MSZ EN 61140 – Áramütés elleni védelem IV.

Navigálás a változó előírások tengerében XXXV.

2015/12. lapszám | Rátai Attila | 5798 |

Figylem! Ez a cikk 10 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

MSZ EN 61140 – Áramütés elleni védelem IV.

Biztosan észrevette a kedves olvasónk, hogy ennyit – 4 részt – még egyetlen szabványnak sem szenteltünk. Mivel ez még a cikk első bekezdése, nem tudom megmondani, hogy lesz-e ötödik rész. A lényeg – ha hajós szemléltetést akarok idepréselni –, ennyi időt egyetlen sziget körbehajózásával sem töltöttünk. Nézzük, az MSZ EN 61140 milyen további védelmi intézkedéseket tárgyal.

Megerősített védelmi intézkedések

A megerősített védelmi intézkedés az alapvető védelmet, mind a hibavédelmet biztosítja. Az elrendezésnek biztosítania kell, hogy 1) a védelmi intézkedés védőképességének csökkenése és 2) egyetlen hiba előfordulása valószínűtlen legyen.
A szabvány a fogalommeghatározásoknál azt írja, hogy a megerősített védelmi intézkedés egyetlen védelmi intézkedés, amelynek megbízhatósága felér két független védelmi intézkedésével.

Egyetlen hiba – mi is az?

A szabvány szerint egyetlen hibaként kell figyelembe venni a következő hatást kiváltó okozatokat:

valamely hozzáférhető, nem veszélyes aktív rész veszélyes aktív résszé válhatna,
normál állapotban nem aktív, de hozzáférhető vezetőképes rész veszélyesen aktívvá válna,
egy veszélyesen aktív rész hozzáférhetővé válna.

Akkor nézzük, hogyan gondoskodik biztonságunkról egy adott megerősített védelmi intézkedés normál állapot és egyszeres hiba esetén is.

Megerősített szigetelés

A megerősített szigetelésnek ugyanolyan biztonságot kell tudnia nyújtani, mint a kettős szigetelésnek – amely alapszigetelést és kiegészítő szigetelést is tartalmaz. Ugyanúgy ellen kell tudnia állni a villamos, termikus, mechanikus és környezetvédelmi igénybevételeknek, mint a kettős szigetelésnek.
Természetesen, mivel kettő az egyben, a megerősített szigetelés az alapszigetelésre vonatkozó kialakítási és vizsgálati előírásoknál szigorúbb előírásoknak kell, hogy megfeleljen. (Ilyen előírás például az eszközre vonatkozó lökőfeszültség, amelyet az MSZ HD 60364-4-44 ír elő. Ugye, mondtam, hogy az IEC 61140 sok szabványban viszszaköszön?)
Érdemes még megjegyezni, hogy a megerősített szigetelést elsősorban kisfeszültségű berendezésekben alkalmazzák, de találkozunk vele nagyfeszültségű rendszerekben is – aki tapizta már le KÖF-ös trafótranszformátor testét… Ja, nem, ez mégse jó példa.

Védőelválasztásáramkörök között

A védőelválasztásnak több megvalósítási módja van. Hogyan lehet egy áramkört más áramköröktől elválasztani?

Egy alapszigetelést kiegészítő szigeteléssel. Mindkét szigetelést a jelenlévő legnagyobb szigetelésre kell méretezni.
Megerősített szigeteléssel, amelyet a jelenlévő legnagyobb feszültségre kell méretezni.
Védőernyőzéssel. A védőernyőt minden szomszédos áramkörtől annak feszültségére méretezett alapszigeteléssel kell elválasztani.
A védőelválasztás lehet ezen megoldások kombinációja is.

Elválasztásnak minősül az is, ha a különböző áramkörök olyan többerű vezetékekben vagy más azonos vezetékcsoportban vannak, amelyeknek alapszigetelése a jelenlévő legnagyobb feszültségű áramkör feszültségének megfelelő. Ha az elválasztott áramkörök között védőimpedancia van, annak kellően nagynak kell lennie, hogy az áramot az állatok vagy emberek számára érzékelhető vagy veszélyes érték alatt tartsa.

Korlátozott áramú tápforrás
A lemerült góliátelemet nem számítva, a szabvány szerint ide tartoznak az úgy méretezett tápforrások, amelyek nem tudnak a szabványban előírt értéknél nagyobb érintési áramokat átbocsátani. Mik is ezek az áramok? Már volt róla szó, de érdemes újra átnézni.
Érzékelési küszöböt meg nem haladó tartós áramérték: 0,5 mA váltakozó áram vagy 2 mA egyenáram. Fájdalomküszöböt meg nem haladó értékek: 3,5 mA váltakozó áram vagy 10 mA egyen- áram. Egyidejűleg hozzáférhető vezetőképes részek között megjelenő maximális tárolt töltés: 0,5 µC érzékelési küszöb és 50 µC fájdalomküszöb.
Természetesen ezen követelményeknek a korlátozott áramú tápforrás bármelyik alkatrészének várható meghibásodása esetén teljesülnie kell.

Védőimpedancia

A védőimpedanciának is feladata az érintési áram megbízható, szabványban megadott értékek alá való korlátozása. A védőimpedanciának az általa áthidalt szigetelésre előírt villamos igénybevételt el kell viselnie. Ezek a követelmények a védőimpedancia alkatrészének bármilyen várható meghibásodása esetén is fennállnak.

Szabadon választott

Más megerősített védelmi intézkedések alkalmazhatók, de azok elégítsék ki a az alapvédelemre és hibavédelemre vonatkozó követelményeket. Mi már találtunk ki ilyeneket? Nem? Na, ezért fizetünk a szabványokért – mert mások ügyesebbek voltak nálunk.
Az egyik eljárás során – nem én – a műszaki felügyelő kifogásolta a be nem épített recepciós pult vezetékkiállását. Az ügyfél egy hordót borított rá. Szerintem ezt a megoldást bevehetnék az EN 61140 következő átdolgozásába.

Védelmi módok

Egy kis magyarázat… Eddig védelmi intézkedésekről beszéltünk. Egy védelmi intézkedés szolgálhat alapvédelemre vagy hibavédelemre. Vagy mindkettőre. Egy védelmi mód több védelmi intézkedésből állhat. Mondhatnánk, hogy eddig az élelmiszerekkel foglakoztunk, most meg az ételekkel. Később jön a menü összeállítása, vagyis a védelmi intézkedések és villamos szerkezetek összehangolása a villamos berendezésekben. De az csak a desszert, most még csak a levesnél tartunk…
A védelmi módok rész megadja a jellemző védelmi módok szerkezetét, és arról is szó lesz, hogy mely védelmi intézkedés vagy intézkedések jelentik az alapvető védelmet és melyek a hibavédelmet. (Fogom alapvédelemnek és alapvető védelemnek is hívni – ugyanaz, egyik kutya, másik eb, egyik krumpli, másik burgonya.)

Védelem a táplálás önműködő lekapcsolásával

Az alapvető – alapvédelmet – a veszélyes aktív részek közti alapszigetelés, a hibavédelmet a táplálás önműködő lekapcsolása biztosítja.
Fontos: ehhez a védelmi módhoz védővezető hálózatot kell kiépíteni. (UFÓ lámpa.)

Védelem kettős vagy megerősített szigeteléssel

Az alapvédelem a veszélyes részek alapszigetelésével, a hibavédelem kiegészítő szigeteléssel, vagy az alapvető védelem és a hibavédelem is az aktív részek és a hozzáférhető részek közötti megerősített szigeteléssel van megoldva. (Hajólámpa.)

Védelem egyenpotenciálú összekötéssel

Az alapvédelem itt az aktív részek és a testek közötti alapszigetelés, a hibavédelem pedig az egyidejűleg érinthető testek és az idegen vezetőképes részek közötti veszélyes feszültségkülönbség kialakulását megakadályozandó védő egyenpotenciálú összekötő rendszer.

Védelem villamos elválasztással

Nem, itt nem a helytelenül félállásban hagyott váltóról van szó. Ezen védelmi mód esetén az alapvető védelmet az aktív és az elválasztott áramkörökhöz tartozó testek közötti alapszigetelés biztosítja.
A hibavédelem a következőkből áll. Az elválasztott áramköröknek más áramköröktől és a földtől való elválasztása és több fogyasztó egy elválasztott áramkörhöz való csatlakoztatása esetén a testeket összekötő független védő egyenpotenciálú összekötésből áll. (Az egyszerű elválasztás például egy elválasztó transzformátor, amelynek tekercsei között legalább alapszigetelés van.) A testeket földhöz vagy más áramkörök testeihez csatlakoztatni szigorúan tilos.

Védelem a környezet elszigetelésével

Kisfeszültségű alkalmazott védelmi mód, ahol az alapvető védelmet a veszélyes aktív részek és a testek közötti alapszigetelés jelenti. A hibavédelmet a környezet elszigetelése biztosítja. (Magyarul az alapszigetelés meghibásodása esetén a testre került feszültség marad, megérinthetem, de áram nem tud folyni rajtam keresztül, mivel szigetelésen állok.)

Védelem SELV alkalmazásával

A védelmi mód három összetevőből áll:

az áramkörben a feszültség korlátozva van,
a SELV áramköröknek a SELV és PELV áramköröktől való elválasztása egyszerű elválasztással van biztosítva (szigetelés, védőfedés, védőburkolás),
a SELV áramköröknek SELV és PELV áramkörök kivételével más áramköröktől való elválasztása védőelválasztással van megoldva (kettős szigetelés, védőernyőzés, a legnagyobb feszültségű áramkörnek megfelelő alapszigetelés).

A testek szándékosan nem csatlakozhatnak védővezetőhöz vagy földelővezetőhöz. Védőernyőzés – védőárnyékolás – esetén, amennyiben az megengedett, a védőernyőt minden szomszédos áramkörtől a jelen lévő legnagyobb feszültségű áramkör feszültségszintjének megfelelő alapszigeteléssel kell elválasztani.
Megfigyeltük, hogy itt nincs feltétlenül alapszigetelés? Érdekes is lenne például a gyermekvasút esetében.

Védelem PELV alkalmazásával

A védelmi mód kettő összetevőből áll:

az áramkörben a feszültség korlátozva van – az áramkör lehet földelt vagy földeletlen,
a SELV áramköröknek SELV és PELV áramkörök kivételével más áramköröktől való elválasztása védőelválasztással van megoldva (kettős szigetelés, védőernyőzés, a legnagyobb feszültségű áramkörnek megfelelő alapszigetelés).

Olyan SELV (törpefeszültség) használata, amely nem elégíti ki a SELV vagy PELV követelményeit, nem nevezhető védelmi módnak.
Vagyis csak azért, mert valami törpefeszültségű, egyszeres hiba esetén még agyonvághat minket. SELV/PELV esetén ez még egyszeres hiba esetén sem fordulhat elő.

Védelem a tartós érintési áram és töltés korlátozásával

Az áramlás tartós korlátozásával bárki szembesülhet, aki ma Budapesten közlekedik. De itt nem az áramlás tartós korlátozásáról, hanem a tartós érintési áram és töltés korlátozásáról van szó. Ezen védelem áramkörét vagy korlátozott áramú tápforrásból, vagy védőimpedancián keresztül tápláljuk, és az áramkör veszélyes aktív részektől való elválasztását védőelválasztás biztosítja.

Védelem más védelmi módokkal

A szabvány itt is teret enged fantáziánk, tudásunk alkotókészségének megnyilvánulásának. A lényeg, hogy az eredmény elégítse ki a szabvány 4. fejezetében tárgyalt követelményeket, és biztosítsa az alapvető védelmet és hibavédelmet.

Öltöztessünk csontvázat!

A kiegészítő szigeteléssel rendelkező alapszigetelést ismerjük. Szerkezetek esetében ez a kettős szigetelésű vagy II. érintésvédelmi osztályú szerkezet. Persze tudjuk, hogy vezetékek és vezetékrendszerek esetében is beszélhetünk kettős szigetelés védelmi módról, ha kielégíti a vonatkozó feltételeket, amelyek az MSZ HD 60364-4-41-ben vannak leírva. És min alapulnak ezek a feltételek? Természetesen az MSZ EN 61140-en!

Mit is ír az MSZ HD 60364-4-41? Egy kábel- vagy vezetékrendszer akkor elégíti ki a kettős szigetelésre vonatkozó követelményeket, ha 1) a szigetelés nem kisebb a rendszer névleges feszültségénél, de minimum 300/500 V-os és 2) az alapszigetelés megfelelő mechanikai védelmét vagy a kábel, illetve vezeték nemfémes köpenye, vagy a vonatkozó szabványnak megfelelő nemfémes vezetékcsatorna, védőcső biztosítja. Továbbá – kéretik figyelni –, ha a kábel- és vezetékrendszerek megfelelnek e kettős szigetelés védelmi mód követelményeinek, akkor ezek egyenértékűek legyenek az EN 61140 követelményeivel. Tehát akkor tekinthetünk egy kábel- vagy vezetékrendszert megfelelően védőelválasztottnak, ha például az alapszigetelés megfelelő kiegészítő szigeteléssel van ellátva. A falból kilógó MCu tehát nem elégíti ki ezt a követelményt – miért? Mert nincs az alapszigetelés mechanikai védelemre is szolgáló, szabványnak megfelelő (IEC 61084, IEC 60614 vagy EN 61386) nemfémes kábelcsatornában vagy nemfémes védőcsőben.

Egyik kolléga kérdezte, hogy mi van akkor, ha ráhúzunk egy ilyet. Ott a pont, csak figyeljünk a minimum IP2X-re. (Kérdés, hogy gégecső kielégíti-e az előbbi szabványok követelményeit.)
Másik gyakori kérdés, hogy lehet-e egy védőcsőben vezetni törpefeszültségű és kisfeszültségű rendszereket? Az MSZ HD 60364-4-41 azt írja, hogy a SELV/PELV (törpefeszültségű) és a kisfeszültségű áramkörei között védőelválasztás kell hogy legyen. Lehet védőelválasztás egy kábelcsatornában vagy egyazon vezeték erei között? Természetesen igen, hiszen amint az előbb utaltunk az EN 61140-re – amely szabvány meghatározza, mi a védőelválasztás –, amely szerint „elválasztásnak minősül az is, ha a különböző áramkörök olyan többerű vezetékekben vagy más azonos vezetékcsoportban vannak, amelyeknek alapszigetelése a jelenlévő legnagyobb feszültségű áramkör feszültségének megfelelő”.
Az magától értetődő, ha egy kábelcsatornában kettős szigetelésű vezetőket viszünk, úgy további intézkedésre nincs szükség. Kit zavar, ha az egér vezetéke hozzáér a laptop tápegységének kisfeszültségű (kettős szigetelésű) vezetékéhez?
A SELV/PELV áramköröket a kisfeszültségű áramköröktől védőárnyékolással is el lehet választani. Ennek a védőárnyékolásnak a sokkal szebb elnevezése a védőernyőzés. Ez azt jelenti, hogy ha SELV/PELV és kisfeszültségű áramkörök alapszigeteléssel bíró vezetői között földelt fém védőcső van, akkor az is elfogadható.
Ezekből a gyakorlati példákból is látható az EN 61140 és a HD 60364-4-41 kapcsolata.

Folytatjuk…

A következő részben elkezdjük a szabvány lényegét tárgyalni. A villamos szerkezetek és a védelmi intézkedések közötti koordinálás a villamos berendezésben. Ez lesz igazán hab a villanyszerelésen…

Villanyszerelők Lapja