Barion Pixel

Villanyszerelők Lapja

Tűzvédelem

Ég a lámpa, ég

Villamos eredetű gyulladások a tűzvizsgáló szakértő szemével 6.

2021/10. lapszám | Király András |  3373 |

Ég a lámpa, ég

Az elektromos áram különféle hatásfokkal alakítható át fényenergiává, a veszteség legnagyobb része hőként jelentkezik. A fémszál izzításán alapuló világítás a legnagyobb hőtermelő, ez a köztudatba is átment, ettől függetlenül még mindig okoz gondot a lámpák melegedése miatti tűzveszély. A korszerűnek tartott félvezetős fényforrások – sokak számára meglepő módon – szintén erős felmelegedéssel működnek. A cikk címében tehát arra utaltunk, hogy a lámpa úgy ég, hogy nem csak világít, hanem a környezetét is meggyújtja.

Az elektromos fényforrások egyben a hálózat részei is, vagyis az elektromos áramot vezetőkön keresztül kapják (legtöbbször). Emiatt a lámpák megtáplálása is ugyanolyan nagy gondot kíván meg a szerelőktől, mint más fogyasztónál, vagy szerelvénynél. A lámpák tűz okozásában játszott szerepénél a leggyakoribb a hibás kötés és nem a hőveszteség gyújtóhatása.

A cikksorozatban már korábban is említett kötési megoldások közül a lámpáknál a leggyakoribbak:

  • szabványos kötőelem alkalmazása (sorkapocs, rugós vezetékösszekötő stb.),
  • vezetékek egymással való összesodrása,
  • a lámpa és az áramkör közötti oldható kötések, pl. csavaros vagy rugós foglalat,
  • főleg a LED-es fényforrások és az áramkör között forrasztott vagy sarus kötések.

Mindegyik kötési, csatlakoztatási módnak megvannak a sajátosságai, és velük együtt a hibaforrásaik is jól ismertek. Ezek gondos megválasztása és szerelése, karbantartása esetén nagyon kicsi az esélye, hogy hibás érintkezés alakuljon ki, amely veszélyes mértékű melegedéshez vezet.

Szakmai körökben ismertek a fénycsöveknél használt fázisjavító kondenzátorok miatti meghibásodások, tüzek. Amikor a tűz utáni vizsgálatok fényt derítettek arra, hogy a kondenzátorok meghibásodása tüzet okozhat, akkor változtattak a kondenzátorok gyártási technológiáján, illetve az alkalmazásuk is háttérbe szorult. Manapság már alig találkozni ilyen tűzzel, néhány régi, elavult műhely, garázs lehet még kitéve ennek a veszélynek.

A világítástechnika hatalmas fejlődési utat járt be és manapság is fejlesztők serege dolgozik a még hatékonyabb, illetve a speciális célra használható világítási módok érdekében. Mindezek okán ebben a cikkben meg sem kísérlem ezek összefoglalását.

Az energiacsökkentési elvárások miatt a lámpák egyre nagyobb része összetett áramköri elemeket is tartalmaz. A normál hálózati, fázisonként 230 V 50 Hz váltakozó áram helyett más feszültségszinten és/vagy frekvenciával működő lámpák nyertek teret. Ezek egy része a működési elvük miatt tűzveszélyt hordozhat magában.

Általánosságban elmondható, minél több részegységből áll egy világítótest, annál több benne a hibalehetőség is. Mindannyi forrasztási vagy más kötési mód és hely, ahol bizonytalan csatlakozás kialakulhat. Ha az elemek egymástól elkülönülten szerelhetők, ellenőrizhetők, akkor nagyobb a felelőssége a szerelőnek, ellenőrnek, hogy hibás csatlakozás ne lehessen. A gyártási technológiák mára inkább a kompakt kialakítást teszik lehetővé, ahol a szerelőnek csak egy helyen kell a csatlakozást létrehoznia. Itt azonban a gyártási hibák, vagy a rosszul megválasztott környezet okozzák a legtöbb bajt. Külön érdemes megemlíteni a LED-es világítást. Az alacsony fényáramú LED-szalagoknak, vagy hasonló lámpácskáknak valóban nincs olyan hőteljesítményük, amivel a környezetüket meggyújthatnák. A legnagyobb gondot a főleg inverteres feszültségátalakítók jelentik, amelyek nagy része nagyon silány minőségben készül és kerül beszerelésre vagy csatlakoztatásra a dugaljban. Több konyhai bútorvilágítás okozott már tüzet az adapter hibája miatt.

Ugyanakkor a LED-szalagok kontár módon történő hosszabbításai a hibás csatlakozásokban létrehozhatnak olyan mértékű melegedést, ami, ha könnyen gyulladó anyaggal érintkezik, akkor azt képes lehet meggyújtani. Ugyanez a hibaforrás jöhet létre a szalag megtörésénél is. Bármilyen hihetetlen, 1 A terhelésű hibahely is tud tüzet okozni!

A LED-világítás hatékonyabb módja a nagyteljesítményű pl. SMD LED-ek alkalmazása egyedül vagy csoportosan. Az egyedileg 1-3 W teljesítményű LED-ek már jelentős hőt termelnek és csoportban egymást is melegítik. A tervezőknek nem kis feladat a lámpatesteket úgy kialakítani, hogy a keletkezett hőt elvezessék, máskülönben a LED-ek tönkremennek. Ha jó a termék, a hőt elvezeti. De hová? És mi lesz a hővel? Ez már a világítást tervező szakember, illetve a villanyszerelő felelőssége és ebben bizony van még hova fejlődnünk.

Lássunk egy példát a melegedő LED-lámpa kontra inverter meghibásodására.

Tűz az álmennyezet felett

Egy gyönyörű kétszintes lakóház beköltözés előtt állt. A tulajdonos már megkezdte belakni a házat, azonban, ha elment, biztonsági okokból a lámpákat bekapcsolva hagyta, hadd higgyék az utcáról, hogy otthon tartózkodik.

Egyik reggel ment a házba, érezte, hogy nagy a füst, majd hívta a tűzoltókat, akik a földszint és az emelet közötti réteges szerelt fafödémben találták meg a tüzet, amit eloltottak. Az oltás után a tűzoltás vezetője kereste a gyulladás okát, meg is találtak egy kb. 40 cm átmérőjű fémlemezt, ami egy LED-es lámpatest alja volt. A hozzátartozó vezetékek kiégve lógtak le. Az elsődleges megállapítás szerint a lámpatest ismeretlen okból tüzet okozott.

Jelenlétében a helyszínt megvizsgáltam és az alábbiakat állapítottam meg:

  • Égési elváltozások kizárólag épületszerkezeti elemekben voltak, ingóságok az égésben nem vettek részt.
  • Az emeletközi födém egy jól behatárolható helyen teljesen átégett, a szerkezeten belül volt a legnagyobb anyagveszteséggel járó égés.
  • A kiégett födémnyílástól felfelé a falban és felette a tetőfödémben volt még égés, ezek csak átterjedő tűzkárnak minősülnek.
  • A födém szerkezetéből kihullott maradványokat a szemlén már nem lehetett megvizsgálni, mivel azokat korábban eltakarították.
  • Az átégett födém a 2-3. képeken látható rétegrenddel rendelkezett.
  • A légrésben az alumínium-tartóvázra fektetett műanyag hajlékony védőcsőben (gégecső) haladtak az elektromos vezetékek (n).
  • A helyiségek közötti falhézagot a födémszerkezetben kőzetgyapot hőszigetelő paplannal zárták le (g).
  • Az alsó gipszkarton lemezbe vágott kör alakú nyíláson (o) keresztül mennyezeti süllyesztett lámpatestek (p) és azok különálló elektronikai részei (q) voltak elhelyezve. (A képen egy másik helyiségben felszerelt lámpa, feszültségátalakítója és a mennyezeti nyílása látható.)

2. kép. Az átégett födém rétegrendje

3. kép. A szomszédos, épen maradt födémrész

4. kép. Az alsó gipszkartonlemezbe vágott kör alakú nyíláson keresztül mennyezeti, süllyesztett lámpatestek és azok különálló elektronikai részei voltak elhelyezve

A 2-4. képek jelmagyarázata

  1. lambériás padlóburkolat
  2. alátétkiegyenlítő-vékonylemez
  3. OSB-lemez
  4. bitumenes lemez
  5. deszkaborítás
  6. élére állított palló, tartófunkcióval
  7. kőzetgyapotpaplan-szigetelés
  8. párazáró műanyag fólia
  9. fóliát és szigetelést alátámasztó lécváz
  10. kb. 20 cm (változó magasságú) légrés
  11. lécekre csavarozott függesztőpálcák
  12. mennyezeti tartóváz aluprofilból
  13. tartóra csavarozott gipszkartonlemez
  14. gégecsőben haladó elektromos vezetékek
  15. gipszkarton lemezbe vágott kör alakú nyílás
  16. mennyezeti, süllyesztett LED-lámpatest
  17. a lámpatest különálló elektronikai részei

A lámpa vizsgálata

Mivel a legintenzívebben kiégett részen, a födémen belül egyedül a lámpatest volt elhelyezve, ezért szükségessé vált a lámpa és a különálló egységének a vizsgálata.

A károsult tájékoztatása szerint a konkrét lámpatípust a villanyszerelő választotta ki és ajánlotta, amit ők elfogadtak. Ezután került be a házba 13 azonos típusú LED-fényforrás a mennyezeti gipszkarton lapba. Ezek közül korábban már 8 darabot ki kellett cserélni, mert meghibásodtak, vagyis nem működtek.

A forgalmazóhoz a szerelő elvitte és újakat hozott helyettük. Ezeket a korábbi kiszedett lámpák helyére visszaszerelte és utána működtek. Az a lámpa, ami a kigyulladt közlekedőben volt, az még az eredeti volt, azt nem kellett cserélni.

A lámpák közös jellemzője, hogy a gipszkarton mennyezeti lapba egy lyukat vágott a szerelő és abba pattintotta be a lámpatestet. A lámpa lapos kivitele miatt feszültségátalakítót nem tartalmazott, hanem az egy külön egységként volt illesztve. Ezt a lámpával egy speciális csatlakozóelemmel kötötték össze, hogy más, idegen feszültséget tévedésből ne lehessen rákötni a lámpára.

A tűzeset során károsodott lámpa maradványa olyan mértékben roncsolódott, hogy azon érdemi vizsgálat nem volt végezhető. A hozzá tartozó inverteres átalakító műanyag háza és belső tartalma a tűzben elégett, illetve a törmelékkel együtt kidobták, így azt sem lehetett vizsgálni. Mivel azonos típusú lámpák voltak felszerelve a házban, így egy másik, de még nem károsodott darabot elvittem villamos szakértői vizsgálatra.

A szakértő – professzor dr. Kováts László Dezső – az alábbiakat állapította meg (kivonatos közlés).

A LED-fényforrások jelentősen melegedni képesek, és a felhasznált villamos energia mintegy 55-60%-a a LED-ek esetében is hővé alakul. A LED, mint dióda a folyamatos fény biztosítása érdekében egyenáramú megtáplálást igényel, amely miatt jellemzően egy tápegység közbeiktatása is indokolt. Az ilyen tápegységek esetében azok hatásfoka is jellemzően nem haladja meg a 90%-ot, vagyis 10% járulékos veszteséggel rendelkeznek, amely az üzemeléskor szintén hővé alakul.

A LED, mint fényforrás, jellemzően egy olyan félvezető, amelyet vékonyréteg technológiával állítanak elő, és ez egyben azt is jelenti, hogy a Ge alapú félvezetők általában 75 °C felett, a Si alapú félvezetők pedig nem sokkal magasabb hőmérsékleten, de legfeljebb kb. 120 °C feletti értéken tönkremennek és jellemzően zárlatossá válnak.

Mindez egyértelműen utal arra, hogy a LED-es fényforrások számára a hőleadás korlátozása és a magasabb üzemeltetési hőmérséklet-tartomány nem kedvező. És ez a megállapítás teljes mértékben összhangban van azzal, hogy a LED-es fényforrások is melegszenek, sőt azok számára célszerű megfelelő hűlési, illetve hűtési körülményeket biztosítani.

És ez az a tény, amit sajnálatos módon mind a beszerelést végző szakemberek, mind az üzemeltetők jellemzően figyelmen kívül hagynak, és a gyártók, illetve forgalmazók egy része erre nem hívja fel a figyelmet, sem a termék garanciajegyén, sem a termék kínálati katalógusában.

A vizsgálat tárgyát képező és műszaki adatai alapján 24 W villamos teljesítményű világítótest a megadott tájékoztatás szerint úgy került az álmennyezeti panelbe beépítésre, hogy annak a felső részén egy vastagabb, mintegy 80 mm rétegvastagságú kőzetgyapot hőszigetelő réteget helyeztek el. Ez alapján a világítótest felső részén a hőleadás az ott elhelyezkedő hőszigetelő réteg miatt gyakorlatilag lehetetlenné vált, és emiatt a berendezés felmelegedett. Ennek következtében a felszerelt világítótestekből több darab meghibásodott, amit a bejelentett panasz alapján garanciálisan kicseréltek.

A megadott információk, illetve vizsgált maradványok vizsgálata alapján a szakértői vizsgálat arra a fő megállapításra jutott, hogy a kérdéses világítótest túlmelegedett és ennek eredményeképp károsodott, majd gyulladást okozott. A túlmelegedés önmagában nem a világítótest saját szerkezeti meghibásodásaként volt azonosítható, hanem elsődlegesen a külső hűtési, illetve hűlési körülmények, azaz egy jól hőszigetelt térbe való beépítés eredményeként, azaz a hőtechnikai körülmények kedvezőtlen kialakítása miatt következett be. E körülmények, illetve a beépítési kialakítás kellő gondossággal történő megválasztása során a gyulladás megelőzhető lett volna. Ehhez elsősorban az építésznek, illetve a villamos tervezőnek kellett volna a világítótest hőtechnikai tulajdonságai alapján a veszélyhelyzetet felismernie, és gondoskodnia a gyulladásig, illetve károsodásig történő felmelegedés lehetőségének megakadályozásáról. Az, hogy a tervezők ilyen alapinformációkkal nem rendelkeztek, annak fő oka az, hogy e veszélyhelyzetről a világítótest műszaki adatlapja, termékkatalógusa, illetve bárminemű más dokumentuma a tervező számára nem ad tájékoztatást, sőt erre utaló információkat sem tartalmaz.

Az a tény, hogy a már megvásárolt berendezés rendelkezik egy ráírt hőtechnikai határértékadattal, legfeljebb a beépítést végző villanyszerelő számára adhatott volna információkat, amennyiben a szakmai szempontok alapján odafigyelt volna erre.

TűzTűzvédelemTűzveszély

Kapcsolódó

Ég a vezeték a falban

Ég a vezeték a falban

Fogyasztói hálózatok falban és falon kívül

Tűz a fogyasztásmérő előtt

Tűz a fogyasztásmérő előtt

Villamos eredetű gyulladások a tűzvizsgáló szakértő szemével 3.