Kezdőlap
<   A szakképesítés alapjai   >
Feszültségmentesítés szabályai
<   Eelméletek, fogalmak   >
<   Érintésvédelem   >
<   Túláramvédelem   >
<   Villámvédelem   >
<   Hálózatra csatlakozás   >
<   Villamos gépek   >
<   Épületvillamossági szerelés   >
<   Vezérlések és szabályozások   >
<   Gyakorlati alkalmazások   >
Megújuló energia
Bejelentkezés
Belépés Regisztrálás
Külső villámvédelem
Villámvédelem
Belső villámvédelem
A villamos berendezéseket a névlegesnél nagyobb feszültség ellen védeni kell. A fellépő túlfeszültség a berendezés egészét vagy egyes részeit károsíthatja.
Túlfeszültség az a feszültség, amely a névlegesnél nagyobb értéket túllépi.
A túlfeszültség lehet kisebb mértékű, a névleges feszültségnél néhány százalékkal, kb. 3-6%-kal nagyobb, amely a fogyasztó berendezéseket még nem károsítja.
A nagyobb túlfeszültség, különösen, ha tartósan fennmarad, az emberre, állatra, a fogyasztó berendezésekre káros, veszélyes. Ilyen túlfeszültség keletkezhet a villámlás következményeként.
A túlfeszültség ellen számos védelmi megoldást alkalmaznak, és készüléket forgalmaznak.
Ezeknek a védelmi készülékeknek, a működésükhöz szükséges berendezéseknek a szerelése a villanyszerelő feladata.
A villám fogalma, keletkezése
A villám légköri eredetű. Elektrosztatikusán töltődnek fel a felhők, ennek következtében felhő-felhő között, illetve a felhő és a föld között nagy feszültség különbség alakul ki. A nagy feszültség különbség kiegyenlítődése a villámlás, villámcsapás.
A zivatarfelhőben, a feltöltött vízcseppek és jégszemcsék egymás erőterében mozognak , és időközönként ellenkező töltésű gócok alakulnak ki, amelyek egymás közelébe kerülnek. Az egymáshoz közelebbi gócok között kisülések keletkeznek, amelyek egyes esetekben a távolabbi töltésgócok felé haladnak. Ezek az előkisülések amelyekkel kezdődik a villám kialakulása.
Amennyiben az előkisülés kilép a felhőből és a föld felé halad, a kisülés látható lesz. A lefelé haladó előkisülés zegzugos pályán közeledik a földhöz, és többször elágazik. A földfelszín közelében a földi tárgyakból, esetleg magából a talajból, ellenkisülések indulnak az előkisüléssel szemben. Amikor az ellenkisülés találkozik az előkisüléssel, összefüggő ioncsatorna alakul ki a felhő és a föld között, ez a főkisülés.


A villámcsapás gyakran nem ér véget egyszeri főkisüléssel, hanem megismétlődik.
A villámra jellemző a nagy áramerősség, amely eléri a 10-50 kA közötti értéket, de ennél sokkal nagyobb áramok is kialakulhatnak. A főkisülés után, néhány másodperccel, további néhány száz A-es kisülések is keletkeznek.
Villámcsapáskor épületen belül, az 1 MV-ot is elérheti a túlfeszültség.
A túlfeszültségen túlmenően, a villámcsapáskor keletkezett áramnak jelentős hőhatása is van. A főkisülés elérheti a több ezer kelvin nagyságú, hőmérsékletet is.
A villámcsapáskor létrejött áramnak hő-, erő-, kémiai és hanghatásai is vannak. A hőhatására a fémrészek megolvadnak, az erőhatásra a párhuzamos áramvezetők elgörbülnek, pl. antenna vagy csatlakozó tetőtartó rendszerekben.

A villámáram káros hatásai:

Hőhatás: a felfogó, levezetőben fellépő ohmos melegedés okozza. Hőhatást okoz még a becsapódási ponton kialakuló talpponti melegedés. A vezetőknek olyan keresztmetszetűnek kell lenniük, hogy azok felmelegedése ne okozzon a környezetük számára tűzveszélyt. A talpponti melegedésből származó sérülések a villámvédelmi rendszer mindazon elemein megfigyelhetők, amelyeken ívkisülés alakulhat ki (pl. felfogó rendszerek, szikraköz stb.), a talppontban megolvadás és anyagfogyás léphet fel. A talppont közelében több hőenergia keletkezik, mint amennyit a fém el tud vezetni, ez egyrészt sugárzás révén távozik, másrészt megolvasztja és elpárologtatja a fémet.

Mechanikai hatások , dinamikus erőhatás : két árammal átjárt vezető között mágneses erőhatás jön létre, vagy egyetlen vezető esetén akkor, ha abban iránytörés van, vagy hurkot alkot: a gyengén rögzített levezetők kiszakadnak, az esőcsatorna csövek összeroppannak. Az élő fába csapó villámáram felgőzöli a fa nedvességét, a táguló gőz lerobbantja a kérget és az ágakat.

Akusztikus nyomáshullám által okozott károsodás: a kisülési csatornában folyó villámáram nyomáshullámot hoz létre.(ablaküveg betörik). A gyakorlatban a hó és mechanikahatások együtt jelentkeznek.

Élettani hatása az emberre: áramütés és égési sérülések (a bőr felszínén kirajzolódó áramjegyek ún. Lichtenberg- rajzolat) keletkeznek, a ritka túlélőknél idegrendszeri károsodás is fellép.

Másodlagos hatás : a becsapó villám áramát nagy indukciójú változó mágneses tér veszi körül, ezért a környező fémvezetőkben az feszültséget indukál. Zárt vezetőhurokban áram indul meg, de nyitott hurokban több KV túlfeszültség keletkezik – pl. a becsapás helyétől 100m távolságra 1 m vezetőben 2000V -, ami ívkisüléssel záródhat. A túlfeszültség tönkreteszi az elektronikai készülékeket illetve az erősáramú szigeteléseket is átütheti, utóbbinál így zárlat keletkezhet. A károk elkerülése miatt szükséges a külső - és belső villám védelem .
A villám dinamikai hatásai
A villámcsatornában vagy valamilyen vezetőben folyó villámáram maga körül mágneses erőhatást hoz létre, amely erőhatás hat minden olyan egyéb vezetőre amelyben ugyancsak folyik áram. Amennyiben csak egyedül vezeti az áramot (villámáram) és mellette nincs másik vezető, akkor nem keletkezik erőhatás. A villámáramot vezető (pl. levezető) iránytörésekor már keletkezhet párhuzamos vezető rész, és akkor a két párhuzamos szakasz között már létrejön kölcsönös erőhatás. A párhuzamos vezetőkben folyó egyirányú (azonos irányú) áramok olyan mágneses erőteret hoznak létre amelyek egymást vonzzák. A különböző irányúak azonban taszítják egymást. Ilyen taszító hatás léphet fel pl. úgynevezett áramhurok esetében. Az áramhurok által létrehozott taszító erőket kiküszöbölhetjük, ha az áramhurok két vége közötti távolság (s) a vezető mentén mért út (L) legfeljebb tizedrésze.
Kémiai hatása elsősorban a földbe helyezett vezetékeken jöhet létre.

A hanghatás légköri nyomás formájában jelentkezik és ablaktöréshez esetleg riasztó rendszerek, beindításához vezet.
A villámcsapás lehet:
- közvetlen;
- közvetett.
Közvetlen a villámcsapás, amikor a felhő és a föld, illetve a földet képviselő villamos hálózat vezetékrendszere között iön létre.
Közvetett, amikor a vezetékrendszer feltöltődik az egyik felhőtől, majd egy másik felhő felé kisül.
A légkörből eredő túlfeszültség elleni védelem (MSZ 274)
A villámcsapás útján keletkező túlfeszültség elleni védelem
a) Az elektrosztatikus feltöltődés elleni védelem
A védelmet alapvetően, a hálózat egy pontjának a földdel való egyesítése jelenti. Ezt a kisfeszültségű hálózatot tápláló transzformátor csillagpontjának a földelésével oldják meg.
Nem földelt csillagpontú hálózat esetén a három fázisvezető és a föld közé fojtótekercseket iktatnak.
Az elektrosztatikus töltés egyenfeszültségű, ezért a fojtótekercsek az egyenfeszültségből eredő áramot átengedik a föld felé.
A hálózat váltakozófeszültségével szemben nagy az impedanciája a tekercseknek, ezért a rajtuk áthaladó áram és a veszteség nagyon kis értékű.
b) Villámcsapásból eredő túlfeszültség elleni védelem
A villámcsapás által a vezetéken létrejött túlfeszültséget, túlfeszültség levezetőkön keresztül vezethetjük le.
A túlfeszültség levezető működése hasonló, pl. a villany vízmelegítőnél is alkalmazott túlnyomás levezetőhöz. A víz túlnyomása, egy rugóerő ellenében szelepet nyit, majd a túlnyomás megszűnte után a szelepet a rugó visszazárja.
A túlfeszültség levezető, a megengedettnél nagyobb feszültséget átengedi a föld felé. A túlfeszültség megszűnése után a levezető, szigetelő szerepet tölt be.

A túlfeszültség levezetőkkel szemben támasztott követelmények:
- biztonságosan, vezesse le a túlfeszültséget mielőtt a berendezés, meghibásodna,
- a közvetlen villámcsapást is vezesse le,
- a túlfeszültséghullám megszűnése után, gyorsan zárja el az üzemi feszültség útját a föld felé,
- kis karbantartási igényű legyen, az időjárási igénybevételeknek álljon ellen.
Épületek villámvédelmi csoportosítása
Az épületeket a villámcsapás elleni védelem szempontjából, a következők szerint, (az MSZ 2364 szerint) csoportosítják.

Rendeltetés szerint (R1-R5):
R1 csoport közönséges épület, ill. építmény, lakóház, irodaház, felvonulási épület, stb.
R2 csoport kiemelt épület, ill. építmény: jelentős kulturális értéket képviselő, tömegek (500 főnél nagyobb) befogadására szolgáló
R3 csoport tűzveszélyes épület: ill. építmény (C tűzveszélyességi osztály)*
R4 csoport tűz- és robbanásveszélyes épület: (B tűzveszélyességi osztály)*
R5 csoport fokozottan tűz- és robbanásveszélyes épület: (A tűzveszélyességi osztály)*
- :* Jelenleg az Országos Tűzvédelmi Szabályzat (OTSZ) szerinti besorolással egyezik meg.

Magasság és környezet szerinti csoportok (M1-M4):
Az épületek magasság szerinti csoportosítása az épület vagy építmény saját magasságán kívül figyelembe veszi a környezetben lévő épületek és egyéb tárgyak magasságát és a környezetnek a villámcsapási veszélyt növelő vagy csökkentő hatásait is.

A villámvédelmi besorolás szempontjából az épület magassága (jele: M) az épület, ill. építmény legmagasabb pontjának az alaprajzi körvonal mentén lévő legmélyebb terepszinttől mért magassága.
- 20 m-nél alacsonyabb(családi ház), 20-30 m közötti Pl. Házgyári lakótömb) és 30 m-nél magasabb épületek (nagy irodaházak);
- magas környezetben lévő alacsony épület, amelyet 20 m-es körzetben legalább 10 m-el magasabb épületek vesznek körül. Ebben az esetben villám elleni védelem kialakítása nem szükséges;
- fokozott becsapódási veszélyű az az épület, amelyik a környezetéből kiemelkedik és legalább 10 m magasságú.

Tetőszerkezet és borítás anyaga szerint (T)
A csoport meghatározásánál többféle szempontot (tényezőt) kell figyelembe venni, mivel a tetőzetek sokféle változatban készülhetnek. Lehet olyan tető, amelynél a tető éghető anyagból van, de a héjazat nem éghető (Pl. fagerenda tetőszék, cserép borítással).
A tetőszerkezet éghető vagy nem éghető anyagból van, a héjazat éghető vagy nem éghető anyagból, van. (T1-T5).

Körítő falak anyaga szerinti csoportosítás (K1-K3):
Az épület körítő falait aszerint csoportosítjuk, hogy - miután a levezető(k) általában ezek közelében helyezkednek el - hogyan bírják el a villámáram okozta hőhatásokat, illetve a fal esetleges fémszerkezete(i) önmagában alkalmas-e a villámáram levezetésére.
- KI - nem éghető fal (tégla, beton salakbeton stb. ha összefüggő fémrészt nem tartalmaz).
- K2 - fémszerkezetű fal, amely összefüggő fémszerkezetű (fémvázú) vagy legalább 0,5 mm vastag fémlemez borítású fal, valamint összefüggő acélbetétekkel készült acélbeton fal.
- K3 - éghető fal, amely (könnyen, közepesen vagy nehezen) éghető anyagokból készült vagy ilyennel van borítva, ha összefüggő fémszerkezetet nem tartalmaz.

Környező levegő szennyezettsége szerinti csoportosítás (S1-S4):
Az épületet környező levegő tiszta vagy szennyezett volta rendkívüli mértékben befolyásolja a villámhárító berendezés fém részeinek az élettartamát.
- S1 tiszta levegőjű környezet, ahol gyakorlatilag szennyezetlen levegő a fémek korrózióját, nem okozza;
- S2 mérsékelten szennyezett légkör, ahol gyakorlatilag csak a fűtési égéstermékek szennyezik a légkört;
- S3 erősen szennyezett környezet, ahol a légkör a fémek korrózióját gyorsítja (pl. vegyi üzemek);
- S4 erősen agresszív környezet, ahol a légkört olyan vegyi anyagok, gázok, gőzök szennyezik (kénsav, nitrogénvegyületek, klór, sósav), amelyek a fémek erős korrózióját okozzák.

A belső villámvédelem kialakítása szempontjából a másodlagos villámcsapások és túlfeszültségek következményei szerint az épületeket és építményeket úgynevezett „H" csoportokba sorolják:
- H1 - másodlagos hatásokkal szemben érzéketlen épület,
- H2 - belső kisülés által helyileg veszélyeztetett épület,
- H3 - túlfeszültség miatt mérsékelten veszélyeztetett épület,
- H4 - belső kisülés, vagy túlfeszültség miatt jelentősen veszélyeztetett épület,
- H5 - túlfeszültség miatt fokozottan veszélyeztetett épület.
Villámvédelmi berendezések ellenőrzése
A villámvédelmi berendezések megfelelősségét, a kivitelezés után, ellenőrizni kell. A szabványok előírják az időközönkénti vizsgálatokat, melyeket csak az arra vizsgával jogosított személy, személyek végezhetik el.
A vizsgálat a villámhárító összes látható részének (felfogó, levezető, összekötő), szabad szemmel látható részeire kiterjed. Különösen ügyelni kell a korrózió megjelenési formáira. Az eredeti kivitelhez képest sokszor változtatásokat végeznek az építményeken, amelyek megváltoztathatják a villámvédelelem kialakítását is. Ellenőrizni kell a változtatás szakszerűségét is.
A földelőberendezés földelési ellenállás értékét méréssel állapítjuk meg. A földelési ellenállás méréséhez a levezetéseket le kell választani a földelőberendezésről. Minden vizsgálati értéket, észrevételt jegyzőkönyvezni kell.
A földelési ellenállás mérését az MSZ 4851-2:1990 szabvány előírásai alapján kell elvégezni. A földelési ellenállás két részből áll:
a) a földelővezető ellenállása és a
b) szétterjedési ellenállásból.
A földelési ellenállás a földelőhöz való csatlakozás és a távoli (a táplálást adó transzformátor leföldelt csillagpontja), lényegében a nulla potenciálnak tekinthető pont, közötti ellenállás. A szétterjedési ellenállás lényegében nem mérhető, de a fémalkatrészei kis ellenállása miatt tulajdonképpen megegyezik a mért földelési ellenállással.
A földelési ellenállást gyengeáramú és erősáramú módszerrel is mérhetjük.
Mindkét esetben V-A mérős módszert alkalmazunk, ahol az árammérő műszer a földelőn átfolyó áramot (Im), a feszültségmérő műszer a távoli nulla ponthoz viszonyítot feszültségkülönbséget (Um) méri.
Az erősáramú V-A mérős módszert ajánlja elsősorban a szabvány a villámvédelmi földelések mérésére.
A földelési ellenállás értékét, a mérési eredmények a képen szereplő egyenlet segítségével számítjuk.
A mérendő földelőhöz (Rx) viszonyítva, kb. 20-20 m távolságra el kell helyezni még két földelőszondát. Az áramszonda (segédszonda) egy másik földelőszonda is lehet.
A mérést tápláló energiaforrás, helyi energiaforrás (gyengeáramú) is lehet. A feszültségszondának olyan helyet válasszunk, amely elég távol van mind a mérendő (Rx), mind az áramszondától.
Gyengeáramú földelési ellenállást mérhetünk ún. célműszerrel is, amikor a műszeren megfelelően kialakított műszercsatlakozókhoz kötjük a szondáktól odavezetett mérővezetékeket. A műszergyártók különféle célműszereket gyártanak a földelési ellenállás mérésére.
Villámvédelem szerelésének munkavédelmi előírásai
Villámhárítók szerelése közben a tetőn is kell dolgozni. A tetőn való munkavégzés során csak olyan dolgozót szabad foglalkoztatni, aki nem szédül, normális a vérnyomása. Egyszóval akinek az erre jogosító orvosi vizsgálata van, magasban végzendő munkára jogosult.
Ezt a követelményt elsősorban a munkáltatónak kell ellenőrizni. De a vele együttdolgozó munkatársnak is tudnia kell, hogy a beosztott szerelő alkalmase a magasban végzendő munkára.
A 25 fokos, vagy ennél meredekebb tetőn csak biztonsági övvel és kötéllel szabad dolgozni. A kötél csak olyan hosszú lehet, hogy a dolgozó szabadon mozoghasson, de a leeséstől megvédje. A munka vezetőjének kötelessége ellenőrizni a biztonsági eszközök használatát. A munka megkezdése előtt ellenőrizni kell a biztonsági öv és a kötél állapotát!
Csúszós vagy 30 foknál meredekebb tetőn a biztonsági övön és kötélen kívül, tetőlétrát is használni kell. A létra állapotát és méreteinek megfelelősségét még használat előtt kell ellenőrizni.
A szerelési anyagokat, szerszámokat leesés ellen védeni kell, olyan tárolókat kell alkalmazni, amelyek a szerszámok, anyagok leesését megakadályozzák. A járdának azt a részét, amely fölött a tetőn dolgoznak, és amelyre a szerelési anyagok és szerszámok leeshetnek, körül kell keríteni. A korláttal, kötéllel vagy jelzőszalaggal elzárt járdarészen „Vigyázz, a tetőn dolgoznak" feliratú, figyelmeztető táblákat kell elhelyezni. A munka befejezése után a tetőszerkezetet helyre kell állítani és az esetleges hulladéktól meg kell tisztítani.
Kapcsolat A. SZ. F.    © 2022 joksystem