Csatlakozó-berendezések üzembiztonsága II.
2007/5. lapszám | Ádám Zoltán | 7726 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
E cikk első része általánosságban tekintette át a csatlakozó-berendezések elemeit és azok funkcióit. Emellett szó esett róla, hogy ez a viszonylag szűk, de ugyanakkor szakmai részletekben bővelkedő erősáramú szakterület sajnos nem kap megfelelő figyelmet. Ennek egyértelmű jele, hogy sok az esetleges, rögtönzött kivitelű és sajnos nem kifogástalan műszaki tartalmú megoldás.
Kicsit olyan a helyzet, mintha a témának nem lenne gazdája. A csatlakozó-berendezések elemei (a csatlakozóvezeték vagy -kábel kivételével) fogyasztói tulajdonban állnak, ami fogyasztási hely csoport, mint például társasházak esetén osztatlan közös tulajdon. A villamos kivitelezők elsődleges szempontja sokszor a piaci érdek, így nem feltétlenül vannak abban a helyzetben, hogy munkájuk során maradéktalanul eleget tegyenek az összes felmerülő szakmai szempontnak, különösen, hogy ezek között számos olyan van, amiről a munka megrendelőjének könnyen lehet, hogy fogalma sincs.
Az áramszolgáltató végül „csupán” kezelője lesz a méretlen fogyasztói berendezéseknek, így aztán máris oda jutottunk, hogy aminek sok gazdája van, annak tulajdonképpen egy sincs. Az áramszolgáltató a fogyasztói berendezések hálózatra csatlakoztatását megelőzően végez ugyan egy szemrevételezéses ellenőrzést, ott használatos szóval „felülvizsgálatot”, de ez sem tételes szabványossági vizsgálatnak, sem a berendezések tényleges technikai színvonalának, műszaki értékének felmérése nem lehet.
Az áramszolgáltató műszaki célja mindössze (!) annyi, hogy megállapítsa a működőképességet, azt, hogy nincs olyan durva szabványtalanság, hiba a fogyasztói berendezésben, ami miatt az nem csatlakoztatható a közcélú, kisfeszültségű hálózatra. Itt meg kell jegyezni, hogy az áramszolgáltató szerelőinek természetesen nem feladatuk a fogyasztási helyeken elvégezni az első feszültség alá helyezést (bekapcsolást), és nem is helyes, ha ezt megteszik.
A bekapcsolást az első szerelői ellenőrzést követően a kivitelezőnek, vagy az általa megbízott (és erre jogosultsággal rendelkező) villamos szakembernek kell elvégeznie. Na, szóval végül csak feszültség alá kerül a fogyasztói hálózat...
Felmerül a kérdés, hogy milyen üzembiztonsági szintű legyen egy fogyasztói vezetékhálózat és ezen belül a csatlakozó-berendezésnek minősülő hányad. Nem nehéz belátni annak jogos igényét, hogy a méretlen csatlakozó-berendezések üzembiztonsága legalább az ellátó közcélú, kisfeszültségű hálózat üzembiztonságával legyen azonos, sőt, talán még annál is magasabb szintű, mivel egy kisfeszültségű hálózatra sok méretlen csatlakozó-berendezés kapcsolódik, és ezek bármelyikének hibája visszahat a hálózatra, a csatlakozó-berendezésen keresztül ellátott fogyasztók kieséséről nem is beszélve.
Mivel azonban a csatlakozó-berendezések üzembiztonságára vonatkozó mérőszám előzetes meghatározására, majd helyszíni felvételére nincs kidolgozott módszer, az előbbiek szerint igény híján lehetőség sem, így kénytelenek vagyunk a tapasztalatokra és a józan szakmai ítélőképességre hagyatkozni. Ezek pedig szubjektív tényezők. Pontosan ezért kellene megfelelő szakmai körökben és a lehetséges fórumokon rendszeresen szót ejteni ezekről a fontos szakmai kérdésekről.
Megjegyzendő, hogy a jelenlegi „gazdátlan” állapoton talán kedvező irányba történne elmozdulás, ha a fogyasztói csatlakozásokhoz a méretlen csatlakozó-berendezések lényegesebb funkcionális elemeit, de legalább a házi csatlakozószekrényeket, csatlakozó főelosztókat, a méretlen fővezetéki elosztás elemeit egységes, tipizált kivitelben az áramszolgáltatók biztosítanák.
A hálózati leágazópont és a csatlakozó főelosztó (házi csatlakozószekrény) műszaki viszonya
Ha a közcélú, kisfeszültségű hálózat földkábeles kivitelű, akkor a csatlakozóvezeték értelemszerűen csak földkábel lehet. Ilyenkor a hálózati leágazópontot az áramszolgáltató határozza meg.
Hálózati leágazópontként alkalmas lehet egy közép-/kisfeszültségű transzformátorállomás 0,4 kV-os gyűjtősínje, egy közelben levő, szabad áramkörrel rendelkező közcélú, kisfeszültségű kábelhálózati elosztószekrény, a szomszédos épület erre alkalmas házi csatlakozószekrénye, csatlakozó főelosztója, avagy legegyszerűbb esetben az épület előtt elhaladó közcélú, 0,4 kV-os kábel (T-leágazó alkalmazásával).
A hálózati leágazópont kijelölésének az összes felmerülő szemponttal összhangban kell lennie, úgymint:
- az ellátandó fogyasztási hely (fogyasztási helycsoport) összegzett, amperben kifejezett csatlakozási áramerősség- értékével (teljesítményigényével),
- a közcélú kisfeszültségű hálózaton, tehát annak kijelölhető hálózati leágazópontján üzembiztosan rendelkezésre álló elosztóhálózati kapacitással,
- a fogyasztói hálózat közcélú hálózatról való mindenkori leválaszthatósága igényének teljesülési módjával.
Utóbbi szempont egy kis magyarázatra szorul. A közcélú kábelhálózat valamely pontján fellépő hiba helye ugyanis az esetek nagy hányadában csak kábelmérő kocsival, áram-, illetve feszültségnyomatással kereshető meg. A hibahelyi méréseket megelőzően az összes fogyasztói hálózatot le kell választani a hibával, illetve a vizsgálattal érintett közcélú hálózatról. Ezt a műveletsort az áramszolgáltató szakembereinek közterületről kell végrehajtaniuk. Ez teljesül, amennyiben a csatlakozókábel közcélú, gyűjtősínes hálózati leágazópontról indul, egyébként a házi csatlakozószekrényeknek közterületről hozzáférhetőnek kell lenniük.
Amennyiben viszont a csatlakozókábel csak egy fogyasztási helyet vagy fogyasztási helycsoportot lát el, és a kábel az áramszolgáltató valamely 0,4 kV-os gyűjtősínes berendezéséről indul, akkor a csatlakozó főelosztó az épület belsejében, például egy villamos elosztó helyiségben is elhelyezhető, hiszen az áramszolgáltató a leválasztást a saját berendezésén mindenkor el tudja végezni.
Megjegyzendő, hogy ebben az esetben a csatlakozó főelosztóban, az első túláramvédelmi készülékként alkalmazott nagy teljesítményű késes biztosítóaljzatban nem szükséges, sőt felesleges olvadóbiztosító betéteket alkalmazni, ott úgynevezett rövidzár-kések alkalmazása is megfelel (a rövidzár-kések tömör réz anyagú rövidre záró elemek, amelyeket a késes olvadóbiztosító betétek helyére lehet behelyezni áramvezetés céljából a biztosítókiszedő fogóval).
A csatlakozókábel fogadása
A csatlakozókábelek legkisebb keresztmetszete réz vezetőanyag esetén 16 mm2, alumínium esetén pedig 25 mm2. Amennyiben a csatlakozókábel fogyasztási hely csoportot (például társasházat) lát el, illetve az ellátás felfűzött kialakítású, akkor természetesen nagyobb keresztmetszet szükséges, ami villamos méretezés alapján teljesíti a szabvány 1 % legnagyobb megengedett feszültségesésre, illetve tartós terhelőáramra vonatkozó követelményeit.
A nagyobb keresztmetszetű csatlakozókábel az esetek döntő többségében négyerű (páncélozatlan), alumínium vezetőerű, NAYY típusú 0,6/1 kV-os földkábel. Korábban páncélozott kábel is alkalmazásban volt. Amennyiben felfűzött ellátás kialakítása szükséges, úgy a csatlakozókábel fázisvezetői rövid sínszakaszra, egyébként az első túl- áramvédelmi készülék bemenő kapcsaira érkeznek.
Fokozott gondot kell fordítani a csatlakozókábel alumínium vezetőereinek villamosan és mechanikusan stabil, időálló csatlakoztatására. Mivel az alumínium kis szilárdságú fém, ami hidegfolyásra hajlamos, ezért nem szabad nagy, koncentrált erőt gyakorolni a vezetőre, mert a nyomás alatti felület alól idővel kitüremkedik (tulajdonképpen lassan kifolyik) a fém, és a villamos kapcsolatban lassan, de biztosan megszűnik a szükséges nyomóerő és megnő az átmeneti ellenállás. Gyorsítja a villamos kontaktus leromlási folyamatát, hogy az alumínium jóval nagyobb hőtágulási együtthatójú fém, mint a villamos kapcsolatban szereplő egyéb elemek anyagai, így az első felmelegedéskor kitáguló alumínium vezető képes önmaga gyorsítani saját hidegfolyási folyamatát.
Előbbiek miatt mindig arra kell törekedni, hogy minél nagyobb kontaktusfelületen, egyenletesen eloszló nyomóerővel jöjjön létre a villamos kapcsolat. A hosszú távon megfelelő villamos kontaktus létrehozása érdekében ezért alumínium vezetőknél olyan villamos kötőelemet kell használni, ami a vezetőt mintegy körülveszi, nyomólappal hozza létre a nyomást, és tartós nyomóerőt biztosító rugózó elemet tartalmaz. Ezért nagy (95 240 mm2) keresztmetszetű alumínium vezetők bekötésére leginkább a nyomólapjaikon rugózó elemmel rendelkező V-direkt kapcsok, valamint a két csavaros, prizmás-kengyeles kapcsok felelnek meg.
Ezeknél a kapcsoknál megfelelően nagy, a vezetőér alakjához jól igazodó, recézett kontaktus-felületre nyomódnak a kábel vezetőerei. A tömör, vagy sodrott és tömörített kör, vagy tömörített szektorszerkezetű vezetőerek csupaszolást követő közvetlen beköthetőségén kívül az is előny, hogy az említett elemek helyigénye a kábelsaruzással összehasonlítva szinte minimális. Érdemes ezért első túláramvédelmi készülék céljára olyan késes biztosítóaljzatot vagy – IP 2X védettség eléréséhez – szakaszolókapcsoló-biztosítót alkalmazni, amelynek kapcsai a tárgyalt kivitelűek. Csavaros csatlakozású biztosítóaljzatra is fel lehet szerelni V-direkt kapcsot a hozzá tartozó csatlakozózászló felhasználásával, bár ilyenkor a helymegtakarítás lehetősége nem érvényesül.
A csatlakozó főelosztó
A vonatkozó szabvány (MSZ 447:1998+ 1M:2002) műszaki szempontból nem tesz tételes különbséget a csatlakozó főelosztó és a házi csatlakozószekrény között. A két berendezés nevéből azonban következik a különbség.
- A házi csatlakozószekrény alapvetően csak a csatlakozóvezeték (itt csatlakozókábel) fogadására és az első túláramvédelmi készülék elhelyezésére szolgál. Egyszerű esetben a házi csatlakozószekrény kiegészülhet a fő földelősín elhelyezésén túl a méretlen betáplálásban elhelyezett, durva fokozatú túlfeszültség elleni védelem elhelyezésével.
- A csatlakozó főelosztó a házi csatlakozószekrénynél felsoroltakon túl további funkciókat is elláthat. Így további fogyasztási hely(ek) csatlakozókábelének indítási pontja lehet felfűzött ellátás kialakításánál, itt történhet a méretlen fogyasztói hálózat fővezetékeinek elágaztatása, indítása, illetve tűzvédelmi főkapcsoló, időprogram-kapcsoló szükség szerinti elhelyezését is biztosítja.
Sajnálatos, hogy az MSZ 447:1998 szabvány 4.5.8.1. pontja alatt a csatlakozó főelosztó műszaki tartalmára vonatkozólag téves kitételt tesz, mivel annak nem pecsétzárazott részében írja elő az első túláramvédelmi készülék, a túlfeszültség elleni védelem durvavédelmi készülékeinek leágazó pontja és még egyéb, egyértelműen méretlen áramköri elemek elhelyezését. Ez nyilvánvaló elírás, mivel a méretlen csatlakozóberendezés minden elemét olyan módon kell kialakítani, hogy ne legyen lehetőség szándékosságot is feltételező módon végrehajtott illetéktelen beavatkozások elvégzésére.
Egy épület vagy több-lépcsőházas épületcsoport általában egy csatlakozókábelen keresztül kap betáplálást. Ily módon a csatlakozókábelt fogadó csatlakozó főelosztóból (házi csatlakozószekrényből) akár épületenként elegendő egy darab.
Csatlakozó főelosztóra viszont a társasházi esetekben gyakorlatilag minden lépcsőházban szükség van, vagy lehet, mivel ki kell elégíteni a következő funkciókat:
- méretlen fővezetéki elosztás a fogyasztásmérő helyekhez (minden fogyasztásmérő hely önálló betápláló fővezetékkel táplálandó meg),
- tűzvédelmi főkapcsoló elhelyezése (ez ugyan elhelyezhető a méretlen fővezetékben is, de ez többlet tokozatbeépítést jelent),
- időprogram-kapcsoló, illetve az általa vezérelt teljesítménynövelő mágneskapcsoló elhelyezése olyan épületekben, ahol lakásonként villamos forróvíztárolóval van megoldva a használati melegvíz- (HMV) ellátás,
- lépcsőházanként/szekciónként fő földelősín elhelyezése (ez gyakorlatilag nem kerülhető ki, de megfelelő körültekintéssel korrekt kialakítások létesíthetők).
Többszekciós épületben célszerű az egyes lépcsőházak/szekciók fővezetéki szakaszainak szakaszolhatóságáról gondoskodni. A szakaszolhatóság feltételeit jól teljesítik például az egyes felszálló fővezetékek indítási pontjain elhelyezett NH 00 méretű aljzatok, de megfontolandó, hogy ezekbe érdemes-e késes olvadóbiztosító betéteket elhelyezni. Sokkal inkább javasolható rövidzár-kések elhelyezése.
Ennek magyarázata egyrészt az, hogy csak az esetek egy részében választhatók ki olyan értékű olvadóbiztosító betét-értékek, amelyek szelektív túláramvédelmi kialakítást eredményeznek, másrészt ezek a betétek problémásak lehetnek, ha a méretlen betáplálásban el lesz helyezve a belső túlfeszültség elleni védelem durvavédelmi fokozata. Ha ugyanis az épületet villámcsapás éri, és a fővezetékeken rész-villámáramok fognak folyni, akkor a 63 A-nél kisebb értékű késes olvadóbiztosító betétek túl könnyen kiolvadhatnak, sőt, mivel áram-megszakítási képességük elégtelen lesz, környezetükben is kárt, üzemzavart okozhatnak.
Ehhez figyelembe kell brvenni, hogy az MSZ 447:1998 szabvány 2.6.4. pontja alapján az első túláramvédelmi készülékben 63 A-nél kisebb értékű betét nem helyezhető el (pontosan a károsodás fokozott veszélye miatt). Ha azonban az első túláramvédelmi olvadóbiztosító betét értéke fázisonként legalább 100 A (az ellátott fogyasztási helyek számától függ), akkor az egyes lépcsőházak (felszálló fővezetékek) is biztosíthatók.
Mivel az egyes fogyasztási helyek fogyasztásmérői előtt levő kismegszakítók ellátják a fogyasztási helyek túlterhelés elleni védelmét, a felszálló fővezetékek olvadóbiztosító betéteit csak a zárlatok elleni védelem szempontjainak megfelelően kell kiválasztani. Ha azonban egy fogyasztói hálózat megfelelően van szerelve, akkor ott értelemszerűen nem következhet be az üzemelés során spontán zárlat.
Az itt tárgyaltaknak megfelelő megoldás látható az MSZ 447:1998 szabvány 14. ábráján. További szempontok találhatók még az MSZ 2364-300 szabvány 314. szakasza alatt.
A leválasztások lehetőségeinek számbavétele során az is figyelembe vehető, hogy megfelelő kivitelben a tűzvédelmi főkapcsolók is alkalmasak az egyes lépcsőházak leválasztására.
Szót kell ejteni a méretlen csatlakozó-berendezés szerény, tokozat kivitelű elemeinek tömítettségéről. Tekintettel a csatlakozó főelosztó (házi csatlakozószekrény) külső főfali elhelyezésére, a belső terekben nagy hőingadozások fordulnak elő, ami a hőmérsékletváltozások időszakában fokozott légcserével jár. Ezekben a zárt terekben egyaránt elfordul nagy párakoncentráció, páralecsapódás, magas és alacsony hőmérséklet, ami a hosszú üzemidő alatt fokozott klimatikus igénybevételt jelent úgy a szigetelőanyagok, mint az áramkötő elemek számára.
A nem kielégítő módon kialakított por elleni tömítés és/vagy a szekrény különféle rései jelentős mennyiségű port juttatnak a szekrényekbe, ami ott fel tud halmozódni. A por veszélyes szennyezés a villamos berendezések számára: hőszigetelésként hat, megakadályozza az üzem alatt melegedő készülékek hőleadását. A környezetben előforduló porok vezetőképes (elektrolitképző) összetevőket tartalmaznak (főként az utak sózása idején), amelyek lerontják a kúszóutak szigeteléseit, ezenkívül a fémeken korróziót is okoznak.
A megfelelő szerelési anyagokból kialakított és megfelelően szerelt berendezések megfelelnek az MSZ 2364-443:2002 szabvány 443.3. szakaszának, azaz földkábeles ellátás esetén lökőfeszültség-állóságuk megfelelő, és amennyiben más igény nem indokolja, külön túlfeszültség elleni védelem kiépítése nem szükséges (természetes védelem).
A fő földelősín kialakítása
Az MSZ 2364-540:1995 szabvány 542.4.1. szakaszának megfelelően – minden villamos berendezésben ki kell alakítani egy fő földelőkapcsot vagy „sínt”. Mivel bonyolultabb vezetékezésű berendezések esetén egy kapocs a szükséges számú villamos csatlakozáshoz semmiképpen nem lesz elegendő, így a csatlakozó főelosztókban földelősínt kell kialakítani. Ez összhangban van az MSZ 447:1998 szabvány 4.5.7.3. szakaszának azon előírásával is, miszerint minden vezetéket önálló villamos kötéspontról kell indítani.
Ez egyúttal üzembiztonsági kérdés is, de mivel erről a sínről indulnak a védővezetők (PE), ez a villamos biztonság egyik alapkérdése is. Az MSZ 2364-540:1995 szabvány 542.4.2. szakasza alapján az épület földelőrendszeréről érkező földelővezetőbe (ha több van, akkor mindegyikbe) – mérés céljából, hozzáférhető helyen – földelésbontót kell beépíteni, ami csak szerszámmal kezelhető. Ez a „földelésbontó” tehát egy olyan bontható villamos kötés, aminek célja, hogy földelési ellenállásmérés esetén a fő földelősínre csatlakozó földelések (földelővezetők) egyenként megbonthatók legyenek. A két előbbi műszaki szempontot egyenértékűen kielégíti a következő egyszerű és hosszú távon üzembiztos műszaki megoldás.
A csatlakozó főelosztó (mint pecsétzárazandó szekrény, tokozat) valamelyik alsó sarka közelében helyezendő el a fő földelősín, vízszintes vagy függőleges helyzetben. A fő földelősín a szükségletnek megfelelő keresztmetszetű, vörösréz anyagú villamos síndarab legyen. Mivel a réz a környezetben mindig jelen levő kéntartalmú gázok hatására barna színű, rossz vezetőképességű réteggel vonódik be, ezért célszerű galvanikusan ónozni, ennek hiányában vékony vazelinréteggel bevonni.
A síndarab rögzítését egyszerű esetben átfúrással és csavarszár-lábakon történő rögzítéssel lehet biztosítani. A sín olyan hosszban legyen leszabva, hogy szekrényen belüli szakaszán a pecsétzárazott térben elkészítendő villamos kötések, szekrényből kinyúló szakaszán pedig a kívül rácsatlakoztatandó villamos kötések férjenek el [földelővezető(k) és szükség szerint EPH gerincvezető(k)].
Ehhez természetesen a csatlakozó főelosztó szekrényét, vagy tokozatát a sínszakasz méretéhez igazodóan a szükséges helyen ki kell vágni. Attól függően, hogy a csatlakozó főelosztó falba lesz-e süllyesztve, a kinyúló sínszakasz a csatlakozó főelosztó mellett falba épített, megfelelő méretű, „nehéz” kivitelű műanyag dobozba nyúlhat be, egyébként megfelelő szilárdság esetén a kinyúló sínrész a levegőben is állhat.
Ha a csatlakozó főelosztó és a földelés „kötődoboz” valamely ok miatt nem lehet közvetlenül egymás mellett, a sín átvezetése akkor is megoldható, ha annak falba kerülő szakasza enyhén ellapított vékony falú műanyagcsőbe kerül. Ezzel a megoldással egyenértékűen kezelhető a fő földelősín pecsétzárazott térben levő, illetve szabadon hozzáférhető szakasza.
A fő földelősín villamos kötéseit a sínméretnek és a bekötni kívánt vezetők keresztmetszetének megfelelő sínkapcsokkal lehet megvalósítani. A sín anyagába fúrt menetekkel és csavarokkal történő csatlakoztatás nem javasolható, mert a sín félkemény vörösréz anyagából könnyen kiszakad a menet, az átmenő furatokkal és csavarokkal pedig a nem egyszer szűk helyen nem lehet megfelelően dolgozni, erre pedig a későbbiekben is szükség lehet.
A cikk következő részében a szigetelt szabadvezetékes csatlakozások témaköréről lesz szó, valamint a fogyasztói túlfeszültség elleni védelem durvavédelmi készülékeinek beépítési lehetőségeiről a csatlakozó főelosztó/házi csatlakozószekrény helyének és kialakítási módozatainak függvényében, természetesen előtérbe helyezve az üzembiztonság szempontjait.
(Folytatása következik)
