belépés / regisztráció
2020. december 3. csütörtök
Aktuális lapszám

Lapostetőn elhelyezett kültéri klímaegységek villamos veszélyei

A közelmúltban hazánk egyik településén egy négyszintes panelépület második emeletén lévő kétszobás lakás tulajdonosa – részben a nyári hőség, valamint a távfűtés beindítása előtti hűvös időszak miatt – duál splitklímát, szobánként 1-1 db mono splítklímát vásárolt és szereltetett fel egy, az épület lapostetejére elhelyezett kültéri egységgel (1. ábra).

 

A berendezés annak módja szerint, rendeltetésszerűen működött. Nyáron elutaztak két hétre nyaralni, a klímákat készenléti állapotban hagyták, majd amikor a nyaralásból hazatértek, szerették volna a berendezést bekapcsolni, de az már nem működött. Felhívták a városban lévő szakszervizt, és kérték a hiba megállapítását, a berendezés üzemképessé tételét. A helyszínre érkező szakember műszeres vizsgálat után megállapította, hogy a beltéri egységek nyomtatott áramköröket tartalmazó „panelje”, valamint a tetőn elhelyezett egység villamos része tönkrement, azokat a gyártó javítani nem engedi, kicserélésük szükséges, ami komoly költséggel jár (2. ábra).

A tulajdonos csodálkozott, hiszen itthon sem voltak, nem működtették a beltéri egységeket, akkor mitől mehetett egyszerre mind a három tönkre?

Általánosságban a vonatkoztatott légköri események következményeiről, és azok hatásairól

A légköri eredetű túlfeszültségek, villámok zavarforrásként hatnak az építményekre és az azokban lévő villamos készülékekre és rendszerekre. A légköri eredetű túlfeszültséget az alábbi csoportokra lehet osztani:

  • közeli, vagy közvetlen villámcsapás,
  • távoli villámcsapás.

Közvetlen villámcsapás esetén a villám talppontja a védendő épületen (a villámhárító felfogón) van, közeli villámcsapás esetén pedig a villámcsapás talppontja olyan kiterjedt vezetéken van, amelyik a védendő épülethez csatlakozik (pl. csővezetéken, villamos energiaellátó, vagy információ-technikai vezetéken).

Távoli villámcsapáson értjük pl. a középfeszültségű (ma már a nagyfeszültségű kategóriába tartozó) villamos szabadvezetékeket ért villámcsapást, vagy olyan felhő-felhő villámot, amelyik a távvezetéken két irányban tovaterjedő lökőhullámot gerjeszt, illetve a védendő épület környezetében létrejövő villámot, amelyik induktív úton túlfeszültséget hoz létre.

A közeli, vagy közvetlen villámcsapás villámárama a villámcsatornában és a villámvédelem vezetékeiben:

  • feszültséget okoz a földelő berendezés lökő-áramú földelő ellenállásán,
  • lökő-feszültséget és lökő-áramot gerjeszt az épület belsejében lévő vezetékekből kialakuló hurokban.

A lökő-árammal szembeni földelési ellenálláson létrejövő feszültségesés következtében villamos-ágáramok folynak a villámvédelmi potenciálkiegyenlítő rendszerhez kapcsolódó villamos energiaellátó vezetékeken. A villámáram mágneses tere a környezetében lévő vezető hurkokban lökő-feszültséget indukál, amelynek hatására a zárt hurokban lökő-áramok keletkeznek.

A zivatarcellák között létrejövő felhő-felhő kisülés elektromágneses sugárzásával lökő-feszültséget, illetve lökő-áramot hoz létre mind a villamos energiaellátó vezetékekben, mind pedig az egyéb kiterjedt vezetékhálózatokban. (lsd.: IEC 61024-1/VDE V 0185/, IEC 61312-1 szabványok villámcsapásnál megállapított veszélyességi osztályait).

Ha pontos elemzés és számítás nem lehetséges, vagy ha a pontos elemzést és számítást az alkalmazás nem teszi szükségessé, egy villámsújtotta épülethez csatlakozó vezetékek villám-ágáram megosztását az MSZ IEC 1312-1 szabvány alapján lehet megbecsülni.

Távoli villámcsapás esetén a túlfeszültség-hullám a fénysebességgel terjed a vezeték mentén vagy, ha a villám becsapási talppontja a védendő berendezés mellett van, akkor a villám mágneses tere hat a védendő berendezésre.

A meghibásodás konkrét oka és a kisfeszültségű (1000 Volt alatti) berendezések túlfeszültség védelméről

A közvetett villámkárok mind gyakoriságban, mind kárösszegében meghaladják a közvetlen villámcsapások okozta károkat. Ma világszerte elfogadott, hogy a veszélyeztetett környezet a villámcsapás helye köré vont 2 kilométer sugarú körön belül van. Ezen a körön belül a vezetékeken és sugárzás útján terjedő elektromágneses hatások a készülékek elektronikáját, illetve az elektronikus készülékek működését zavarhatják, és a készülékeket tönkretehetik.

Az a tény, hogy a „duo” rendszerben működő két beltéri készülék és a tetőn elhelyezett kültéri készülék egy időben hibásodott meg, és a hiba a készülékekben ugyanazon a helyen következett be, a helytelen beltéri kezelési technológiát, a beltéri villamos energiaellátás meghibásodásának közvetett, vagy közvetlen okát egyértelműen kizárja. A hiba forrása külső ok volt, mégpedig közvetett villámcsapás által okozott, az épületen kívüli, a készülékeket villamosan összekötő vezetékekben keletkezett (fellépő) túlfeszültség, ami a készülékben a nyomtatott vezérlő-panelen (elektronikában) lévő igen érzékeny IC-t tette tönkre (3. ábra). (A villamos kontrollmérések is egyértelműen az IC meghibásodását mutatták.)

Az UBIMET-től bekért, a júliusi szabadság idejére vonatkozó zivataradatok alapján a környéken több heves zivatarfront is volt, számtalan villámtevékenység kíséretében.

Az előzőekben elméletileg ismertetett villámcsapások következményeinél már megismert közvetett villámcsapás hatása a villamos vezetékekben a jelen esetre vonatkoztatott szemléltető számítás alapján akár 100 kV, vagy ennél nagyobb feszültségszintet is generálhatott.

A szerelési elrendezésből adódó nagyfeszültségű hurkok mellett figyelmet kell fordítani azokra az indukciós hurkokra is, amelyek egyik irányban igen keskenyek (a vezető-erek közötti igen kicsi távolság a kábelen belül), és a másik irányban pedig igen hosszúak (az első emeletről a tetőre felvezetett kábel hossza mintegy 11-12 méter).

Egy közvetett (a közelben lévő) villámkisülés ebben a villamos vezetékben a hurok kölcsönös induktivitását a vonatkozó műszaki táblázat alapján 2,3 μH értéknek véve, a kábel-erekben indukálódó feszültség mintegy 280 kV lehetett. Ez az érték a villamos kapcsolatban lévő elektronika építőelemeit (IC-it) egyértelműen működésképtelenné teszi. Ilyen esetben teljesen mindegy, hogy a készülék kikapcsolt állapotban van-e, mivel ekkora feszültség minden csatlakozáson „átszalad”.

Mind a nemzeti, mind pedig a nemzetközi szabványok megkövetelik a védendő berendezés teljes körű villámvédelmét és potenciálkiegyenlítését, ami azt jelenti, hogy a védendő berendezés minden be-, vagy kilépő vezetékét közvetlenül, vagy szikraközön, túlfeszültség-levezető készüléken keresztül a földelő berendezéssel össze kell kötni. Villámcsapás esetén az egész berendezés potenciálja megemelkedik, belsejében veszélyes potenciál-különbségek is felléphetnek.

Tehát ma már az épületgépész és a villamos szakember (szerelő) szinte egyidejű, összehangolt munkája szükséges az ilyen, általában egyszerűnek minősített készülékek telepítése során is, nehogy később bíróság előtt kelljen bizonygatni, hogy a szerelésünk hibátlan és szakszerű volt.

***

1. ábra.
2. ábra.
3. ábra.

Dési Albert
villamosmérnök
igazságügyi szakértő

A szerzõ egyéb cikkei:

  Megjelent az Épületvillamosság szakkönyv 7. kiadása
  Új szakkönyv az épületvillamosságról

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam