Szabványok

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

2015/5. lapszám | Rátai Attila |  84 749 |

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

Az MSZ HD 60364-5-54:2012 fejtegetését jelen cikkünkben a védővezetők ismertetésével folytatjuk.

Pár megnevezés változott, úgyhogy most áttekintjük, mit is hívunk védővezetőnek

A védővezető a biztonság céljából alkalmazott vezető. Tipikus védővezető az áramütés elleni védelemre alkalmazott vezető. A védővezetőnek több fajtája lehet:

• védőösszekötő-vezető: védő egyenpotenciálú összekötés céljára használt védővezető (régen: EPH vezető),
• védőföldelő-vezető: védőföldelés céljából használt védővezető,
• földelővezető: olyan védővezető, amely a berendezés vagy szerkezet adott pontja és a földelő között biztosít vezető utat, illetve ezen út egy részét képezi.

Megjegyezném, hogy a régen EPH vezetőnek hívott vezető megnevezése változott az MSZ HD 60364-5-54:2007-hez képest. Azelőtt egyenpotenciálra hozó vezetőnek, a 2007-es magyar verzió szerint védő egyenpotenciálra hozó vezetőnek hívtuk, a 2012-es verzió szerint védőösszekötő vezetőnek nevezzük. (Az angol elnevezés – protective bonding conductor – változatlan maradt, csak a magyar megnevezést pontosították.)

A szabvány felhívja a figyelmünket az MSZ HD 60364-5-51 vonatkozó fejezetében lévő követelményekre. Nézzünk ezekből párat, határozottan megéri.

Általános előírások

Alapelv, hogy minden villamos szerkezetet, beleértve a villamos kábel- és vezetékhálózatot is, úgy kell elhelyezni, hogy az megkönnyítse a működtetését, ellenőrzését, karbantartását és csatlakozásainak hozzáférhetőségét.

Kábel- és vezetékrendszerek azonosítása

A kábel- és vezetékrendszerek az ellenőrzés, javítás, karbantartás, vizsgálat vagy átalakítás céljából könnyen azonosíthatók legyenek. Nem igaz tehát az állítás, miszerint csak az MSZ 13207 szerinti vezetékeket – kábeleket – kell jelölni.

Többerű vezetékek védővezetőinek azonosítása

A védővezetőket zöld/sárga színkombinációval kell megjelölni, és azt a kombinációt más célra nem szabad használni. Többerű kábelek esetén (2-5 ér) védővezető céljára csak a zöld/sárga színjelölésű ér használható, illetve ez az ér csak védővezetőként használható. Az átjelölgetés sem megengedett.

Ötnél több erű vezetékek, zsinórvezetékek és kábelek esetében a védővezetőként használt, számmal azonosított vezetőket minden csatlakozókapocsnál zöld/sárga színjelöléssel kell ellátni. (Ugyanez igaz a nullavezetőre is, csak természetesen ott kék jelölést kell alkalmazni – hajrá YSLY felhasználók!)

Egyerű vezetékek és kábelek védővezetőként való azonosítása

Ha védővezető és nem zöld/sárga színjelölésű – ez előfordulhat szabványos, egyerű, köpenyes vezetékek esetében, például 16 mm²-nél nagyobb keresztmetszetű vezetők esetében –, akkor az alkalmazott vezetőt minden csatlakozási pontnál zöld/sárga színjelöléssel kell ellátni.

Védővezető azonosításának elhagyása

Az azonosítás – akár számmal, akár színjelöléssel – a következő esetekben nem követelmény:

• Koncentrikus vezetőjű – erenként árnyékolt – kábelek és vezetékek esetén.
• Ha a kábelek fémköpenye és páncélzata van védővezetőként használva.
• Csupasz vezetők esetében, ha a környezeti hatások miatt tartós jelölés nem lehetséges, ilyen lehet például az agresszív légkör vagy szennyeződés. A sérült, hiányos jelölés nagyobb veszélyt jelent, mint annak tudata, hogy nem is számíthatunk rá.
• Fém építményszerkezetek vagy idegen vezetőképes részek védővezetőként való használata esetén.
• Csupasz szabadvezetékek esetében.

PEN vezető jelölése

Többerű vezetők, kábelek esetében szigetelt PEN vezetőket, ha teljes hosszában zöld/sárga színjelölésű eret használunk, akkor minden csatlakozási pontnál kiegészítő kék színjelöléssel kell ellátni. Ha teljes hosszában kéket, akkor minden csatlakozási pontnál kiegészítő zöld/sárga színjelölést kell alkalmazni.

Egyerű kábelek és vezetékek PEN vezetőként való azonosítása vagy a többerű vezetékek esetében leírt módon, vagy – ha az ér nem teljes hosszában kék vagy zöld/sárga – minden csatlakozási pontnál kék és zöld/sárga színnel kell jelölni.

Most térjünk vissza az MSZ HD 60364-5-54:2012-höz.

Legkisebb keresztmetszet

A védővezetőket olyan keresztmetszettel kell létesíteni, hogy meg tudjanak felelni az MSZ HD 60364-4-41-ben leírt követelményeknek. Amint azt már többször tárgyaltuk, a szabvány lekapcsolási időket ad meg – például elosztó áramkörök esetében ez 5 másodperc. Ez azt jelenti, hogy a védővezetőknek a lekapcsolásig ellen kell tudniuk állni a rajtuk folyó áram mechanikus és termikus igénybevételeinek.

A védővezetők keresztmetszetének meghatározása kétféle módon történhet:

• a szabványi előírások szerinti számítással,
• táblázatból való kiolvasással.

Mindkét esetben figyelembe kell venni a következő előírásokat, amelyek fázisvezetőtől külön vezetett védővezetőre vonatkoznak – olyan védővezetőkre, amelyek nincsenek közös védőburkolatban a fázisvezetőkkel, vagy nem részei azok vezetékeinek. Ezek minimális keresztmetszete:

• mechanikai védelemmel ellátott védővezetők: Cu esetén 2,5 mm², Al esetén 16 mm²,
• ha nincsenek mechanikai védelemmel ellátva: Cu esetén 4 mm², Al esetén 16 mm².

Védővezető acél is lehet. Az a védővezető, amely nem része a vezetéknek, akkor tekinthető védettnek, ha védőcsatornában, védőcsőben vagy más hasonló módon van elhelyezve. A védővezetők kapcsainak alkalmasnak kell lenniük az előírt védővezetők csatlakoztatására. TT rendszerek esetében – amennyiben a táprendszer és a testek földelője villamosan független –, a védővezetők keresztmetszete nem kell, hogy nagyobb legyen, mint 25 mm² réz, illetve 35 mm² alumínium esetében.

Védővezető legkisebb keresztmetszetének meghatározása táblázatból

Jól ismerjük, hogy 16 mm²-ig a védővezető a fázisvezető keresztmetszetével megegyező, 16-35 mm² fázisvezető-keresztmetszetig 16 mm², a felett a fázisvezető keresztmetszetének a fele. Ez azonban csak akkor igaz, ha a védővezető és a fázisvezető anyaga – vezetőképessége – ugyanaz. Alapvetően ezen arányoknak a védővezető és a fázisvezető vezetőképességére (S) kell teljesülnie. A szabványban az 1. táblázatot találjuk.

Védővezető legkisebb keresztmetszetének meghatározása számítással

A védővezető minimális keresztmetszetét vagy az IEC 60949 szerint, vagy az 5 s-ot meg nem haladó lekapcsolási idők esetén alkalmazandó képlet alapján kell meghatározni.

Ez a képlet a következő:

ahol S: a keresztmetszet [mm²], I: a védelmi eszköz várható hibaáram-értéke [A], t: a védelmi eszköz kikapcsolási ideje [s], k: a szabvány által meghatározott állandó (függ a védővezető és szigetelésének anyagától és a kezdeti és véghőmérséklettől).

Ha a képlet alkalmazásával nem szabványos méret jön ki, akkor a legközelebbi nagyobb szabványos vezető-keresztmetszetű vezetőt kell használni. A védővezető legkisebb keresztmetszetének meghatározására vonatkozó megjegyzések:

• figyelembe kell venni az áramkör impedanciájának áramkorlátozó hatását és a védelmi eszköz I2t korlátozó képességét,
• robbanásveszélyes környezetben az IEC 60079-0 pluszkövetelményeket támaszt a hőmérsékletkorlátozásra,
• a szabvány szerinti ásványianyag-szigetelésű vezetékek fémköpenyeit földzárlati terhelhetőség szempontjából nem kell külön méretezni, mivel földzárlati terhelhetőségük nagyobb, mint a fázisvezetőké.

Ne felejtsük el

Egy védővezető lehet több áramkörnek is a közös védővezetője. Ebben az esetben akár számítással határoztuk meg, akár a már ismertetett táblázatból, a szigorúbb feltételeket kielégítő védővezető méreteinek kell megfelelnie – röviden: a nagyobb keresztmetszetűt kell alkalmazni. (A szabvány úgy fogalmaz, hogy a körökben előforduló legnagyobb zárlati áram és kapcsolási idők figyelembevételével kell meghatározni, de mi már tudjuk, hogy mindkettő tényező a keresztmetszetet befolyásolja.) Mit is jelent ez? Ha az egyik áramkör védővezetője 2,5 mm²-es, a másiké 1,5 mm², akkor nem kell mindkettőt vezetni, elég csak egy 2,5 mm²-es.

Az EPH vezető is védővezető, tehát nem szükséges a kádhoz a kiselosztóból 6 mm² Mkh-t húzni. Két okból is: 1) az EPH vezető minimális keresztmetszete minimum 2,5 mm², 2) mivel egy védővezető több kör védővezetője is lehet, az EPH vezetőt le lehet ágaztatni a villamos szerkezet testéről vagy a dugaszolóaljzat védővezetőjéről is. Ehhez csak annyi feltételnek kell teljesülnie, hogy az ide csatlakozó PE védővezető keresztmetszete minimum 2,5 mm² legyen (Cu esetén).

Védővezetők típusai

Védővezetők lehetnek:

• többerű kábelek és vezetékek vezetői,
• aktív vezetőkkel közös burkolatban lévő szigetelt vagy csupasz vezetők,
• rögzítetten szerelt csupasz vagy szigetelt vezetők,
• fém kábelköpenyek, kábelárnyékolások, kábelpáncélzatok, huzalbeszövések, koncentrikus vezetők, fém védőcsövek, amennyiben megfelelnek a szabványi követelményeknek.

Villamos berendezések burkolatai védővezetőként…

A szabvány megengedi a különböző villamos szerkezetek fémburkolatát vagy keretét védővezetőként használni, de csak abban az esetben, ha teljesülnek a következő követelmények:

• villamos folytonosságukat biztosítani kell oly módon, hogy védve legyenek a mechanikai, vegyi és elektrokémiai károsodás ellen,
• feleljenek meg a szabvány védővezetők legkisebb keresztmetszetére vonatkozó követelményeinek,
• minden előre meghatározott pontban legyenek alkalmasak védővezetők csatlakoztatására.

Ezen feltételek együttes teljesülése nélkül villamos szerkezet nem lehet más szerkezet védővezetőjének része. A szabvány példaként említi a kisfeszültségű elosztó- és vezérlőberendezéseket (elosztók) vagy a tokozott síncsatornás rendszereket, amelyekre vonatkozó követelményeket az IEC 60439 és az IEC 61439 szabványsorozatok vonatkozó lapjai tartalmazzák.

Amit ne…

Nem szabad védővezetőként használni a következő fémrészeket:

• fémes anyagú vízcsövek,
• éghető gázokat és folyadékokat tartalmazó fémes anyagú csövek,
• mechanikai igénybevételeknek kitett szerkezeti részek,
• hajlékony vagy hajlítható fém védőcsövek, kivéve, ha ilyen felhasználásra is tervezték,
• hajlékony fémrészek,
• tartóhuzalok, kábeltálcák vagy kábellétrák.

A védővezetők villamos folytonossága

Alapelv, hogy a védővezetőket megfelelő módon védeni kell 1) a mechanikai sérülésektől, 2) a vegyi vagy elektrokémiai károsodástól, 3) az elektrodinamikus és termodinamikus erőkkel szemben.

• A védővezetők csatlakozásainak – legyenek azok akár védővezetők, akár védővezető és egyéb szerkezet között – megfelelő és tartós villamos folytonosságot és mechanikai szilárdságot és védelmet kell biztosítaniuk.
• A kötéseket nem szabad forrasztással készíteni.

Szintén általános követelmény, hogy a kötések álljanak ellen bármilyen áram-idő kombinációnak, amely előfordulhat az adott vezetőben vagy burkolatban a legnagyobb keresztmetszetet figyelembe véve.

A védővezetők kötéseinek hozzáférhetőknek kell lenniük szemrevételezés és vizsgálat céljából. Ezen szabály alól kivételek a kiöntött, tokozott, fém védőcsövekben és síncsatornás rendszerekben lévő, a szerkezet részét képező, adott szerkezetre vonatkozó termékszabványnak megfelelő, hegesztéssel vagy keményforrasztással készült, illetve sajtolószerszámmal készített kötések.

Védővezetőbe kapcsolóeszközt beépíteni tilos, de vizsgálat céljából szerszámmal bontható kötéseket szabad iktatni. A földelés ellenőrzése céljából eszközöket nem szabad a védővezetőbe sorosan beiktatni.

Kombinált védőföldelő- és üzemiföldelő-vezetők

Ezen vezetőknek mind a védővezetőre vonatkozó, mind az üzemi követelményeknek meg kell felelniük. Az információtechnológiai tápegységek PEL vagy PEM egyenáramú visszavezetője elláthatja ezt a funkciót. Fontos megjegyezni, hogy az MSZ EN 61140:2003 lapjának 7.5.1.3. pontja szerint épületek villamos berendezéseiben bármelyik aktív vezetőnek védővezetővel való együttes áramköri alkalmazása jelvisszavezetésre tilos.

Megerősített védőföldelő-vezetők 10 mA-t meghaladó áramok vezetésére

Állandó csatlakoztatásra tervezett fogyasztókészülékek esetében a következők az előírások:

• Ha a fogyasztókészüléknek csak egy védőföldelő-vezető csatlakozókapcsa van, a minimális keresztmetszet Cu esetén legalább 10 mm², Al esetén legalább 16 mm² legyen a védővezető teljes hossza mentén.
• A már ismertetett szabványi követelményeknek megfelelő PEN, PEL és PEM vezetők megfelelnek ennek a követelménynek is.
• TN-C rendszerekben – a nulla- és védővezető egy vezető – a védővezető áramot terhelő vagy üzemi áramként is lehet kezelni.
• A 10 mA-nél nagyobb védővezető-áramú fogyasztókészülékek megszólaltathatják az áram-védőkapcsolókat, ezért összeférhetetlenek lehetnek velük.
• Ha a fogyasztókészüléknek több védőföldelő-csatlakozása van, akkor második – a hibavédelmi követelményeket kielégítő – védőföldelő-vezetőt kell vezetni abból a pontból, ahol már megfelelő keresztmetszetű vezető áll rendelkezésre, akár Cu, akár Al anyagú vezetőről legyen is szó.

Védővezetők elrendezése

Ha az érintésvédelmi szerv – áramütés elleni védelmi célú kikapcsoló szerv újabban – feladatát túláramvédelmi eszközök végzik, akkor a védővezetőt az aktív vezetőkkel azonos kábel- vagy vezetékrendszerekben, vagy azok közvetlen közelében kell vezetni. Tehát ha „kifelejtették" a védővezetőt, nem kell mindent szétbombázni – a közhiedelemmel ellentétben.

Védőösszekötő-vezetők – fő földelőkapocshoz

Itt egy kiegészítő követelményt olvashatunk a szabvány 2007-es lapjához képest. A fő földelőkapocshoz csatlakozó védőösszekötő-vezető keresztmetszete nem lehet kisebb, mint a berendezésben lévő legnagyobb védőföldelő-vezető keresztmetszetének a fele. Ettől függetlenül a minimális keresztmetszet 1) réz esetén 6 mm², 2) alumínium esetén 16 mm², 3) acél esetén 50 mm².

A szabvány azonban azt is írja, hogy réz esetén nem szükséges 25 mm²-nél nagyobb keresztmetszet illetve más anyagok esetén ez a keresztmetszet a rézzel megegyező vezetőképességet nyújtó méret.

Védőösszekötő vezetők kiegészítő összekötéshez

Két villamos testet összekötő védőösszekötő vezető vezetőképessége legalább a testekhez csatlakozó legkisebb védővezető vezetőképessége legyen. Erre többek között azért lehet szükség, hogy a hurokimpedanciát a kellő értékűre csökkentsük.

A testeket az idegen vezetőképes részhez kötő védőösszekötő vezető vezetőképessége legalább a testhez csatlakozó védővezető vezetőképességének a fele legyen. Az MSZ HD 60364-5-54:2007 ennél a résznél mechanikailag védett vezetőnél rézre minimum 25 mm², mechanikailag nem védett rézvezetőre minimum 4 mm² keresztmetszetet ír elő, az újabb szabvány is hasonló követelményeket támaszt.

A kiegészítő összekötéshez használt védőösszekötő vezetők minimális keresztmetszet meghatározáshoz alkalmazni kell az olyan védővezetőkre vonatkozó követelményeket, amelyek nincsenek közös védőburkolatban a fázisvezetővel, vagy nem részei a vezetéknek.

Ismétlésül:

• mechanikai védelemmel ellátott védővezetők esetén Cu esetén 2,5 mm², Al esetén 16 mm²,
• ha nincsenek mechanikai védelemmel ellátva: Cu esetén 4 mm², Al esetén 16 mm².

Egy kis gyakorlat: 13 A-es kismegszakítón 1,5 mm² keresztmetszetű fázisvezetős dugaszolóaljzat. Akkor ágazhatok le róla védőösszekötő vezetővel, ha a PE védővezető minimum 2,5 mm²-es.

Nagyjából ennyi. Az MSZ HD 60364-5-54:2012-es lapja tartalmaz egy meglepit, amit adósságként tudok most megemlíteni. A C melléklet tájékoztatást ad a betonba ágyazott alapozásföldelők kialakításával kapcsolatban. A következő cikkben ezt is meg fogjuk beszélni. Addig is minden kedves olvasónkat arra buzdítom, hogy továbbra is két lábbal álljon a földelőkön.

Szabványok

---