Társasház méretlen fogyasztói hálózatának villamos méretezése

2006/4. lapszám | netadmin |  11 886 |

Figylem! Ez a cikk 20 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Társasház méretlen fogyasztói hálózatának villamos méretezése "Addig nincs kész a munka, míg a papírmunkát el nem végeztük!" - tartja egy humoros mondás. Tapasztalataim szerint sok villanyszerelő hadilábon áll a munkája szakszerű végzéséhez szüks...

Társasház méretlen fogyasztói hálózatának villamos méretezése

"Addig nincs kész a munka, míg a papírmunkát el nem végeztük!" - tartja egy humoros mondás. Tapasztalataim szerint sok villanyszerelő hadilábon áll a munkája szakszerű végzéséhez szükséges villamos méretezésekkel. A jó szakmai érzék természetesen hasznos dolog, ám nem pótolhatja a dokumentálást igénylő feladatokat, ami az áramszolgáltató felé és a későbbiekre vonatkozóan hitelt érdemlő módon bizonyítja a villamos méretezés megtörténtét.
Ehhez munkához kívánok segítséget nyújtani az alábbi - konkrét gyakorlati esetre alapozott - villamos méretezés bemutatásával.

A szakmai feladat
A feladat a következő volt: egy kétszintes, három lépcsőházas társasház kivitelezése keretében kellett elvégezni a közcélú kisfeszültségű hálózatra csatlakozáshoz a méretlen csatlakozó-berendezés villamos méretezését (lábjegyzetben vannak feltüntetve az ide vonatkozó szabványpontok). A társasház villamosenergia-ellátáshoz a hálózati leágazópontot2 az áramszolgáltató a kiadott tájékoztatóban az épület előtt, azzal párhuzamosan haladó 4 x 240 mm2 keresztmetszetű, közcélú kisfeszültségű elosztóhálózat-kábelen határozta meg. Nézzük meg ennek a társasháznak a villamos méretezésén keresztül, hogy milyen szakmai úton lehet eljutni a megoldásig!

Előzetes szakmai megfontolások
Mivel más műszaki szempont nem játszik közre, az épületet ellátó csatlakozókábel3 célszerűen a középső lépcsőház irányában merőlegesen fog csatlakozni, ez adja a legrövidebb nyomvonalat. Az épület csatlakozó főelosztója4 a közterületről való kezelhetőség érdekében a 2. lépcsőház melletti falfelületbe, a lábazati részbe lesz beépítve. Az egyes lépcsőházak megtáplálása a csatlakozó főelosztóból célszerűen földkábeleken keresztül valósítható meg, így a csatlakozó főelosztó 185 mm fázistávolságú, gyűjtősínes kivitelű kábel-elosztószekrény kivitelű, benne a csatlakozókábel fogadására, valamint a lépcsőházi betápláló kábelek indítására alkalmas készülékekkel. Készülékként függőleges kivitelű késes biztosítóaljzatok vagy szakaszolókapcsoló-biztosítók alkalmazhatók. Ez esetben történetesen az utóbbiak lettek kiválasztva. A három lépcsőházat betápláló kábelek NH 00 méretű készülékekre, míg a csatlakozókábel NH 2 méretű készülékre csatlakoznak. Utóbbi készülékben vannak az első túláramvédelmi készüléknek5 minősülő késes olvadóbiztosító betétek. A csatlakozási pont6 a csatlakozókábel végpontja.
A fogyasztásmérőhelyek7 elhelyezése szempontjából célszerűbb a csoportos kialakítás, mivel a szükséges számú fogyasztásmérőhely elhelyezéséhez minden szinten nem áll rendelkezésre elegendő hely. Ennek oka, hogy a társasház két lakása két-két kisebb lakásra lett felosztva, ami ezeken a szinteken - a többletben megjelenő bejárati ajtók miatt - szabad hely hiányában szinte megoldhatatlanná teszi a járulékosan szükséges fogyasztásmérőhelyek elhelyezését. A földszinten, a lépcsőházi bejáratok közvetlen közelében viszont rendelkezésre állnak azok a falfelületek, ahol legfeljebb 1,60 m beépítési szélességgel falsíkba süllyesztve el lehet helyezni a csoportos fogyasztásmérőhelyeket. A kialakításhoz 200 mm mérőhely-sávszélességi méretű villamosipari műanyag doboz-rendszerből kialakított fogyasztásmérőhelyet kellett kiválasztani, mivel a szokásos 300 mm szélességű műanyag tokozatokból felépítve a berendezések túl szélesek lettek volna. A fogyasztásmérőhelyeket azért szükséges teljesen a falsíkba süllyeszteni, hogy a lépcsőházak egyébként is keskeny közlekedő tereiben az első lépcsőforduló ne szűküljön. A fogyasztásmérő berendezések előtt ajtó lesz, ami a műszaki és esztétikai kérdéseken túl a költözködések során, bútorok szállításakor a fogyasztásmérő berendezések8 mechanikai védelmét is szolgálja. A csoportos fogyasztásmérőhelyek alatt lépcsőházanként egy-egy tűzvédelmi főkapcsoló lesz elhelyezve, a méretlen betáplálásokba pedig beépítésre kerül a másodlagos villámvédelem és belső túlfeszültség elleni védelem durvavédelmi fokozata.

A társasház méretlen csatlakozó-
berendezésének (elemeinek)
villamos méretezése

Felvett adatok
1. lépcsőház
11 lakás és két üzlet lett tervezve. A lakások csatlakozási áramerősség-értékigénye lakásonként 1 x 32 A. Az üzletek csatlakozási áramerősség-értékigénye egyenként 1 x 16 A.
2. lépcsőház
10 lakás, két üzlet és egy közösségi árszabású vételezés lett tervezve. A lakások csatlakozási áramerősség-értékigénye lakásonként 1 x 32 A. Az üzletek csatlakozási áramerősség-érték igénye egyenként 1 x 16 A. A közösségi vételezés csatlakozási áramerősség-értéke 3 x 16 A.
3. lépcsőház
8 lakás, két üzlet és egy közösségi árszabású vételezés lett tervezve. A lakások csatlakozási áramerősség-értékigénye lakásonként 1 x 32 A. Az üzletek csatlakozási áramerősség-értékigénye egyenként 1 x 16 A. A közösségi vételezés csatlakozási áramerősség-értéke 3 x 16 A.

A méretlen fővezetéknek
minősülő kábelek villamos méretezése
A társasház méretlen csatlakozó-berendezésének villamos méretezése9 - összhangban a vonatkozó szabványelőírásokkal - az alábbi megfontolások szerint történik:
a. A lakások méretezési teljesítménye 6,6 kW helyett 32 A/fázisértékkel lett figyelembe véve (ennyi az aktuális, jogszabályban rögzített alapellátást képező csatlakozási áramerősség- érték).
Feltételezett, hogy a lakások többsége gáztűzhellyel fog rendelkezni, de egyes lakásokban villanytűzhely is lehet, ezt azonban az előbbiekből adódó méretezési többlet fedezi. A lakások terhelésének egyidejűsége a vonatkozó szabványelőírás szerint egyidejűségi tényezővel10 (e) lett figyelembe véve.

b. A melegvíz-előállítás lakásonként gázbojlerekkel történik, ehhez villamos teljesítmény nem lett figyelembe véve.

c. Az üzletek és a két közösségi vételezés csatlakozási áramerősség-értéke e=1 egyidejűséggel lett figyelembe véve. A két közösségi vételezés azért szükséges, mert a keringtető szivattyúk üzemeltetése a lépcsőházi világításokkal, valamint a pinceszinten kialakított teremgarázs önálló villamos elszámolást igényel.

d. Előbbiek alapján a réz vezetőerű lépcsőházi betápláló kábelek egyenként méretezendők, míg a csatlakozó kábel esetében réz és alumínium vezetőanyagú kábel esetét is meg kell vizsgálni. A táblázatban láthatóan a fázisok közötti terheléselosztást úgy kell kialakítani, hogy az egyes fázisok terhelései között a lehető legkisebb legyen az eltérés (terhelés-szimmetrizálás). A legnagyobb terhelésű fázisokban vörös színnel vannak feltüntetve az összegzett áramok11, amelyekre az egyes kábeleket méretezni kell. A terhelőáram szempontjából szükséges kábelkeresztmetszetek meghatározása a fenti táblázatból, kiválasztással történt. Tekintettel arra, hogy a kábelek bizonyos szakaszokon védőcsövekben, rossz hűlési viszonyok mellett haladnak, a levegőben elhelyezett kábelek terhelhetőségi értékei lettek figyelembe véve. A kiválasztott - négyerű, PVC szigetelésű, páncélozás nélküli - lépcsőházi betápláló kábelek a következők:

1. lépcsőház (92,8 A): NYY-J 4 x 35 mm2 SM;
2. és 3. lépcsőház (95,36 A): NYY-J 4 x 35 mm2 SM;
A csatlakozó kábel (208 A): réz, NYY-J 4 x 95 mm2 SM, alumínium: NAYY-J 4 x 150 mm2 SM.

Méretezés feszültségesésre
Ahhoz hogy az egyes - előzőekben meghatározott anyagú és keresztmetszetű kábeleken - legfeljebb 1% feszültségesés13 lépjen fel, a következő feltétel teljesülése szükséges:

= (Im x Rk /Un) x 100 = Im x m x Lm / (2,3 x Am) < 1 [1]

ahol: a feszültségesés százalékos értéke,
Rk a kábel egy fázisvezetőjének ohmos ellenállása, ohm,
Un a fázisfeszültség szabványos, névleges értéke, 230 V,
Im méretező áram; az adott kábel
legnagyobb terhelésű fázisának egyidejű terhelőárama, A,
a kábel vezetőanyagának fajlagos ellenállása,
réz: 0,0176 ohm x mm2/m
alumínium: 0,0282 ohm x mm2/m
L a kábel hossza, m
A a kábel keresztmetszete, mm2

Az [1] összefüggésből kifejezhető az egyes kábelek legnagyobb megengedhető hossza.
1. lépcsőház: L1max <(2,3 x A1) / (Im1 x cu) = (2,3 x 35) / (92,8 x 0,0176) = 49,28 méter.
2. lépcsőház: L2max <(2,3 x A2) / (Im2 x cu) = (2,3 x 35) / (95,36 x 0,0176) = 47,96 méter.
3. lépcsőház: L3max <(2,3 x A3) / (Im3 x cu) = (2,3 x 35) / (95,36 x 0,0176) = 47,96 méter.

A lépcsőházi betápláló kábelek hossza egyik konkrét esetben sem haladja meg a 30 métert, így megfelelőek. A csatlakozó kábel legnagyobb megengedhető hossza NYY-J 4 x 95 mm2 SM kábel esetén: L1max <(2,3 x ACu) / (Im x Cu) = (2,3 x 95) / (208 x 0,0176) = 59,68 méter.

NAYY-J 4 x 150 mm2 SM kábel esetén: L1max <(2,3 x AAl) / (Im x Al) = (2,3 x 150) / (208 x 0,0282) = 58,81 méter.
A csatlakozókábel hossza nem haladja meg a 25 métert, így bármelyik kábel megfelelő.

A túláramvédelem
szelektivitásának biztosítása
A társasház első túláramvédelmi készüléke a csatlakozó főelosztóban az összegzett terhelőáramnak megfelelően (legalább) 3 x 200 A értékű, lomha karakterisztikájú, nagy teljesítményű késes olvadóbiztosí- tó betét.
Amennyiben a közcélú, kisfeszültségű hálózat hurokimpedanciája, illetve a hálózat adott áramkörének induló biztosító értéke szelektivitás szempontjából ennél nagyobb értéket is megenged, akkor a 200 A feletti érték meghatározására az áramszolgáltató illetékes.
Az első túláramvédelmi készülékhez lépcsőházanként szelektív túláramvédelmi működés feltételeit biztosító késes betét értékeket kell kiválasztani.
A tartós áramterhelés szempontjainak megfelelő késes olvadóbiztosító betét-értékek:
1. lépcsőház (92,8 A terhelőáram): 3 x 125 A gL/gG
2. lépcsőház (108,8 A terhelőáram): 3 x 125 A gL/gG
3. lépcsőház (95,36 A terhelőáram): 3 x 125 A gL/gG

Mivel a 200 A névleges értékű lomha betéthez a 125 A értékű szelektív (teljesül a két névleges értéknyi, áramban értelmezett "távolság"), így a szelektivitás feltétele ezzel teljesül. A lépcsőházi betáplálások túláramvédelmi eszközei a csatlakozó főelosztóban, az egyes lépcsőházakat betápláló kábelek indítási pontján, NH 00 méretű készülékekben (függőleges szakaszolókapcsoló-biztosítókban) kapnak helyet, ellátják az egyes lépcsőházi kábelek és a lépcsőházakban elhelyezett csoportos fogyasztásmérőhelyek méretlen áramköreinek szelektív túláramvédelmét.
A lépcsőházi alábiztosítás ugyanakkor nem feltétlenül szükséges, el is hagyható, amenynyiben az első túláramvédelmi készülék a teljes méretlen csatlakozó-berendezés zárlatvédelmét ellátja. Mivel ez a hálózati hurokimpedancia legkedvezőtlenebb értékén múlik, így ebben a kérdésben az áramszolgáltató illetékes dönteni.
A lépcsőházi betápláló kábelek végpontjain a szakaszolhatóság érdekében szintén célszerű biztosító aljzatokat (NH 00 méretű vízszintes biztosító aljzatokat) elhelyezni. Ezek a készülékek egyúttal közvetlenül alkalmasak a betápláló kábelek ereinek fogadására is, de csak szakaszolási célra szolgálnak, műszakilag indokolatlan bennük késes olvadóbiztosító betéteket elhelyezni, ezért a betétek helyére áthidalásul vörösréz rövidzár-kések helyezendők be.

Érintésvédelem, fő egyenpotenciálú összekötések
A társasház fogyasztói hálózata TN-C-S rendszerként14 alakítandó ki.
Ennek megfelelően a lépcsőházi betápláló kábelek négyerűek, míg a fogyasztásmérők előtti méretlen elosztások sínrendszerei és a további háromfázisú fogyasztói hálózatok már ötvezetősek.
A csatlakozó főelosztóban és mindhárom lépcsőház méretlen betáplálási terében (a fogyasztásmérőhely-csoportok alatt, de azokkal egy kialakításban) vannak kialakítva a fő földelősínek15. Ezek a sínek a TN-rendszer miatt értelemszerűen PEN-sínek.
A betáplálási terek képezik a TN-rendszer TN-C részét, de innen a fogyasztásmérők előtti méretlen elosztást biztosító ötsínes rendszer már független N és PE vezetővel van megtáplálva a PEN-sínről (ettől kezdődően TN-S).
A fő földelősínek kialakítása a lépcsőházak esetében olyan, hogy mind a betáplálási téren, mind a durvavédelmi készülékek terén keresztülhaladnak. Minden vezetőt önálló és stabil, időálló villamos kötéssel kell a sínre csatlakoztatni. Az épület földelőrendszeréről érkező földelővezető minden esetben laposacél.
A földelőrendszert célszerűen az épület betonalap-földelése képezi. Sajnálatos módon azonban a hazai gyakorlatban gyakran előfordul, hogy az épület vasbeton alapozásának vasalását villamos szempontból nem folytonosítják, és a szükséges pontokon villamos csatlakozás céljából nem vezetik ki. Ilyenkor pótlólagos műszaki megoldásokhoz kell folyamodni. Ilyen lehetséges megoldás az épület-alap fagyhatár alatt történő körbefogása megfelelő méretű, korrózióállóság szempontjából élettartamra méretezett (pl. 60 x 6-os) laposacéllal. Ez a megoldás önmagában is viszonylag jó szétterjedési ellenállás értéket eredményez, és a fő földelősín(ek)hez, EPH csomópontokhoz szükséges "felállások" is jól kialakíthatók. Minden házi fémhálózatnak minősülő szerkezetet16 csatlakoztatni kell az épület földelőrendszeréhez a fő egyenpotenciálú összekötések (tehát az EPH rendszer) kialakítása céljából.
A fémes rendszereket (csővezetékeket, illetve bármely más, távoli földpotenciál közvetítésére képes szerkezeteket, vagy kábeleket) azok épületbe lépési pontján vagy annak közvetlen közelében kell a földelőrendszerre csatlakoztatni.
Folytatása következik!
Ádám Zoltán

---