Az új villámvédelmi szabvány
2007/10. lapszám | Kruppa Attila | 11 469 |
Figylem! Ez a cikk 19 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az MSZ EN 62305-3 a villámhárító egyes részeinek kialakításán túl még három rövidebb lélegzetű témakörrel foglalkozik: a belső villámvédelemmel, a külső villámvédelmi rendszer felülvizsgálatával, valamint a veszélyes érintési és lépésfeszültségek ell...
Belső villámvédelem
Az MSZ EN 62305 3. lapja a felfogó-, levezető- és földelőrendszer kialakításán, tehát a külső villámvédelmen túl a belső villámvédelmet is tárgyalja, de csak abból a szempontból, hogy a villámcsapás az épület belső (közvetlen villámcsapástól védett) térrészeiben ne veszélyeztessen életet és ne vezethessen tűz kialakulásához.
Ennek megfelelően az itt ismertetett intézkedések a másodlagos kisülések létrejöttét gátló (villámvédelmi célú) potenciálkiegyenlítésre (lightning equipotential bonding) vonatkoznak. Nem tartozik ebben az értelemben a belső villámvédelemhez az épületben lévő elektromos és elektronikus rendszerek védelme, amellyel majd az (MSZ IEC 1312-t leváltó) MSZ EN 62305-4 foglalkozik.
Villámvédelmi célú potenciálkiegyenlítés
A villámvédelmi célú potenciálkiegyenlítésbe az alábbi részeket kell bevonni:
. az épületszerkezet fém részeit (burkolatok, tartószerkezetek stb.),
. a fémszerkezeteket (amelyek az épületben elhelyezett berendezésekhez, szerkezetekhez tartoznak, de nem képezik szoros értelemben az épületszerkezet részét, így például gépészeti fémszerkezetek, polcrendszerek stb.),
. a belső (villamos és elektronikus) rendszereket,
. a vezetőképes külső szerkezeteket és vezetékeket (hálózatokat), amelyek az épülethez csatlakoznak.
A külső villámvédelmi rendszert (LPS-t) és a fenti szerkezeteket, rendszereket közvetlenül vagy - ha ez valamilyen okból nem lehetséges - túlfeszültség-levezető közbeiktatásával kell összekötni (az MSZ IEC 1312-1 szerinti értelemben: összecsatolni).
Szigetelt külső villámvédelmi rendszer esetén ez az összekötés csak a talajszinten történhet, mert csak így biztosítható, hogy - amint az a szigetelt villámvédelem definíciójából következik - villámáramok ne kerüljenek érintkezésbe a védett építménnyel. Nem szigetelt külső villámvédelmi rendszer esetén az összekötés helyének ugyancsak a talajszintet célszerű választani, ezen túlmenően azonban a veszélyes megközelítések helyén is szükséges az összekötések megvalósítása.
A belső rendszerek potenciálkiegyenlítésbe történő bevonásánál figyelembe kell venni, hogy az összekötés hatására villámáram egy része megjelenhet a villamos és elektronikus berendezéseket összekötő hálózaton is. Ennek a problémának a megfelelő kezelése csak az MSZ EN 62305-4-re való tekintettel lehetséges. Anélkül, hogy a potenciálkiegyenlítés gyakorlati kivitelezésében elmélyednénk, szükséges még néhány - az eddig megszokottaktól eltérő - részlet kiemelése az alábbiakban.
Sorozatunk korábbi cikkében már említettük, hogy a nálunk "veszélyes megközelítés"-nek (separation distance) nevezett távolság számítása meglehetősen összetett feladat.
Értéke nemcsak a villámáramút hosszától függ (amint az az MSZ 274 vonatkozó képletében szerepel), hanem a villámhárító (LPS) osztályától, a levezetők számától és geometriai elhelyezkedésétől, sőt, a levezető és az azt megközelítő vezetőképes hálózat közötti anyagminőségtől is (pl. levegő vagy betonfal). A számítás bonyolultsága a fizikai folyamatok oldaláról közelítve jogos lehet, a gyakorlat szempontjából mégis aggályos, hiszen a számítás elvégzése gyakran visszatérő feladat a villámhárító kivitelezésének helyszínén is.
A (villámvédelmi) potenciálkiegyenlítés céljára használt vezetők minimális keresztmetszete az eddigi gyakorlathoz képest csökkent. Az egyes értékeket funkció és anyagminőség függvényében az 1. táblázatban találjuk. Különösen az 1. típusú (korábban: "B" fokozatú) túlfeszültség-levezetők bekötésére megkövetelt minimális 5 mm2-t találhatjuk érdekesnek annak fényében, hogy a védelmi eszközök gyártói eddig kivétel nélkül 16 mm2-t javasoltak (olyannyira, hogy a levezetők bekötő sorkapcsai sokszor nem is voltak alkalmasak lényegesen kisebb keresztmetszet fogadására!).
Az első pillanatra indokolatlanul kicsinek tűnő keresztmetszet védelmében talán annyit lehet felhozni, hogy a gyakorlatban számtalan esetben (például tetőn elhelyezett gépészeti berendezések elosztóiban) kell olyan helyen is 1. típusú túlfeszültség-levezetőt beépíteni, ahol a környezet jellegénél fogva a korábbi 16 mm2-es követelmény irreális volt. Tegyük hozzá rögtön, hogy ezeken a helyeken nincs és nem is lehet szükség túl nagy villám-részáramok levezetésére. Ugyanakkor az épületek betáplálási pontján beépített túlfeszültség-levezetők bekötésére az 5 mm2 joggal tűnik kevésnek, elsősorban az ilyen kis keresztmetszetű vezeték mechanikai tulajdonságai miatt, ezért - a cikk írója szerint - célszerű továbbra is a gyártói útmutatásoknak megfelelően eljárni.
Felülvizsgálat
A felülvizsgálat szerényen és feltűnés nélkül a 3. lap vége felé kapott helyet, a külső villámvédelmi rendszer részeinek leírását követően. A vizsgálati követelmények csak a villámhárítóra (LPS - Lightning Protection System) vonatkoznak, a 4. lapban kifejtett túlfeszültség-védelmi rendszerre (pontosabban fogalmazva az LPMS-re, azaz a villám által keltett elektromágneses impulzus elleni védelmi rendszerre) nem. Utóbbi felülvizsgálati követelményeit az MSZ EN 62305-4 végén találjuk majd.
A felülvizsgálat tárgya és célja kettős.
. Annak igazolása, hogy a villámhárító megfelel az MSZ EN 62305-re alapozott terveknek. (Fűzzük hozzá ehhez annak ellenőrzését is, hogy az épület jellemzői is megfelelnek a kockázatszámítás során rögzített paramétereknek.)
. Annak ellenőrzése, hogy a villámhárító elemei jó állapotban vannak, képesek feladatuk ellátására és nem korrodálódtak.
A felülvizsgálat időpontja a következő.
. A létesítmény építése alatt a később eltakart részek ellenőrzése érdekében.
. A villámvédelem létesítését követően.
. Időszakosan, a létesítmény jellegének megfelelően.
. A létesítmény funkciójának változásakor, átalakításkor és javításkor, illetve közvetlenül a villámcsapást követően.
A megszokott felülvizsgálati rendhez képest az új szabvány kevés újdonságot hoz. Kiemelhető ezek közül a létesítmény építése alatti felülvizsgálat, amely értelemszerűen a villámhárítónak azokra a részeire terjed ki, amelyeknek az állapotáról a létesítmény elkészülését követően gyakran méréssel sem lehet közvetlenül meggyőződni, továbbá a mérésekkel felderített esetleges hibák kijavítása körülményes. A kivitelezés ezen szakaszának kellő szintű dokumentálása utólag nem pótolható, ezért az építés alatti felülvizsgálat indokolt.
A másik újdonság az időszakos vizsgálat sűrűsége, melyre az "E" mellékletben a 2. táblázatban feltüntetett időintervallumokat találjuk. Meg kell jegyeznünk, hogy az "E" melléklet csupán "informatív" része a szabványnak, a benne foglaltak ezért ajánlások. Sőt a szabvány azt is megjegyzi, hogy a felülvizsgálatok sűrűségénél a vonatkozó nemzeti rendeletekre tekintettel kell lenni.
Az időszakos vizsgálat során
. a felfogórendszer, a vezetők és az összekötőelemek korrózió hatására bekövetkezett állapotromlására,
. a földelőrendszer ellenállására,
. a földelőrendszer korróziójára,
. az összekötő- és rögzítőelemek, valamint az EPH-bekötések állapotára
kell különös figyelmet fordítani.
Védekezés érintési és lépésfeszültségek ellen
A külső villámvédelemhez "ragasztva" az MSZ EN 62305-3 törzsdokumentumának legvégén találjuk a veszélyes érintési és lépésfeszültségek elleni védelem követelményeit, amelyek néhány új szemponttal egészíti ki a villámvédelmet. A levezetők közelében - amelyet a szabvány 3 m-es sugárral határol - veszélyes érintési és lépésfeszültségek alakulhatnak ki akkor is, ha a külső villámvédelem egyébként megfelel a vonatkozó követelményeknek.
A veszélyes érintési feszültség kialakulásának valószínűsége elhanyagolható, ha:
. személyek jelenlétének valószínűsége az épületen kívül, illetve a levezetők közelében nagyon kicsi;
. a villámhárítóhoz tartozó természetes levezetőt kiterjedt fémszerkezetek, illetve -oszlopok rendszere alkotja;
. a levezetők 3 m-es sugarú környezetében a talaj felszíni rétegének fajlagos ellenállása legalább 5 k m.
Amennyiben ezek a feltételek nem teljesülnek, a következő védelmi intézkedések tehetők:
. a levezetők szigetelése olyan anyaggal, amelynek lökőfeszültség-állósága 100 kV, 1,2/50 ?s-os impulzusalak mellett (pl. min. 3 mm vastag térhálós polietilén);
. figyelmeztető feliratok elhelyezése, illetve fizikai elkerítés az érintés valószínűségének csökkentésére.
Analóg módon az előbbiekhez, veszélyes lépésfeszültség kialakulásának valószínűsége akkor elhanyagolható, ha:
. személyek jelenlétének valószínűsége az épületen kívül, illetve a levezetők közelében nagyon kicsi;
. a levezetők 3 m-es sugarú környezetében a talaj felszíni rétegének fajlagos ellenállása legalább 5 k m.
A feltételek teljesülésének hiányában csökkenthető a veszély az alábbi intézkedésekkel:
. (a talaj felszínének) potenciálkiegyenlítése hálós földelő alkalmazásával;
. figyelmeztető feliratok elhelyezése, illetve fizikai elkerítés veszélyes terület megközelítésének akadályozására.
Az MSZ EN 62305-3 mellékletei
Többször utaltunk már az MSZ EN 62305 mellékleteinek fontosságára, amit most ismét meg kell erősítenünk. A szabvány részletes bemutatása túlmutat e cikksorozat keretein, ezért elégedjünk meg a 3-as lap mellékleteinek rövid felsorolásával:
"A" - A felfogórendszer elhelyezése (azaz a szerkesztési módszerek bemutatása).
"B" - Az épülethez csatlakozó kábelek árnyékolásának minimális keresztmetszete a másodlagos kisülések bekövet-kezésének elkerülése céljából.
"C" - Villámáramok megoszlása a levezetőkben.
"D" - Kiegészítő információk robbanásveszélyes létesítmények külső villámvédelméhez.
"E" - Útmutató a tervezéshez, kivitelezéshez, karbantartáshoz és felülvizsgálathoz.
Különösen hangsúlyos a szerepe az "E" mellékletnek, amely bár csupán ajánlás (azaz nem "normatív", hanem "informatív"), lényegében - mintegy "ismétlésképp" - újra végigveszi a törzsdokumentumban foglaltakat, számos gyakorlati részlettel kiegészítve.
