell csatlakoztatni. Például a legtöbb számítógép esetében ez a hátfalon megoldható. Ahol a készülékház erre nem alkalmas (pl. a készülék a II. érintésvédelmi osztályba tartozik), ott az EPH- vagy PE-vezetőhöz kell a levezetőt csatlakoztatni, ami egyben azt is jelenti, hogy a túlfeszültség-védelmi eszközt nem a készülék, hanem csak a 230 V-os dugalj közelében lehet elhelyezni. Ez a probléma a különböző hálózatok épületbe történő belépési pontjánál is hasonlóan jelentkezik, ahol a levezetők EPH-bekötése sokszor azért nem oldható meg, mert az épületben nincs is EPH-hálózat kiépítve.
A védelmi eszközök ellenőrizhetősége
Erősáramú hálózatokon a túlfeszültség-levezetők állapotának, működőképességének ellenőrizhetősége általánosságban véve jól megoldott. A levezetők állapotát jelző eszközt, pl. fénydiódát a hálózatból nyert energia működteti, és - ha áttételesen is - ugyanez az energia választja le a meghibásodott levezetőt a hálózatról, elkerülve a zárlat kialakulásának lehetőségét. Gyengeáramú hálózatokon többnyire nem áll rendelkezésre ilyen energia, ezért a levezetők állapotát segédeszközök nélkül nem lehet vizsgálni. A kontrollt azonban mindenképp meg kell valósítani, mert ennek hiányában nem tudhatjuk, hogy a beépített levezető ténylegesen nyújt-e védelmet: ezért a levezetők szándékosan úgy vannak kialakítva, hogy tönkremenetelkor zárlatossá váljanak. Ez az állapot veszélyt nem jelent, mert a hálózaton nincs jelen akkora energia, amely a zárlat kapcsán például tüzet okozhatna. A zárlat ugyanakkor gátolja a vonalak használhatóságát, így a levezető elhasználódására a hálózati kapcsolat kieséséből lehet következtetni.
