Figylem! Ez a cikk 11 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A villamos készülékek által okozott tüzek megelőzése címmel megjelent, az októberi lapszámunkban olvasható cikkünk folytatása következik, amelyben egyrészről lezárjuk az előzőkben megkezdett gondolatokat, másrészről megvizsgáljuk a villamos készülékek által létrehozott mágneses, illetve elektromágneses erőtereket és azok környezetünkre gyakorolt hatását.
A szabványok alkalmazása az eredeti szabványtörvényt módosító 2001. évi CXII. törvény 4. § értelmében nem kötelező, de e törvény szerint a műszaki tartalmú jogszabályok hivatkozhatnak olyan nemzeti szabványokra, amelyek alkalmazása esetén a jogszabály vonatkozó követelményei is teljesülnek. Ebből következik, hogy más megoldásokat is lehet alkalmazni, akkor azonban be kell bizonyítani, hogy ezek legalább azt a biztonsági szintet képviselik, mint a szabványokban megadottak. (Ilyen bizonyítás azonban természetesen csak akkor lehetséges, ha ismerjük a szabványok követelményeit, s az ezek által nyújtott biztonsági szintet.) Jelenleg az épületek villamos berendezéseinek létesítésére vonatkozó MSZ HD 60364 szabványsorozat (amelynek régebbi kiadású tagjai az MSZ 2364 számot viselik) tartalmazza a tervezés és kivitelezés követelményeit, amelyek teljesítése az előirányzott használat időtartamára biztosítják a megfelelő működést és biztonságot.
A rögzítetten felszerelt vezetékeket (és főként ezek kötéseit!) úgy kell elhelyezni, hogy egyrészt védve legyenek a sérülésüket okozható durva mechanikai erőhatásoktól, másrészt lehetőleg ne gyúlékony környezetben legyenek telepítve (a közelükben lévő gyúlékony anyagoktól megfelelő, nem éghető anyagokkal elválasztva). Ebből a szempontból külön fel kell hívni a figyelmet a dobozok zárófedeleinek elhelyezésére. (A tapétázók előszeretettel távolítják el ezeket, mondván: kidomborodásuk szépséghiba. Így éppen a gyúlékony tapétát helyezik a melegedő és valószínű zárlati helyet jelentő kötések közvetlen közelébe.) A fogyasztókészülékek nem rögzítetten elhelyezett csatlakozó vezetékeinek helytelen elhelyezése ellen a villamos berendezés létesítője a dugaszolóaljzatok megfelelő elhelyezésével védekezhet. Általában az a helyes, ha minden összefüggő falsíkon van aljzat, így a hajlékony csatlakozóvezetékeket nem szükséges nyíló ajtók előtt, azokat keresztezve vezetni. Szerencsés, ha az aljzatok az ajtók mellé (és nem a falsík közepére) kerülnek, mert így kevésbé valószínű azok bútorokkal való elfedése. (Persze arra is gondolni kell, hogy egy csatlakozóvezeték 2-2,5 m hosszú, így ennél hosszabb falsíkok esetén nem lesz elegendő csak az egyik ajtó mellé szerelni dugaszolóaljzatot.) Ma már csak a kettős, hármas és négyes aljzatok felszerelése célszerű, és ha az első üzembe helyezéskor takarékosságból esetleg nem ilyet szerelnek, akkor legalább a későbbi cserére kell megfelelő helyet biztosítani. Igen fontos, hogy a dugaszolóaljzatokat ma már csak megfelelő dobozban, s csavaros (nem a régi karmos megoldású!) felerősítéssel szabad a dobozba erősíteni.
A dugaszolóaljzatok elhelyezési magasságára nincs előírás, megfontolandó, hogy ezek talaj közelébe (a padlótól 20-30 cm-re) vagy derékmagasságba kerüljenek. A derékmagasságú elhelyezést egyrészt az indokolhatja, hogy a csatlakoztatott készülékek általában asztalra kerülnek, tehát ha ezek közvetlenül a fal mellett helyezkednek el, akkor egyszerűbb a csatlakoztatás; másrészt az, hogy az egészen kicsi gyerekek nehezebben férnek hozzá. Ha viszont a csatlakozó készülékek nem a fal mellett, hanem a szoba közepén (vagy a faltól távol) lesznek, akkor a csatlakozó vezetékek a padlóra kerülnek, s ezek céljára kedvezőbb a padló-közeli elhelyezés.
Elektromágneses környezetünk
Nagyjából mindenki tisztában van azzal, hogy a villamos elven működő (háztartási vagy egyéb) villamos készülékek mágneses, illetve elektromágneses erőtereket hoznak létre, így megváltoztatják természetes elektromágneses környezetünket. Fontos azonban tudnunk, hogy a megváltozott környezet mennyire befolyásolhatja életünket. Számtalan vizsgálatsorozatot végeztek, illetve végeznek azon értékek megállapítására, amelyek egyrészt feltételezhetően még nem károsak szervezetünkre, másrészt viszont műszaki, gazdasági szempontból még biztosíthatók. Ezeket az értékeket különféle szabványokban, irányelvekben rögzítik, kellő irányt adva a jövő képének kialakításához. Ezek az elvek a műszaki szakembereknek jó tájékozódást, a felhasználóknak pedig kellő támpontot adnak. Fontos megjegyezni azt is, hogy a technika fejlődésével minden intézmény, forgalmazó becsületbeli kötelessége a lehető legfejlettebb technika bevezetése, használata, tudva azt, hogy utólagos védelem kialakítása mindig nehezebb feladat, és csak részleges megoldást ad. A mai fogyasztói társadalom előrelátást, az egészséggel kapcsolatos törődést kíván meg mindenkitől.
EMC – Electromagnetic Compatibility
Az elektromágneses összeférhetőség (kompatibilitás) is a modern, félvezetős berendezések problémája. A villamos készülékek káros egymásra hatásának kiküszöbölése elsősorban a gyártók feladatkörébe tartozik, nekik kell olyan készülékeket kialakítaniuk, amelyek nem keltenek zavaró felharmonikusokat, s amelyek nem is túlzottan érzékenyek ezekre. A berendezések létesítőinek elsősorban a vezetékek elrendezésével kell ezen jelenségek ellen védekezniük. Ebből a szempontból az eddigieknél is fontosabb, hogy az áramkörök oda- és visszavezetői közvetlenül egymás mellett (ugyanabban a védőcsőben, ugyanabban a többerű vezetékben) legyenek elhelyezve, s a különböző jellegű (pl. erősáramú és jelátvivő) áramkörök milyen módon és milyen mértékben közelítik meg egymást.
Nézzük először azt, ami az ember számára a legfontosabb: az elektromágneses tereknek az emberi szervezetre gyakorolt hatását. Az előzőkben vázolt elvek megvalósítását célozza az MSZ ENV 50166 előszabvány-sorozat, amely az elektromágneses tereknek az emberi szervezetre gyakorolt hatásával foglalkozik. Meg kell jegyezni, hogy az Európai Szabványügyi Bizottság ezt az előszabványt (amelyre a V jelölés utal – ENV) 1995-ben adta ki, részben az egyes referenciaszintek vitatottsága miatt, részben azzal a szándékkal, hogy a későbbiekben – a beérkező észrevételek alapján – végleges európai szabványt adjon ki. Az említett előszabvány meghosszabbított érvényessége 1999. november 30-án járt le, és eddig nem sikerült végleges szabványt alkotni, ami bizonyítja a kérdés rendkívül összetett és bonyolult voltát. Az ismertetendő határértékek tehát nem tekinthetők szabványos értékeknek, azonban ennek ellenére igen jó tájékoztatást adhatnak.
A következőkben csak a kisfrekvenciás, tehát 0 Hz-től 10 kHz-ig terjedő elektromágneses terekre szorítkozunk, ezek közül is kiemelten a hálózati, 50 Hz frekvenciával működőkre. A háztartási készülékek működtetése, illetve a termelt villamosenergia-szállítás, az elosztáshoz szükséges villamos készülékek is e tartományban fejtik ki hatásukat. Az elektromágneses tér lényegében két egymástól független teret jelent. Az elektromos teret (E) a villamos feszültség alatt álló vezető létesíti a környezetében, mértékegysége a V/m, azaz a hosszegységre eső feszültség. A mágneses teret (H) a villamos árammal terhelt vezető létesíti a környezetében; mértékegysége az A/m. A mágneses tér jellemzésére a mágneses indukciót vagy mágneses fluxus-sűrűséget (B) is használják, főleg biológiai hatások leírására. Egysége a Tesla (T), amely egyenlő 1 Vs/m2-rel vagy 1 Wb/m2-rel. A gyakorlatban ennek milliomodrészét, azaz a µT-t használják. A B és H között légüres térben – gyakorlatilag a levegőben és a biológiai szövetekben – lineáris arány van (ez a permeabilitás): 1 A/m mágneses térerősség 1,26 mT indukciónak felel meg. Mágneses anyagokra ez az arány a mágneses térerősség függvényében változó érték.
Még két fogalommal kell megismerkedni, az indukált áramsűrűséggel és az érintési árammal. Az elektromos vagy mágneses tér és az emberi test közvetlen kapcsolata közvetlen hatásokat eredményez. A váltakozó elektromos vagy mágneses tér áramot indukál, ezen áram okozta áramsűrűség (A/m2 vagy mA/mm2) értéke határozza meg azt, hogy az emberi szervezetre káros-e. Az indukált áram nagysága függ a térerőtől, a frekvenciától, a test méretétől, alakjától és térbeli elhelyezkedésétől. Az elektromos tér az exponált testen felületi töltést hozhat létre, amely a bőrön viszkető érzést, a testszőrzet vibrációját és kis kisüléseket (pl. ruházattal) okozhat. Az elektromágneses erőtér energiát közvetít, így biológiai hatása is lehet. Elvileg minden esetben hő keletkezik, ha az elektromágneses erőtér vezető testtel találkozik (ez a frekvencia négyzetével arányos), e hőteljesítmény azonban az ipari frekvenciájú erőterekben nem érzékelhető.
Közvetett hatás jön létre, amikor elektromos vagy mágneses térrel csatolásban lévő bizonyos tárgyakat (pl. fémszerkezetet) megérint valaki. Ez szikrakisüléseket és folyamatos érintési áramot eredményezhet, amely nagyságától függően ingerelheti az idegeket és az izmokat, rossz érzést, ijedtséget, áramütést és égést okozhat. Az érintési áram az a váltakozó áram, amely az emberi testen átfolyik, ha olyan vezető tárggyal érintkezik, amely elektromos (villamos) vagy mágneses térrel van kapcsolatban. Összefoglalva (hálózati frekvenciákra vonatkoztatva): az elektromos tér csak a feszültségtől, a mágneses tér csak az áramerősségtől függ. Példával érzékeltetve: ha nagyfeszültségű távvezeték közelében vagyunk, akkor elsődlegesen az elektromos tér hat ránk (ez azonban az élő környezetünktől, valamint a lakosságtól távolabb esik, és csak időszakos, de a háztartásokban jellemző 230 V-os feszültségszinten a villamos erőtér a vezetéktől néhány milliméterre már elhanyagolható).
Ha nagyobb árammal terhelt vezeték közelében vagyunk, akkor a mágneses tér hat ránk. Mit nevezünk ez esetben nagyobb áramnak? Elsősorban nem a háztartásokban kell keresnünk, hanem például az épületekben elhelyezkedő transzformátorok és elosztóberendezések környezetében, ahol a transzformátor kisebb feszültségű oldalán több száz amper nagyságrendű áramerősségek vannak. Ezeknél a nagyobb áramerősségeknél az áram az idegeket és az izomszövetet ingerelheti. Ezt az érzést legfeljebb a villamos szakmában dolgozó emberek érzékelhetik. Hangsúlyozni kívánjuk, hogy élettani károsodást csupán hosszú ideig tartó behatás okozhat. Maguk a természeti jelenségek is létrehoznak ugyanis bizonyos értékű villamos és mágneses tereket, ezért az emberi természet úgy van megalkotva, hogy ezek hatását órák alatt regenerálja. A műszaki berendezések által létrehozott villamos és mágneses terek erőssége ugyan ezeknél nagyobb erősségű lehet, de egészségileg káros hatást ezek is csak akkor hozhatnak létre, ha a hosszú ideig tartó behatás miatt az emberi reakciónak nincs ideje a regenerálásra. Az elektromágneses tér az emberi testet különböző módon veszi igénybe. Maga az emberi test is megváltoztatja az elektromos és mágneses tereket a környezetében, amit igen nehéz meghatározni, ezért a szabványok mindig a zavartalan elektromágneses terek határértékeit írják elő.
Az 1. táblázatban szereplő értékeket számításokkal és mérésekkel határozták meg – megfelelő biztonsági tényezők figyelembevételével –, abból kiindulva, hogy a külső tér által az emberi testben keltett áram milyen élettani hatást okozhat. Nézzük ezek után a gyakorlatban előforduló elektromos és mágneses térerősségek tényleges értékeit. Villamos térerősségek (maximális megengedett értékek az irodalom alapján):
380 kV-os szabadvezeték: 6 kV/m,
110 kV-os szabadvezeték: 2 kV/m,
10 kV-os szabadvezeték: 0,5 kV/m,
villamos vasaló: 0,1 kV/m,
hajszárító: 0,05 kV/m.
1. táblázat: A külső tér és az emberi testben keltett áram élettani hatása 2. táblázat: A háztartási készülékek által létrehozott legnagyobb mágneses terek
Mágneses térerősségek az MSZ EN 61000-4-8 szabvány tájékoztató melléklete szerinti néhány esetben a következők: a háztartási készülékek által létrehozott legnagyobb mágneses térerősség-értékek (25 alaptípusú, 100 különböző eszköz mérésének az eredményei) 2. táblázat szerintiek. A lakosságot gyakorlatilag az az eset érinti, ha a lakása alatt transzformátorállomás működik. A jelölt transzformátor teljesítménye a legnagyobb előforduló teljesítményt mutatja, teljes kiterhelés esetén.
Tudnunk kell azonban, hogy az esetek túlnyomó többségében az előforduló áramterhelés töredéke a teljes terhelésnek. Mivel a fogyasztók nem közvetlenül érintkeznek a transzformátorral, az 1 m-es távolságot figyelembe véve 5,5 µT mágneses térerősségnek felel meg, és ez a szigorúbb megengedett határérték mintegy 5%-a. A lakosságban félelmet keltenek a különböző kis-, közép- és nagyfeszültségű szabadvezetékek. Fizikai törvényszerűségekből következtethető, hogy problémát nem okozhatnak (figyelembe véve a vezetéktől mért távolságot, illetve a „kis” áramterhelés mértékét). Az elvégzett vizsgálatok is alátámasztották ezt, mivel a mért értékek az ember tartózkodási helyén néhány µT értékűnek adódtak. Egy villamos rendszernek az oda- és visszavezetői egymás (villamos és mágneses) erőterei ellen hatnak, egymás hatását ellensúlyozzák. Ezért az oda- és visszavezetők között mindig kiküszöbölhetetlen ugyan mind a villamos, mind a mágneses erőtér, ha azonban nem a vezetők között, hanem a rendszer vezetőitől olyan távolságra végzünk méréseket, amely ezek egymás közti távolságának sokszorosa, akkor ezek az erőterek szinte mérhetetlenül kicsik lesznek.
A megengedett és a gyakorlatban előforduló elektromágneses térerősségek összevetéséből látható, hogy az emberi szervezetre a fellépő térerősségek meg sem közelítik a veszélyesnek minősített határértékeket, tehát a lakosság részéről felmerülő és a médiumokban időnként gerjesztett aggodalmak általában alaptalanok, ami azonban nem azt jelenti, hogy a kérdéssel nem kell foglalkozni, nem kell különleges esetekben ellenőrző méréseket végezni.
