Szabványok

MSZ HD 60364-5-54:2012 Földelőberendezések és védővezetők I.

Navigálás a változó előírások tengerében XXVIII.

2015/4. lapszám | Rátai Attila |  18 838 |

Figylem! Ez a cikk 9 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Korábban már foglalkoztunk a témával, de 2012-ben új szabvány jelent meg – mi a 2007-est tárgyaltuk. Csodaszámba menő változást ne várjunk, de van pár érdekesség, és amúgy sem árt felfrissíteni tudásunkat.

Fő változások a 2007-es verzióhoz képest

Az új szabvány

• pontosítja a védővezető meghatározását,
• ismerteti, hogyan javítsuk a földelő mechanikai jellemzőit,
• ismerteti az áramütés elleni védelmi és villámvédelmi célú földelőt,
• tartalmaz mellékleteket betonba ágyazott alapozásföldelőkről és talajba ágyazott földelőkről.

Általános előírások

Alkalmazási terület: a terítéken lévő szabványunk a földelőberendezésekkel és védővezetőkkel foglalkozik. Ez magában foglalja a védő-összekötő vezetőket, amelyek a villamos berendezések biztonságát biztosítják.

Rendelkező hivatkozások: a szabványt önmagában egy csontvázhoz lehet hasonlítani. Fel kell „öltöztetni” olyan szabványokkal, amelyek alkalmazásának értelmet adnak. Ilyen például az MSZ HD 60364-4-41, amely az áramütés elleni védelemmel foglalkozik, de ide sorolhatjuk az MSZ EN 60439, illetve MSZ EN 61439 sorozatokat is, az elosztó-berendezésekre vonatkozó szabványsorozatokat is. Említhetnénk még a villámvédelemmel foglalkozó MSZ EN 62305 sorozatot is, nem beszélve az MSZ HD 61140-ről, amely a villamos berendezésekre és szerkezetekre vonatkozó közös szempontokat tárgyalja.

Öltöztessünk csontvázat

Nézzük akkor, hogy az MSZ HD 60364-5-54:2012 szerinti meghatározások miként kelnek életre a különböző szabványok alkalmazásában. Idegen vezetőképes részen nincs értelme hurokimpedanciát mérni. A meghatározásból kiderül ugyanis, hogy az idegen vezetőképes részek nem részei a villamos berendezésnek, csak potenciált tudnak közvetíteni.

Főelosztón is kell hurokimpedanciát mérni, amennyiben I. év. osztályú. Azonban a csakis villamosan értendő test – tehát Carmen Electráé nem, noha a neve félreérthető – minden része kapcsolatban van a PE kapoccsal, tehát elég egy ponton mérni. Fontos megjegyezni, hogy a védőösszekötő-vezető is védővezető, ez később jelentőséggel bír.

A szabvány ezek után a földelőberendezéseket, a védővezetőket, a védővezető-összekötőket tárgyalja, amik után a mellékletek következnek. A fő földelőkapocs elnevezést sokszor keverik az EPH csomópont elnevezéssel. A fő földelőkapocsra csatlakozhat EPH vezető is, vagy EPH gerincvezető, amely a fő földelőkapcsot köti össze az EPH csomóponttal.

Földelőberendezések – általános követelmények

A földelőberendezéseket védelmi vagy üzemi célra is lehet használni. Ez együttesen vagy külön-külön is megvalósítható. A védelmi célú követelmények mindig elsőbbséget élveznek. A villamos berendezéshez tartozó földelőt – ha van – a fő földelő-kapocshoz kell csatlakoztatni.

A kisfeszültségű és nagyfeszültségű táplálással is rendelkező villamos berendezések földelőberendezésének ki kell elégítenie az MSZ HD 60364-4-44:2007 442 fejezetének követelményeit is.

A földelőberendezések célja olyan földcsatlakozás biztosítása, amely:

• megbízhatóan kielégíti a villamos berendezés védelmi követelményeit,
• a földzárlati és védővezető áramokat áramütés veszélye nélkül le tudja vezetni a földbe az ezen áramok által keltett melegedési, termomechanikus és elektromágneses igénybevételek figyelembevétele mellett,
• ha kell, az üzemi követelményeket is kielégíti,
• a várható külső hatásoknak (pl. korrózió, mechanikai) megfelel.

A földelőberendezés tervezésénél, kivitelezésénél az esetleges nagyfrekvenciás áramok jelenlétéből adódó többletkövetelményeket figyelembe kell venni. Ehhez hasonlóan biztosítani kell, hogy a földelő bármilyen változása ne befolyásolhassa kedvezőtlenül az áramütés elleni védelmet.

Földelőberendezések – földelők

A földelőberendezések anyagát és méreteit úgy kell megválasztani, hogy a földelő tervezett élettartamáig ellenálljon a korróziónak. A mechanikai szilárdságát szintén meg kell őriznie a tervezett időtartamig.

A korrózió szempontjából figyelembeveendő szempontok:

• adott helyen lévő talaj pH értéke,
• fajlagos ellenállás,
• nedvességtartalma,
• szórt és szivárgó váltakozó és egyenáram,
• vegyi szennyeződés és hasonló anyagok.

A szabvány táblázatban közli a talajba vagy betonba ágyazott földelőkhöz általánosan használt anyagok legkisebb méreteit. Ezen méreteket a korrózióállóság, illetve a mechanikai szilárdság szempontjából állapították meg. A szabványalkotók még arra is figyeltek, hogy a vízszintesen fektetett földelőkhöz kisebb vastagságot állapítsanak meg a függőlegesen telepített földelőkhöz képest, mivel a függőleges földelőkön nagyobb a fizikai igénybevétel a beágyazásukkor.

Megjegyzendő még, hogy villámvédelmi földelők esetében az MSZ EN 62305-3 földelőkre vonatkozó előírásait kell betartani. A földelők számát a talajviszonyoknak és a kívánt földelési ellenállásnak megfelelően kell megválasztani. A földelő hatékonysága a kialakításától és a talajviszonyoktól függ. A szabvány mellékletben ismerteti a földelő ellenállás-becslésének módszereit (D melléklet). Cikkünk végén ismertetjük ezt a mellékletet.

Alkalmazható földelők

A földelők a következők lehetnek:

• betonba ágyazott alapozásföldelők,
• talajba ágyazott alapozásföldelő,
• fémes elektród (rúd, huzal, szalag, cső, lemez) függőlegesen vagy vízszintesen közvetlenül a talajba ágyazva,
• kábelek fémköpenyei és más fémrétegei,
• más föld alatti fémszerkezetek,
• földben lévő beton – kivéve előfeszített beton – hegesztett betonvasszerkezete.

Mielőtt adott megoldást választunk, ellenőrizni kell, hogy a beágyazandó földelő megfelel-e a helyi követelményeknek és körülményeknek.

További létesítési előírások

A földelők típusánál és beágyazási mélységénél a következőket kell figyelembe venni:

• várható mechanikai sérülések,
• talaj kiszáradása,
• talaj fagyása.

Az anyagválasztásnál figyelembe kell venni a lehetséges elektrolitikus korróziót. Betonba ágyazott alapozásföldelőhöz csatlakoztatott külső vezetők esetében a tüzihorganyzott acél anyagú kötéseket nem szabad a talajba ágyazni. Folyadékot vagy gázt szállító fémcsöveket nem szabad földelőként használni, és a beágyazott hosszt sem szabad figyelembe venni a földelő méreteinek meghatározásánál (természetesen a védő egyenpotenciálú összekötésbe való bekötést ez a követelmény nem érinti).

Katódos korrózióvédelem esetén a folyadékot vagy gázt szállító cső lehet egyedüli földelő, ha:
• a cső közvetlenül az adott speciális szerkezethez csatlakozik,
• az adott szerkezet TT-rendszerrel táplált,
• csak az adott szerkezet egyedüli földelője.

Földelők nem merülhetnek közvetlenül patak, folyó, medence, tó vagy hasonlók vizébe. Ahogy már írtuk, ebben az esetben nem tudnák biztosítani a már említett követelményt, hogy a környezeti változások nem befolyásolhatják jelentős mértékben a földelő ellenállását. A földelő egymással csatlakoztatott részeit egymással exoterm hegesztéssel, préselt csatlakozókkal, bilincsekkel vagy más alkalmas mechanikai csatlakozókkal kell megvalósítani. A vas csak kötözőhuzallal megvalósított csatlakozásai nem megfelelők.

Földelővezetők

A földelővezetők keresztmetszete réz esetén minimum 6 mm2, acél esetén minimum 50 mm2 legyen. De ezen felül meg kell felelniük a szabványban egyéb helyeken, egyéb tényezőket is figyelembe vevő méretre vonatkozó előírásoknak is.

Ha a földelőhöz villámvédelmi berendezés is csatlakozik, akkor a földelővezető keresztmetszete réz esetén minimum 16 mm2, vas esetén minimum 50 mm2 legyen. Alumíniumvezetőt földelővezetőnek alkalmazni tilos!

Amennyiben a földelővezetőn várhatóan nem fog számottevő zárlati áram folyni – ilyen táplálás az IT vagy NT rendszer –, akkor az előbbi minimális keresztmetszetre vonatkozó előírások betartásának észben tartása mellett semmiképpen sem kell réz esetén 25 mm2-nél nagyobb keresztmetszetű vezetőt alkalmazni. Persze ez az ezzel megegyező vezetőképességet nyújtó más anyagú vezetőkre is igaz.

A földelővezetőt a földelőhöz csatlakoztatni exoterm hegesztéssel, szorítócsatlakozókkal, bilincsekkel vagy más alkalmas mechanikai csatlakozókkal kell. A bilincs nem károsíthatja a földelőt vagy a földelővezetőt. Olyan csatlakozóeszközök vagy szerelvények, amelyeknél a kötés csak magától a forraszanyagtól függ, önmagukban nem alkalmazhatók, mert nem nyújtanak kellő mechanikai szilárdságot.

Függőleges elektródák esetében lehet olyan eszközöket csatlakozásra használni, amelyek megengedik a csatlakozás ellenőrzését vagy a rúd cseréjét.

Fő földelőkapocs

Hol kell földelőkapcsot kialakítani? Minden olyan villamos berendezésben, amelyben védő egyenpotenciálú összekötés van. A földelőkapocshoz csatlakoztatni kell:

• védő összekötő vezetőket,
• földelővezetőket,
• védővezetőket,
• üzemi földelővezetőket, ha szükséges (nálunk igen).

Pár fontos megjegyzés

Nem szükséges minden egyes védővezetőt közvetlenül a fő földelőkapocshoz csatlakoztatni, ha az más védővezetőn keresztül csatlakozik ehhez a kapocshoz. Az épület fő földelőkapcsát lehet erre a célra használni. Több földelőkapocs használata esetén azokat össze kell kötni. A földelőkapocshoz csatlakozó összes vezetőnek külön-külön és csak szerszámmal bonthatónak kell lennie, ez azt jelenti, hogy még közös szemes saruba kötés sem megengedett.

D melléklet

A talajba ágyazott földelők kialakítása

A földelő ellenállása függ 1) a méretétől, 2) az alakjától, 3) a talaj fajlagos ellenállásától, amelybe be van ágyazva. Azonban a talaj fajlagos ellenállása változó mind a hely, mind a mélység, mind a körülmények tekintetében.

A talaj fajlagos ellenállása m-ban van megadva, ami 1 m² és 1 m hosszú földhengernek az Ω-ban megadott ellenállása.

Arra, hogy a talaj mennyire kedvező jellemzőkkel rendelkezik a földelő befogadását illetően, következtethetünk a növénytakaró vagy a földfelszín kinézetéből, de igazi segítséget a mérések adnak, azonban így sem egyszerű a helyzet. A talaj fajlagos ellenállása adott helyen, adott mélységben is jelentősen változhat, mivel a talaj nedvességtartalma és hőmérséklete változhat.

• Ha az adott talajrétegen vízér folyik keresztül, az az apróbb szemcséket kimossa, így a talaj vizenyős természetes szűréssel megtisztított, köves földből áll majd. Az így megváltozott porozitás és szemcsézettség miatt jelentősen romlik majd a talaj nedvességtartó képessége.
• A talaj nedvessége és hőmérséklete a napszakok változása miatt eleve változni fog.
• A fagy és a kiszáradás is jelentősen megnöveli a talaj fajlagos ellenállását, akár a több k -t is elérheti. A fagyos réteg vastagsága akár az 1 métert, a kiszáradási határ akár a 2 métert is elérheti.
• Legyen szó akár vízátfolyásos, akár fagyott vagy kiszáradt talajról, a megoldás hosszabb földelő alkalmazása lehet.

A talaj fajlagos ellenállása

A szabvány két táblázatot közöl. Az egyik a különböző talajtípusok fajlagos ellenállási adatait adja meg, míg a másik azt jelzi, hogy hogyan változik az azonos jellegű talaj fajlagos ellenállása jelentős mértékben. Az ezen táblázatok által megadott értékeket felhasználva számításokat lehet végezni a földelő ellenállását illetően, de csak közelítő értékre számítsunk.

A talajba ágyazott földelők

Földelők alkotóelemei a következők lehetnek:

• tűzi horganyzású acél,
• rézköpenyes acél,
• galvanizált rézbevonatú acél,
• rozsdamentes acél,
• csupasz réz.

Különböző fémek kötései nem érintkezhetnek a talajjal, de általánosságban nem is érdemes különböző fémeket vagy ötvözeteket használni. A szabvány által előírt minimális méretek (vastagságok és átmérők) a kémiai és mechanikai tényezőket veszik figyelembe, amelyek a földelőt roncsolhatják. Ilyen tényező lehet például a talajban folyó kóboráram, amely esetében speciális óvintézkedéseket kell tenni. Arra kell törekedni, hogy a földelők a talaj legnedvesebb részeibe legyenek ágyazva. Távol kell létesíteni őket a szeméttelepektől, ahol a talajba szivárgó szennyeződések korrodálhatják a földelőt. Amennyire lehet, a forgalmas helyektől távol kell létesíteni.

A földelő ellenállásának elemzése

A földelő fektetésének módjai:

• Az épület alapozásföldelője, amely az épület teljes kerülete körül készített alapozáshurok. Ebben az esetben L az épület kerülete.
• Vízszintes árok: a vezető kb. egy méter mély, erre a célra kiásott árokba van beágyazva. Ezeket az árkokat nem szabad kövekkel vagy salakkal feltölteni. Olyan földből kell elkészítenünk földelőnk ágyikóját, amely alkalmas a nedvesség megtartására.

A szabvány megjegyzi, hogy a vezetőknek az árokban történt, szinuszos vonal mentén való fektetése nem eredményez számottevő ellenálláscsökkenést.

A következő cikkben folytatjuk a földelő-berendezések MSZ HD 60364-5-54: 2012 szerinti ismertetését. Többek között részletesen szólunk az alapozásföldelőkről és a védővezetőkről is.

DokumentálásMSZ HD 60364Szabványok

Kapcsolódó

---