Az új villámvédelmi szabvány
2007/9. lapszám | Kruppa Attila | 14 385 |
Figylem! Ez a cikk 17 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az MSZ EN 62305 villámvédelmi szabvány bemutatását a földelés kialakítására vonatkozó követelményekkel folytatjuk.
A földelőrendszerre vonatkozó alapkövetelmények
Igazán nem panaszkodhatunk arra, hogy az MSZ EN 62305 bonyolítja a földelés ügyét. A szabvány a földelés létesítésére két elrendezés, illetve ezek kombinációjának lehetőségét adja: alkalmazhatjuk az „A” elrendezésnek nevezett (vízszintes vagy függőleges) földelőszondát, vagy a „B” elrendezésnek nevezett gyűrűs (vagy keret-) földelést, utóbbit betonalap-földelő formájában is.
A földelési ellenállás értékére nincs követelmény, a szabvány csupán ajánlja, hogy 10 ohmnál ne legyen nagyobb. Bárhogyan értékeljük is ezt az kijelentést, talán nem árt felidézni az MSZ 274-nek azt a tételét, hogy „a földelési ellenállás nagysága nem játszik szerepet akkor, ha a talajszint közelében fellépő potenciálkülönbségek ki vannak egyenlítve, és ha a villámhárító földelőjének közelébe nem jut idegen potenciál.” (L. MSZ 274-3, F6.3 pontja). A földelés méretét (hosszúságát) az 1. diagram szerint kell megválasztani a talaj ellenállásának függvényében.
- Vízszintes földelőszonda esetén a levezetőkhöz csatlakozó minden egyes földelő hossza legalább a táblázatból leolvasott l1 érték legyen.
- Függőleges földelőszonda esetén a levezetőkhöz csatlakozó minden egyes földelő hossza legalább a táblázatból leolvasott l1 érték fele legyen.
- Gyűrűs földelés esetén a földelő által bezárt terület re átlagos sugara (main radius) legalább a táblázatból leolvasott l1 érték legyen.
- A táblázat értékei figyelmen kívül hagyhatóak, ha a földelési ellenállás értéke 10 ohmnál kisebb.
További követelmény, hogy „A” elrendezés esetén legalább két földelőszondát kell telepíteni: ezt felfoghatjuk annak természetes következményeként is, hogy az MSZ EN 62305 szerint minden felfogóhoz legalább két levezetőnek kell csatlakoznia (l. az előző cikket). Átgondolva ezt a meglehetősen egyszerű feltételrendszert, az alábbi megállapításokat tehetjük.
- Az LPS III és LPS IV osztályba sorolt villámhárítóknál a földelőszondákra vonatkozó követelmény gyakorlatilag megegyezik az MSZ 274 szerinti F3/x fo- kozattal, e tekintetben az új szabvány lényegében nem jelent változást a megszokott gyakorlatban.
- 5 méternél hosszabb függőleges földelőszonda alkalmazására csak elvétve lehet szükség, figyelembe véve a jellemző talajviszonyokat, valamint azt, hogy ezekre csak LPS I és LPS II osztályba sorolt villámhárítóknál van szükség. A hosszú földelőszondák helyett több rövid szondából kialakított földelőcsoport is megfelelő, ha a szondák eredő hosszúsága eleget tesz a követelménynek.
- Gyűrűs földelés megfelelőségének értékelésénél gondot okozhat, hogy a szabvány nem határozza meg, mit kell „átlagos sugár” alatt érteni. A gyűrűs kialakítás ugyanis nem feltétlenül jelent kör alakot, mert B elrendezésnek számít az épület alapját követő tört vonalú vízszintes vezető, sőt a vízszintes vezetőkből kialakított rácsos elrendezés is. A definíció hiányosságát a gyakorlat valószínűleg probléma nélkül kezeli majd, mert bármit értsünk is józan ésszel re átlagos sugár alatt (mondjuk a földelés által bezárt területtel azonos területű körlap sugarát), az re>l1 feltétel teljesülése csak kisebb alapterületű és LPL I vagy II védelmi szintű építmények esetében kétséges. Az „A” és „B” elrendezés együttes alkalmazásának lehetőségét természetesen meghagyja a szabvány, így a gyűrűs földelés szükség esetén kiegészíthető függőleges földelőszondával.
A talaj felső rétegének vezetőképességét a fagyás, illetve a kiszáradás nagy mértékben csökkenti, ezért „A” (földelőszondás) elrendezés esetén a földelőszonda felső végének 0,5 m-nél mélyebben kell lennie, B (gyűrűs földelő) elrendezés esetén pedig a vízszintes vezetőt legalább 0,5 m mélységben kell fektetni. Az egyenletes potenciáleloszlás és a lépésfeszültség csökkentése érdekében a szondákat lehetőleg egyenletesen kell elosztani (hasonlóan a levezetőkhöz). A gyűrűs földelést az épület körítőfalaitól (lehetőség szerint) legalább 1 m távolságra kell vezetni.
E feltételnek természetesen csak akkor van értelme, ha tisztán gyűrűs földelésről beszélünk, azaz nem hálós vagy betonalap-földelésről van szó. Az előbbi követelményeket néhány megjegyzéssel egészíti még ki a szabvány. Villámvédelem szempontjából létesítményenként egy közös földelőrendszer alkalmas minden feladat (villámvédelmi, érintésvédelmi, technikai földelés) ellátására, a földelés ilyen formában történő megvalósítását előnyben kell részesíteni. - A „B” elrendezést, illetve a betonalap-földelést előnyben kell részesíteni olyan létesítményeknél, amelyek érzékeny elektronikus rendszereket tartalmaznak, illetve tűzveszélyesek.
- A villámhárító alkatrészei (így a földelés is) legyenek képesek a villámáram (elektromágneses és dinamikus) hatásait károsodás nélkül elviselni. (l. még ezzel kapcsolatban az MSZ EN 50164: Villámvédelmi berendezés elemei c. szabványt!)
- A villámhárító alkatrészeinek anyaga a beépítés helyén várható korrózió szempontjából legyen megfelelő. A földelők minimális keresztmetszetét az 1. táblázat közli.
Összességében kijelenthetjük, hogy az MSZ EN 62305 meglepően (mondhatni szokatlanul) egyszerű módon határozza meg a földelőrendszer követelményeit, talán még egyszerűbben, mint az MSZ 274. Nem szabad azonban megfeledkeznünk a földelőrendszer korróziójáról, melynek problematikáját a szabvány törzsdokumentuma éppen csak érinti, de az „E” melléklet legalább 6-7 oldalt szentel a kérdés gyakorlati megközelítésének.
A földelőrendszer anyagainak kiválasztása
Érthető, hogy a szabvány kiemelt fontossággal kezeli a korrózió kérdését, különösen a földelés esetében, hiszen a talajban végbemenő elektrokémiai folyamatok nemcsak a földelés, de a létesítmény más fémszerkezeteinek (betonvasalás, csővezetékek stb.) időbeli állapotváltozását is erőteljesen befolyásolják. A fokozott figyelem mellett szól az is, hogy a felszín alatti anyagok állapotára utólag csak mérésekből lehet következtetni, továbbá cseréjük különösen az épületszerkezethez tartozó részeknél utólag nem vagy csak költségesen oldható meg.
A korrózió problémakörének felvetése természetesen nem újkeletű, a jelenleg érvényben lévő szabványok közül az MSZ 2364-540 és az MSZ 274 is taglalja (korábban az időközben visszavont MSZ 172 tartalmazta a vonatkozó információk jelentős részét). Mégis ajánlott az új szabvány idevágó részeinek tanulmányozása, annál is inkább, mert a sok részlet között egy-két „meghökkentő” állítást itt is találunk (ami jól jön, amikor lankadni kezd a figyelmünk). A földelők lehetséges anyagát és méretkövetelményét ismertető 1. táblázatban feltűnhet a réz említése, hiszen ezt az anyagot a magyar gyakorlat lényegében száműzte az acéllal szemben mutatott elektrokémiai reakciója miatt.
Csodálkozásunkat tovább fokozza a 2. táblázat, amely a rezet – a legtöbb környezetben jó anyagnak minősíti – szemben a horganyzott acéllal, amelyet csak „betonban és semleges talajban” történő alkalmazásra ajánl, egyúttal megjegyezve, hogy a (horganyzott) acél korrózióját a réz jelenléte növeli. Ez utóbbi okra hivatkozva mellőztük eddig a réz földelőket.
Csakhogy a szabvány rámutat arra, hogy a betonba ágyazott acél elektrokémiai potenciálja gyakorlatilag megegyezik a talajban lévő rézével, összekötésükkor tehát nem kell a korrózió veszélyének növekedésével számolni. Ugyanezen oknál fogva a betonba ágyazott és a talajban lévő acél potenciálja viszont különbözik, ami a beton és a betonacél károsodásához vezet. Ez az érv tehát a horganyzott acél ellenében a réz földelőszondák alkalmazása mellett szól.
A fejtegetéseket hosszasan lehetne folytatni, itt azonban csak arra akartunk rámutatni, hogy néha célszerű elgondolkodni a bevált gyakorlaton, és az MSZ EN 62305 3. lapjának „E” melléklete kétségkívül erre ösztönöz.
