Villamos biztonság
Kismegszakító és ÁVK a szerelői gyakorlatban
Mit jelentenek a B16, C16, 30 mA, A, F és B jelölések, és hogyan különbözik a túláramvédelem a hibaáram-védelemtől?
Bevezetés
A háztartási gépek, klímaberendezések és hőszivattyúk hibakeresése során gyakran hangzik el, hogy „leverte a biztosítékot” vagy „lekapcsolt a FI relé”. A két jelenség azonban nem ugyanaz.
A kismegszakító elsősorban a vezetéket és az áramkört védi a túlterheléstől és a zárlati áramtól. Az áram-védőkapcsoló ezzel szemben azt figyeli, hogy az áram egy része nem tér-e vissza a rendeltetésszerű vezetőkön, hanem például a védővezetőn, a készülék burkolatán vagy más úton folyik a föld felé.
Mi kapcsolt le: a kismegszakító vagy az áram-védőkapcsoló?
A fogyasztásmérőnél elhelyezett kismegszakító
A fogyasztásmérő környezetében elhelyezett csatlakozási túláramvédelmi készülék korlátozza, hogy a lakás vagy az ingatlan mekkora áramerősséget vehessen fel a hálózatból.
Egyfázisú, 32 amperes csatlakozás esetén például a rendelkezésre álló látszólagos teljesítmény közelítő értéke:
P = U × I
P = 230 V × 32 A ≈ 7,4 kVA
Ez nem jelenti azt, hogy a lakáson belüli áramköröket ne kellene külön kismegszakítókkal védeni. A világítási, csatlakozóaljzat-, sütő-, főzőlap-, klíma- és más áramköröknek saját túláramvédelmük lehet.
A fogyasztásmérőnél található készülék és a lakáselosztóban található kismegszakítók feladata és méretezése nem feltétlenül azonos.
Mitől véd a kismegszakító?
A kismegszakító két eltérő hibajelenségre reagál.
Túlterhelés
Túlterheléskor az áram nagyobb a vezeték és az áramkör tartósan megengedett terhelésénél, de nem feltétlenül alakul ki zárlat. A kismegszakító hőkioldója a tartósan megnövekedett áram hatására felmelegszik, és meghatározott idő után lekapcsol.
- egyszerre túl sok nagy teljesítményű készülék működik;
- a motor mechanikusan megszorul;
- a kompresszor tartósan túl nagy áramot vesz fel;
- hibás csatlakozás vagy túlterhelt áramkör alakul ki.
Zárlat
Zárlatkor az áram rövid idő alatt nagyon nagy értékre növekedhet. A gyors lekapcsolást a kismegszakító elektromágneses kioldója végzi.
- a fázis- és nullavezető összeér;
- a fázisvezető a védővezetővel vagy földelt fémrésszel érintkezik;
- egy alkatrész belső szigetelése teljesen átüt.
A kismegszakító elsődlegesen az áramkör vezetékeit védi. Nem minden esetben képes megvédeni az embert az áramütéstől, és nem helyettesíti az áram-védőkapcsolót.
Mit jelent a B16 jelölés?
A jelölés két legfontosabb eleme:
- B: a mágneses gyorskioldás karakterisztikája;
- 16: a kismegszakító névleges árama amperben.
A 16 amperes névleges áram nem azt jelenti, hogy a készülék 16,1 ampernél azonnal lekapcsol. A működési idő az áram nagyságától és időtartamától függ.
Kisebb túlterhelésnél a hőkioldás hosszabb időt vehet igénybe. Nagy zárlati áramnál a mágneses kioldás nagyon gyorsan működik.
| Jelölés | Jelentés |
|---|---|
| B6 | B karakterisztika, 6 A névleges áram |
| B16 | B karakterisztika, 16 A névleges áram |
| C16 | C karakterisztika, 16 A névleges áram |
| 4500 | 4,5 kA névleges zárlati megszakítóképesség |
| 10000 | 10 kA névleges zárlati megszakítóképesség |
| 230/400 V~ | névleges váltakozó feszültség |
| IEC 60898-1 | a vonatkozó készülékszabvány jelölése |
A megszakítóképesség azt mutatja meg, hogy a készülék mekkora zárlati áramot képes az előírt feltételek mellett biztonságosan megszakítani.
B, C és D kioldási karakterisztika
| Karakterisztika | Mágneses gyorskioldás tartománya | Jellemző alkalmazási terület |
|---|---|---|
| B | a névleges áram 3–5-szöröse | kis vagy mérsékelt bekapcsolási áramú áramkörök |
| C | a névleges áram 5–10-szerese | nagyobb bekapcsolási áramú fogyasztók és motoros terhelések |
| D | a névleges áram 10–20-szorosa | különösen nagy indulóáramú, speciális berendezések |
Számítási példa B16 kismegszakítóra
3 × 16 A = 48 A
5 × 16 A = 80 A
Ezért a gyors mágneses kioldás a szabványos működési tartomány alapján 48 és 80 amper közötti értéknél következhet be.
A B karakterisztika C vagy D karakterisztikára történő cseréje csökkentheti a zárlati hiba gyors lekapcsolásának biztonságát.
A karakterisztika megváltoztatása előtt ellenőrizni kell:
- a vezeték keresztmetszetét és terhelhetőségét;
- a zárlati hurokimpedanciát és a várható zárlati áramot;
- a lekapcsolási idő teljesülését;
- a készülék indulóáramát;
- a gyártó előírását.
Egy inverteres készülék önmagában nem indokolja automatikusan a C karakterisztikát. A szükséges túláramvédelmet mindig a készülék dokumentációja és az elektromos hálózat méretezése alapján kell meghatározni.
Mi az áram-védőkapcsoló?
Az áram-védőkapcsoló, rövidítve ÁVK, nemzetközi jelöléssel RCD, köznyelvben gyakran FI relé. Az „FI relé” elnevezés elterjedt, de a készülék nem hagyományos értelemben vett relé. A szabatos magyar megnevezés az áram-védőkapcsoló.
Az ÁVK nem a teljes áram nagyságát figyeli, hanem az üzemszerűen áramot vezető vezetők áramainak különbségét.
Egyfázisú hálózatban normál működéskor a fázisvezetőn a fogyasztó felé folyó áram ugyanakkora, mint a nullavezetőn visszatérő áram.
Példa
5,00 A − 4,97 A = 0,03 A
0,03 A = 30 mA
A különbség azt jelzi, hogy 30 mA áram más úton folyik el.
Amennyi áram az üzemszerű vezetőkön befolyik a védett áramkörbe, ugyanannyinak kell az üzemszerű vezetőkön vissza is térnie.
Hogyan érzékeli az ÁVK a hibaáramot?
A fázisvezetőket és a nullavezetőt egy közös összegző áramváltón vezetik keresztül. Normál működéskor az áramok mágneses hatása kiegyenlíti egymást. A transzformátor érzékelőtekercsében nem keletkezik a kioldáshoz elegendő jel.
Ha az áram egy része más úton, például a védővezetőn, a készülék fémházán vagy egy személy testén keresztül folyik a föld felé, az egyensúly felborul. Ha a különbségi áram eléri az ÁVK működési tartományát, a készülék lekapcsolja a védett áramkört.
Háromfázisú hálózatban nem egyetlen fázis és a nulla egyszerű összehasonlítása történik. Az ÁVK az összes rajta átvezetett aktív vezető pillanatnyi áramának vektoriális összegét figyeli.
Mit jelent a 30 mA?
Az ÁVK érzékenységét a névleges különbözeti kioldóáram jelöli: IΔn. A lakásokban és hasonló alkalmazásokban gyakran 30 mA névleges hibaáramú készüléket alkalmaznak kiegészítő személyvédelemre.
Az ÁVK:
- csökkentheti az áramütés súlyos következményeinek kockázatát;
- kiegészítő védelmet nyújthat;
- nem helyettesíti a megfelelő szigetelést és a védővezetőt;
- nem helyettesíti az érintésvédelmi és automatikus lekapcsolási feltételeket;
- nem feltétlenül érzékeli, ha valaki egyszerre érinti meg a fázis- és nullavezetőt, és az áram teljes egészében e két vezető között folyik.
AC, A, F és B típusú ÁVK
Az ÁVK betűjele nem a névleges áramát és nem a lekapcsolás gyorsaságát jelzi. A betűjel azt mutatja meg, hogy a készülék milyen alakú és frekvenciájú hibaáramokat képes megbízhatóan érzékelni.
AC típus
Szinuszos váltakozó hibaáram érzékelésére alkalmas.
A modern elektronikus vezérlésű készülékek egyenirányítókat, kapcsolóüzemű tápegységeket és invertereket tartalmazhatnak, ezért az AC típus alkalmazhatóságát nem szabad automatikusan feltételezni.
A típus
Érzékeli a szinuszos váltakozó és a pulzáló egyenáramú hibaáramot.
Sok elektronikus tápegységgel vagy egyenirányítóval rendelkező háztartási készüléknél ez a kiindulási típus, de mindig ellenőrizni kell a gyártó előírását.
F típus
Az A típus által érzékelt hibaáramokon túl bizonyos összetett és eltérő frekvenciájú hibaáramokat is képes érzékelni.
Elsősorban egyfázisú frekvenciaváltós és fordulatszám-szabályozott készülékeknél lehet indokolt, például egyes inverteres mosógépeknél, klímaberendezéseknél, egyfázisú hőszivattyúknál és változtatható fordulatszámú motorhajtásoknál. Nem minden inverteres készülék igényel automatikusan F típust.
B típus
Az A és F típus által érzékelt hibaáramokon túl sima egyenáramú és további összetett hibaáramok érzékelésére is alkalmas.
Alkalmazása egyes háromfázisú frekvenciaváltóknál, fotovoltaikus invertereknél, elektromosautó-töltőknél, ipari hajtásoknál és háromfázisú inverteres hőszivattyúknál lehet szükséges.
A megfelelő típus meghatározásakor mindig a hőszivattyú gyártójának telepítési utasítása és az inverter műszaki felépítése az irányadó.
Mit olvashatunk le az ÁVK előlapjáról?
63 A
Ez a készülék névleges árama. Azt mutatja meg, hogy az ÁVK mekkora üzemi áram vezetésére készült.
IΔn 0,03 A
Ez a névleges különbözeti kioldóáram: 0,03 A = 30 mA.
Type B
A készülék B típusú: váltakozó és pulzáló egyenáramú hibaáramokon túl sima egyenáramú hibaáramot is érzékelhet.
TEST vagy T gomb
A tesztgomb működtetésével a készülék belső vizsgálóáramköre mesterséges hibaáramot hoz létre.
Nem jelenti azt, hogy az önálló ÁVK 63 amperes túlterhelésnél vagy zárlatnál lekapcsol. Az RCCB kivitelű ÁVK nem tartalmaz túláramvédelmet, ezért megfelelő kismegszakítóval vagy más túláramvédelmi készülékkel együtt kell alkalmazni.
ÁVK vagy kombinált védelem?
| Készülék | Hibaáramvédelem | Túlterhelésvédelem | Zárlatvédelem |
|---|---|---|---|
| Kismegszakító, MCB | nem | igen | igen |
| Önálló ÁVK, RCCB | igen | nem | nem |
| Kombinált készülék, RCBO | igen | igen | igen |
Az RCBO egyetlen készülékben egyesíti a kismegszakító és az áram-védőkapcsoló funkcióját. Az önálló ÁVK után általában külön kismegszakítók védik az egyes végáramköröket.
Miért kapcsolhat le az ÁVK hibátlan készülékek mellett is?
A valós hálózatban a készülékeknek lehet kisebb üzemszerű szivárgóáramuk. Ennek forrása lehet hálózati zavarszűrő, kapcsolóüzemű tápegység, frekvenciaváltó, kompresszor vagy motor, hosszú kábelezés, a fűtőbetét szigetelési állapota, nedvesség, szennyeződés vagy átmeneti túlfeszültség.
Az ugyanazon ÁVK mögött működő készülékek szivárgóáramai összeadódnak.
Példa összeadódó szivárgóáramra
- Készülék 1: 4 mA
- Készülék 2: 6 mA
- Készülék 3: 8 mA
- Készülék 4: 5 mA
Összesen: 4 + 6 + 8 + 5 = 23 mA
Egy újabb készülék bekapcsolásakor vagy átmeneti jelenségnél a teljes hibaáram már elérheti az ÁVK kioldási tartományát.
Nem helyes azt állítani, hogy minden ellenállásfűtéssel rendelkező készülék szükségszerűen hibás vagy veszélyes mértékű szivárgóárammal rendelkezik.
A fűtőbetétek szigetelési ellenállása azonban nedvesség, öregedés vagy sérülés miatt romolhat, ezért a fűtési szakaszban bekövetkező ÁVK-leoldás fontos hibakeresési információ.
Mit kérdezzen először a szerelő?
- Melyik készülék kapcsolt le?
- kismegszakító;
- ÁVK;
- kombinált RCBO;
- fogyasztásmérőnél elhelyezett csatlakozási megszakító.
- Mikor következik be a lekapcsolás?
- azonnal a csatlakoztatáskor vagy bekapcsoláskor;
- motor- vagy kompresszorindításkor;
- vízfelvételkor, fűtéskor vagy centrifugáláskor;
- hosszabb működés után vagy véletlenszerűen.
- Csak egy készüléknél jelentkezik?
Ha az ÁVK több áramkört véd, a lekapcsolást más készülékek összegződő szivárgóárama is befolyásolhatja.
- Mit ír elő a gyártó?
- névleges áram és kismegszakító-karakterisztika;
- szükséges ÁVK-típus és megengedett hibaáram;
- külön áramkör követelménye;
- vezeték keresztmetszete.
- Milyen mérések szükségesek?
- szigetelési ellenállás mérése;
- védővezető folytonosságának vizsgálata;
- szivárgóáram mérése;
- hurokimpedancia és zárlati áram ellenőrzése;
- ÁVK kioldóáramának és kioldási idejének mérése.
A rögzített villamos hálózaton végzett mérés és átalakítás megfelelő szakképzettséget, műszert és jogosultságot igényel.
Gyakori tévedések
A nagyobb amperértékű kismegszakító megoldja a lekapcsolást.
A nagyobb névleges áramú kismegszakító túlterhelheti a vezetéket. Csere csak méretezés és ellenőrzés után végezhető.
A C karakterisztika minden inverteres készülékhez jobb.
A karakterisztikát az indulóáram, a vezeték, a hurokimpedancia, a lekapcsolási feltételek és a gyártói előírás alapján kell kiválasztani.
A 30 mA-es ÁVK minden áramütéstől megvéd.
Az ÁVK kiegészítő védelmet nyújt, de nem szüntet meg minden áramütési kockázatot.
Minden háromfázisú hőszivattyúhoz B típusú ÁVK kell.
A szükséges típust a készülék invertere és a gyártói dokumentáció határozza meg.
Ha az ÁVK lekapcsol, biztosan maga az ÁVK hibás.
A lekapcsolást készülékhiba, nedvesség, sérült vezeték, összegződő szivárgóáram vagy hibás hálózati kialakítás is okozhatja.
Tamás műhelytippje
Mielőtt szétszednéd a készüléket, mindig tisztázd, hogy a kismegszakító vagy az ÁVK kapcsolt-e le.
Ha a kismegszakító old le, elsősorban túlterhelésre, zárlatra vagy nagy indulóáramra gondolj.
Ha az ÁVK old le, szigetelési hibát, föld felé folyó hibaáramot vagy több készülék összeadódó szivárgóáramát keress.
A két védelmi készülék más hibajelenséget érzékel, ezért a hibakeresés iránya is eltérő.
Összefoglaló
Mit érdemes megjegyezni?
- ✔ A kismegszakító túlterhelés és zárlat ellen védi az áramkört.
- ✔ A B, C és D betű a mágneses gyorskioldás karakterisztikáját jelöli.
- ✔ A B16 jelölés B karakterisztikát és 16 A névleges áramot jelent.
- ✔ Az ÁVK az üzemszerű vezetők áramainak különbségét figyeli.
- ✔ A 30 mA névleges hibaáram nem azonos a készülék névleges terhelhetőségével.
- ✔ Az AC, A, F és B betűjel az érzékelhető hibaáram alakjára utal.
- ✔ Az önálló ÁVK nem helyettesíti a kismegszakítót.
- ✔ A megfelelő védelmet mindig a hálózat és a készülék együttes vizsgálata alapján kell kiválasztani.
Fontos biztonsági tájékoztatás
A cikk kizárólag szakmai tájékoztatásul szolgál. Nem helyettesíti a villamos berendezés tervezését, felülvizsgálatát, a gyártó telepítési utasítását vagy a hatályos szabványok alkalmazását.
A rögzített villamos hálózat módosítását, a védelmi készülékek kiválasztását és a feszültség alatt vagy annak közelében végzett munkát kizárólag megfelelő képesítéssel rendelkező szakember végezheti.
A kismegszakító névleges áramának vagy karakterisztikájának önkényes növelése túlmelegedést, vezetékkárosodást, tüzet vagy a szükséges zárlati lekapcsolás elmaradását okozhatja.