Túróczi és Társa Erősáramú Mérnöki Iroda Kft. A villamosság minőségi szakértője

Átírás

1 A magyar elektrotechnikai egyesület hivatalos lapja Alapítva: 1908 Túróczi és Társa Erősáramú Mérnöki Iroda Kft. A villamosság minőségi szakértője Szigetelt, szinuszos áramfelvételű akkumulátortöltő Az áramütés elleni védelem fogalmi, méretezési, kivitelezési változásai MEE Jogszabályfigyelő 2011/4 Közzétették az új Országos Tűzvédelmi Szabályzatot (OTSZ) Díszítő vagy csúfító világítások? Beszámoló a MEE 58-ik Vándorgyűléséről Átadták a 400 kv-os Szolnok alállomást A beszállítóit értékelte az ELMŰ-ÉMÁSZ Beszerzési Igazgatósága Kutatók éjszakája 2011 Túróczi és Társa Erősáramú Mérnöki Iroda Kft Szolnok, Városmajor út 15. Tel: 06/56/ , Fax: 06/56/ évfolyam 2011/10

2 Magyar Elektrotechnikai Egyesület villámvédelmi konferencia Megjelent az új OTSZ Információk első kézből Időpont november 8-án kedden, 9.00 órakor Helyszín Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem A épület Budapest, Egry J. u Információ: Szelenszky Anna Telefon: Budapest, Madách Imre út 5. III. e.

3 Tartalomjegyzék 2011/10 CONTENTS 10/2011 Felelős kiadó: Kovács András Főszerkesztő: Tóth Péterné Szerkesztőbizottság elnöke: Dr. Bencze János Tagok: Dr. Benkó Balázs, Dr. Berta István, Dervarics Attila, Günthner Attila, Hatvani György, Dr. Horváth Tibor, Dr. Jeszenszky Sándor, Kovács András, Dr. Madarász György, Orlay Imre, Schachinger Tamás, Dr. Vajk István, Dr. Varjú György, Vinkovits András Szerkesztőségi titkár: Szelenszky Anna Témafelelősök: Technikatörténet: Dr. Antal Ildikó Hírek, Lapszemle: Dr. Bencze János Villamos fogyasztóberendezések: Dési Albert Automatizálás és számítástechnika: Farkas András Villamos energia: Horváth Zoltán Villamos gépek: Jakabfalvy Gyula Világítástechnika: Némethné Dr. Vidovszky Ágnes Szabványosítás: Somorjai Lajos Szakmai jog: Arató Csaba Oktatás: Dr. Szandtner Károly Lapszemle: Szepessy Sándor Tudósítók: Arany László, Horváth Zoltán, Kovács Gábor, Köles Zoltán, Lieli György, Tringer Ágoston, Úr Zsolt Korrektor: Tóth-Berta Anikó Grafika: Kőszegi Zsolt Nyomda: Innovariant Nyomdaipari Kft. Szeged Szerkesztőség és kiadó: 1075, Budapest, Madách Imre u. 5. III. e. Telephely: 1075, Budapest, Madách Imre u. 5. III. e. Telefon: Telefax: Honlap: Kiadja és terjeszti: Magyar Elektrotechnikai Egyesület Adóigazgatási szám: Előfizethető: A Magyar Elektrotechnikai Egyesületnél Előfizetési díj egész évre: Ft + ÁFA Kéziratokat nem őrzünk meg, és nem küldünk vissza. A szerkesztőség a hirdetések, és a PR-cikkek tartalmáért felelősséget nem vállal. Index: HUISSN: Hirdetőink / Advertisers HUNGEXPO zrt. MAVIR ZRT obo bettermann kft. Túróczi és Társa Kft. VEIKI-VNL Kft. Tóth Péterné: Főszerkesztői beköszöntő... 4 VILLAMOS BERENDEZÉSEK ÉS VÉDELMEK Csizmadia Gyula Miháczi Viktor: Szigetelt, szinuszos áramfelvételű akkumulátortöltő... 5 BIZTONSÁGTECHNIKA Dr. Novothny Ferenc: Az áramütés elleni védelem fogalmi, méretezési, kivitelezési változásai... 9 SZAKMAI ELŐÍRÁSOK Arató Csaba: MEE Jogszabályfigyelő 2011/4 Közzétették az új Országos Tűzvédelmi Szabályzatot (OTSZ) VILÁGÍTÁSTECHNIKA Barkóczi Gergely: Díszítő vagy csúfító világítások? SZEMLE Dr. Bencze János: Könyvbemutató EGYESÜLETI ÉLET Tóth Éva: Beszámoló a MEE 58-ik Vándorgyűléséről Egri Tamás: MEE Debreceni Szervezet szakmai kirándulása Rubint Dezső: Villanyszerelő Fórum Debrecenben Jakabfalvy Gyula: Szakmai látogatás FIATALOKNAK FIATALOKRÓL Tóth Éva: Robotfejlesztés a nyíregyházi Bánki Donát Műszaki Középiskolában Ladik Szabolcs Viktor: Házi készítésű menekítő robot Fodor Attila: Lánctalpas járművek HÍREK Dr. Bencze János: Energetikai hírek a világból - Hogyan tovább atomerőmű? Dr. Fodor István: Tájékoztatás (OTSZ) Tóth Éva: Átadták a 400 kv-os Szolnok alállomást Dr. Bencze János: A beszállítóit értékelte az ELMŰ-ÉMÁSZ Beszerzési Igazgatósága Jáni Katalin: 20 éves az Intersolar kiállítás Kiss Árpád: Magyar Termék Nagydíj Z. Nagy János: Kutatók éjszakája Rubint Dezső: Energoexpo Dr. Horváth Tíbor: Jubileumi ünnepély Veresegyházon Dr. Kádár Péter: Óbudai Zöld Szabadegyetem OLVASÓI LEVÉL Kerényi A.Ödön: Megújuló energiák beillesztése a német áramszolgáltató rendszerbe 2020-ig Dr. Szeredi István: Hozzászólás Kerényi A. Ödön cikkéhez Dr. Varga László: VEIKI-VNL Közlemény Éva Tóth: Greetings from the Editor-in-Chief ELECTRICAL EQUIPMENTS AND PROTECTIONS Gyula Csizmadia Viktor Miháczi: Isolated, sinusoidal input current battery charger SAFETY OF ELECTRICITY Dr. Ferenc Novothny: The change of the conceptual, measuring and making of the protection against electric shock PROFESSIONAL REGULATIONS Csaba Arató: MEE rule observer about the published regulation in the field of National Fire Protection (2011/4) LIGHTING TECHNICS Gergely Barkóczi: Impressive or depressive decoration lighting REVIEW Dr. János Bencze: Book review SOCIETY ACTIVITIES Éva Tóth: Summary of the 58th General Meeting of MEE Tamás Egri: Professional excursion of the MEE Debrecen Organisation Dezső Rubint: Electrician Forum in Debrecen Gyula Jakabfalvy: Professional visit YOUNG PEOPLE TO THE YOUNG GENERATION Éva Tóth: Robot development in the Technical High-school of Nyiregyháza Szabolcs Viktor Ladik: Home made escaping robot Attila Fodor: Vehicles with caterpillar belt NEWS Dr. János Bencze: News from the world of Energetic What is the future of the atomic power plants Dr. István Fodor: Information (OTSZ) Éva Tóth: The 400 kv Szolnok Substation now in service Dr. János Bencze: The Source Supply Directorate of ELMŰ-ÉMÁSZ valuated them subcontractors Katalin Jáni: 20 years old the Intersolar exhibition Árpád Kiss: Hungarian Production Award 2011 János Z. Nagy: The Nights of the Researcher s 2011 Dezső Rubint: Energexpo 2011 Dr. Tibor Horváth: Jubilee commemoration in Veresegyháza Dr. Péter Kádár: Green Free University in Óbuda LETTER FROM OUR READERS Ödön A. Kerényi: The adaptation of different renewable energies into the German electricity system until 2020 Dr. István Szeredi: Remarks to the paper of A. Ödön Kerényi Dr. László Varga: VEIKI-VNL Publication

4 Kedves Olvasó! A szeptember beköszöntével mintha a nyár alatt begyűjtött energiák kitörni szerettek volna, úgy indultak meg robbanásszerűen a különböző szakmai események. A MEE központi szervezetének az ősz első hónapja mindig egy nagy erőpróbát jelentő időszak. Ekkor zajlik az éves Vándorgyűlés, a MEE legnagyobb rendezvénye, amely évről évre nagy kihívást jelent, ezúttal sem volt ez másképp. Az elmúlt évekre is jellemző volt, hogy egyre nőtt a résztvevők, az előadások és a kiállítók száma, amely most minden eddigit felülmúlt. Ez számszerűsítve 800 résztvevőt, közel 80 előadást és 45 kiállítót jelent. A visszajelzések azt igazolják, hogy minden szempontból nagyon sikeres Vándorgyűlésen vagyunk túl. Már hagyomány, hogy erről az eseményről lapunk hasábjain is képet adunk azon kedves olvasóinknak, akiknek ezen a szakmai csúcstalálkozón nem volt alkalmuk részt venni. A téma idén a nagyon aktuális kérdéseket átfogó Kutatás+ Fejlesztés+Innovácó volt. A szekciókban a teljesség igénye nélkül előadások hangzottak el az EU 3. energiacsomagjáról és a rendszerirányításról, az okos hálózatokról és mérésekről, az e-mobilitásról, innovatív megoldásokról az energetikában, a napelemes villamosenergia-termelésről, a FAM-feszültség alatti munkavégzésről. Az egyesület által szervezett különböző tanfolyamok is elkezdődtek, a Villámvédelmi Konferencia is már szervezése jelenleg is zajlik, a VTT sikeresen abszolválta Világítástechnikai Ankétját, az Elektrotechnikai Múzeum a 150 éves a Jedlik-dinamó" kiállítását nyitotta meg, folynak az Országos Elnök-Titkári Tanácskozás előkészületei. Ahogy azt tenni szoktuk, rendszeresen beszámolunk ezekről az eseményekről. E lapszámunkban is a szakmai cikkek mellett helyet kaptak az elmúlt hetek rendezvényeiről szóló beszámolók, de olvashatnak a partnereinknél történt fontos eseményekről is. Az első Hobbim az Fotó: szelagnes elektrotechnika pályázat lezárásaként két figyelemre méltó versenyző munkáját mutatjuk be, és egy nyíregyházi középiskolát, ahol elhivatottan végzik a tehetséggondozást. A pályázat nagy sikerére való tekintettel hamarosan meghirdetésre kerül a második Hobbim az elektrotechnika pályázat is. Ha házon kívülre is kitekintünk, szintén születtek szakmánkat érintő fontos döntések. Hosszú vajúdás után megjelent a várva várt új OTSZ. Sajnos az örömbe üröm is vegyült, mert mindössze 30 nap állt rendelkezésre a hatálybalépésig. A MEE szakmai vezetése a kialakult helyzetre való tekintettel segítséget igyekszik nyújtani azoknak a szakembereknek, akik munkájához elengedhetetlenül szükséges ennek ismerete. A régóta várt, 2030-ig kitekintő új Nemzeti Energiastratégiát az Országgyűlés jóváhagyta. A szaktárca folytathatja munkáját a most rögzített célkitűzések mentén a gyakorlati megvalósítást elősegítő cselekvési tervek kidolgozásában. Az új stratégia erősebb állami szerepvállalást hirdet az energetika területén. Érvényesíti a környezeti szempontokat, valamint a korábbiaknál hangsúlyosabb szerepet szán a helyi, decentralizált energiatermelésnek. Az Energiastratégia alapvető célkitűzése Magyarország energiafüggetlenségének erősítése. Öt cselekvési terv kidolgozását kezdi meg a NFM. Meghatározó sarokpontja az energiatakarékosság, a decentralizáltan és itthon előállított megújuló energia, integrálódás az európai energetikai infrastruktúrákhoz és az atomenergia. Az ötödik sarokpont a kétpólusú mezőgazdaság létrehozása, amely a fenntarthatósági és piaci szempontok érvényesítésére tekintettel kellő rugalmassággal képes váltani az élelmiszertermelés és az energetikai célú biomassza-előállítás között. Emellett Magyarország nem mondhat le a fosszilis energiahordozókról sem, a méltányos áron beszerzett földgázra továbbra is fontos szerep vár. Az elfogadott országgyűlési határozat feladatként irányozza elő az erőmű-fejlesztést, az ásványvagyon készletgazdálkodását és hasznosítását. A cselekvési tervek első változata a tervek szerint 2012 tavaszára készülhet el. A kormány az energetikában is döntő fontosságú feladatának tartja a korábbi években rövid távú költségvetési megfontolások vagy még kevésbé átlátható és érthető indokok alapján feladott állami pozíciók újraépítését. A stratégia egyik különösen kiemelt célja a fogyasztók megfizethető energiaellátásának biztosítása, amely kizárólag az állami szerepvállalás megerősítésével teljesíthető. Az Energiastratégia szerint olyan intézményrendszerre van szükség, amely részét képezi ugyan az uniós energiaellátásnak és politikának, de azon belül hatékonyan képes érvényesíteni a nemzeti érdekeket. Bízom abban, hogy Tisztelt Olvasóink e lapban is találnak értékes írásokat és hasznos információkat. Tóth Péterné főszerkesztő A Magyar Elektrotechnikai Egyesület kiemelt támogatói:

5 Villamos és és védelmek Berendezések Villamos berendezések Bevezetés Csizmadia Gyula, Miháczi Viktor Szigetelt, szinuszos áramfelvételű akkumulátortöltő A cikkben bemutatunk egy újfajta, áramgenerátorosan táplált közbenső körrel működő, szinuszos áramfelvételű akkumulátortöltő modult. A modul belső galvanikus leválasztású, így fölöslegessé válik a külső 50 Hz-es hálózati transzformátor, ezáltal a rendszer sokkal kisebb, kompaktabb. A modul optikai kábeles CAN-buszos kommunikációs felülettel rendelkezik, aktív párhuzamos üzemben is tud működni. We display in the article a new developed sinusoidal battery charger module feeding with an intermediate circuit working current generator. The module is an inner galvanic isolating one so it does not need the outer 50 Hz main transformer therefore the system is much smaller and more compact. The module has an optical cable CAN bus communication platform and can works active parallel mode too. Az elmúlt években az MPQ rendszer (biztosítóberendezés, áramellátó rendszer) korszerűsítéseken ment keresztül. Az egyik korszerűsítés egy új akkumulátortelep-töltő rendszer kifejlesztése volt. Az MPQ korábbi akkumulátortöltő rendszere az SPQ termékcsalád 336 V-os moduljaiból állt. Ezek a modulok egyfázisú táplálásúak, szinuszos áramfelvételűek, különböző kimenő áramú változatokban készültek. A kimenetek párhuzamosíthatók, a modulok kimenő áramának elosztására a vezérlések közti galvanikusan nem leválasztott kapcsolat szolgál. Az akkumulátortelep-töltő rendszer kimeneti oldala felé elvárás volt a betáplálási pontoktól a galvanikus leválasztás. Az SPQ modul kimenete a bemenetétől nem galvanikusan leválasztott, ezért ezt a szigetelést a modulok betáplálási oldalán elhelyezett szigetelő transzformátorokkal biztosítjuk. Ezek a transzformátorok nagy teljesítményűek (6-20 kva) mind a közüzemi hálózat és a felsővezetéki táplálás felől. A transzformátorról táplált SPQ modulok eredő hatásfoka 90% feletti. A transzformátorok költsége, súlya és mérete meglehetősen nagy, a szállítása, telepítése nehézkes. A fejlesztésünk célja az volt, hogy ezt a külső leválasztó fokozatot (transzformátort) elhagyjuk a rendszerből a korábbi követelmények megtartása mellett, úgy mint a modul kialakítás, szinuszos áramfelvétel, párhuzamosíthatóság, 90% feletti hatásfok és a galvanikus leválasztás. A fejlesztés eredményeképpen megszületett az új akkumulátortöltő modul, ami a SZEPQ típusnevet kapta (Szigetelt Egyenirányító PQ). Az új modul belső galvanikus leválasztással rendelkezik, egy középfrekvenciás transzformátor alkalmazásával, hatásfoka 90% feletti, párhuzamosítható és szinuszos áramfelvételű. A párhuzamosításhoz szükséges kommunikáció, és a modern felügyeleti rendszer közti kapcsolat optikai CAN buszon keresztül történik. Jelenlegi változatai 336 V, 220 V és 110 V névleges kimeneti feszültségűek. A korszerűsített MPQ rendszerben 336 V-os modulok működnek, 15 A-es és 10 A-es változatban. A 15 A-es modul 20 A-rel túlterhelhető addig, amíg a belső túlmelegedés elleni védelem vissza nem szabályozza a terhelőáram korlátozást (15 A-re). Nem MPQ rendszerbe illesztett SZEPQ modulok 220 V, illetve 110 V névleges kimeneti feszültségűek, létezik 40 A-es kimenő áramú változat is. Felépítés 2. ábra SZEPQ modul egyszerűsített felépítése 1. ábra SZEPQ 230/336-15/20 (1) A modult három alapvető részre bonthatjuk. Főáramkörre, a főáramkör működését segítő áramkörökre, és a szabályzás/ vezérlés áramköreire. A főáramkör működésének két meghatározó része a primer oldali hídáramkör, és a szintén primer oldali kiegészítő áramkör. A primer oldali híd (S1-S4) egy kvázi-fázistolásos vezérlésű teljes híd, mely több ütemű kapcsolási állapotokkal van működtetve. A kiegészítő áramkör (SA) a híd kapcsolási ütemeivel szinkronban működik, szerves részét képzi a kapcsolási folyamatoknak. Nagyvonalakban az első főütemben a híd rövidzárral helyettesíthető, egymás alatti IGBT-k vezetnek, így a szinuszosító fojtótekercs (L1) árama felépül a pillanatnyi bemeneti feszültségnek megfelelően. A második főütemben átrendezve a kapcsolási állapotokat, ezt az áramot a híd áttereli a transzformátor primer tekercselésére egyszer pozitív, másszor negatív irányban, szimmetrikusan táplálva a transzformátort. Itt meg is jegyeznénk, hogy a transzformátor táplálása nem feszültséggel történik, hanem egy áramot kényszerítünk rá egy külső energiatárolóból, a szinuszosító fojtótekercsből. (1) A modul főbb műszaki adatai: névleges bemeneti feszültség 230V 50Hz, névleges kimeneti feszültség 336V, névleges kimenő áram 15/20A, modul súlya 32kg, mérete 142x326x660mm (szélesség x magasság x mélység). Elektrotechnika 2011/10 5

6 Ez újdonságnak számít a teljesítményelektronikában, ez egy új működési mód, ami merőben más kapcsolástechnikát és gondolkodásmódot igényel az eddigi, tipikusan feszültséggenerátorosan táplált közbenső körű átalakítókhoz képest. A transzformátorra átterelt áram irányától függően a két szekunder tekercs tekercselési irányának megfelelő szekunder oldali dióda nyit ki (D1 vagy D2), és az áramot a kimeneti kondenzátortelepbe (Cki) vezeti. A transzformátor primer tekercselésére az áttételnek megfelelő visszatükröződő feszültség kerül, ami magasabb, mint a bemeneti feszültség mindenkori csúcsértéke, így a szinuszosító fojtótekercset lemágnesezi. Ezzel a kapcsolási ütemezéssel tudunk elérni a fojtótekercsen szinuszos áramalakot, a felvett áramból pedig megfelelően szűrt egyenfeszültséget előállítva teljesítményt adunk le a szekunder oldalon a transzformátor segítségével, szigetelten. Ezáltal a modul szinuszos áramfelvételű, és önmagában képes teljesíteni a szükséges szigetelési szilárdságot külső transzformátor nélkül. A belső transzformátor pedig középfrekvencián működik, ezért a mérete, súlya jóval kisebb, mint egy 50Hz-es hálózati transzformátoré. A főáramkör működését segítő áramkörök közül az IGBT meghajtó áramkör és a segéd tápegység igazából nem főáramkör-specifikus, és különösebb magyarázatot nem érdemelnek, úgy mint más, hasonló szerepet betöltő berendezésekben. A védelmek közül a szekunder oldali egyenirányítókat védő áramkör szintén nem csak egyedien erre a főáramkörre jellemző, ezért nincs feltüntetve az ábrán, de már közvetlenebb szerepet tölt be a helyes működésben. A kimeneti egyenirányító diódák tárolt töltéséből származó záróirányú vezetés hirtelen megszűnésekor a dióda környezetében elhelyezkedő parazita induktivitások árama fenn akar maradni, ezzel túlfeszültséget okozva a már lezárt diódán. Ezt elkerülendő a diódával párhuzamosan a túlfeszültség elnyelésére alkalmas áramkört alakítottunk ki. Az előbbiekben említettük, hogy ez nem egyedien erre a főáramkörre jellemző védelem, itt a valóságos alkatrészek, és a vezetékezés nem ideális mivoltát kell figyelembe vennünk. Ettől az elvtől eltér a primer oldalon található védelem, ami az ábrán bekeretezett Dv és Cv elemekből áll. Ugyanis, ez nem a valóságos félvezetők és a parazita jelenségek okozta túlfeszültségeket nyeli el, hanem egy esetleges modul vészleálláskor a fojtótekercsek által tárolt energiát vezetik le. A főáramkör topológiájából látszik, hogy vészleálláskor az összes kikapcsolt félvezető mellett a szinuszosító fojtótekercs árama, és a transzformátor primer köri szórási induktivitás árama csak a primer túlfeszültség-védelem nyitóirányú diódáján keresztül a kondenzátorokon tud záródni, növelve azok feszültségét. Túlfeszültség-levezető áramkör nélkül egy vészleállás a primer oldali félvezetők azonnali tönkremeneteléhez vezetne. Vészleállást a szabályzás/vezérlés kényszeríthet ki bizonyos szélsőséges működési körülmények esetén. Normál üzem közben a túlfeszültség levezető kondenzátora az első néhány főköri kapcsolási ciklus alatt feltöltődik a primer oldalon fellépő legnagyobb csúcsfeszültségre, így a működésbe bele sem szól. A szabályzás és vezérlés áramkörei további két alrészre oszthatók. Az egyik részben a mű- ködéshez szükséges jellemzők méréséhez szükséges illesztések vannak, a másik rész pedig maga a szabályzó és vezérlő, ami egy mikrokontrolleres áramkör. A mikrokontroller látja el a kimeneti feszültség- és áramszabályzó szerepét, a főáramkör félvezetőinek kapcsolási ütemezését, és jelzéseket küld és fogad CAN buszos kommunikációs csatornán keresztül a párhuzamos üzemhez, és a központi felügyeleti egységhez csatlakozva. A főáramkör működése Egy összefüggő kapcsolási cikluson bemutatva tekintsük át az előbb nagyvonalakban leírt főáramköri működést kicsit részletesebben, de a terjedelemre való tekintettel, matematikai összefüggések nélkül. Ez a kapcsolási ciklus ismétlődik a szabályzás/vezérlés által változtatott kapcsolási időkkel. Feltételezzük, hogy a kimeneti kondenzátor feltöltött állapotban van, a terhelés erre kapcsolódik, és állandósult állapotban vizsgáljuk a rendszert. A táplálás a 2. ábrán lévő kapcsolási elrendezés szerinti egyfázisú egyenirányítóról történik. Kezdetben (1/A) S2 és S3 bekapcsolt állapotban vannak, az L1 szinuszosító fojtótekercs IL árama növekszik a bemeneti feszültség értéke és a fojtótekercs induktivitásának megfelelő meredekséggel, egészen addig, amíg a szabályzás úgy nem dönt, hogy a szinuszos áramalak követéséhez nem növelheti tovább IL-t, aminek a nagyságát ettől az időpillanattól konstansnak tekintjük, lévén, hogy a tekercs induktivitása nagy. Ebben a pillanatban nullfeszültséggel, kicsi veszteséggel bekapcsolható S1, és kikapcsoljuk S3-at (1/B). Itt kezdődik el a kritikus pontja 2. ábra SZEPQ modul egyszerűsített felépítése Elektrotechnika 2011/10 6

7 a működésnek, ugyanis a szinuszosító fojtón felépített IL áram az eddigi bekapcsolt félvezetőkön már nem tud folyni, megszakítottuk az áram útját. Az áram így S3 belső kapacitásán, és a vele párhuzamos C2 kondenzátoron folyik egy rövid ideig, relatíve lassan növelve a feszültségét (lassú feszültségemelkedésű kapcsolás, kedvezőbb RF tulajdonságok), és C2 csökkenti a kikapcsolási veszteségét S3-nak (kikapcsolási snubber). A híd feszültsége (jelenleg megegyezik C2-ével) CSA kondenzátor UCSA0 kezdeti feszültségéig lineárisan nő állandósult állapot esetén UCSA0 a transzformátorra visszatükröződő feszültség, ekkor az SA félvezető ellenpárhuzamos diódája kinyit (2/A), és L1 árama rajta keresztül befolyik CSA-ba. A folyamatok gyakorlatilag S3 kikapcsolásával indultak el, és ezek teljes egészében a vezérlés beleszólása nélkül lezajlanak. A folyamatok ideje párszáz nsec és egy-két µsec nagyságrendű az átlagosan 15 khz-es működési frekvencia mellett, ennek megfelelően időzítjük a kapcsolásokat a programozott vezérlésben. Miután SA diódája kinyitott, a híd és CSA feszültsége megegyezik. SA árama kezdetben megegyezik IL-lel, mivel a hídban beállított S1- S2 átlós kapcsolás az áram számára olyan utat jelent, amelyen az áram csak véges meredekséggel tud nőni a transzformátor szórási induktivitása miatt, tehát a transzformátor primer köre nem tud pillanatszerűen lekommutálni L1-el, így kezdeti árama nulla. Ez a fő problematikája az áramgenerátorosan táplált közbenső körnek. A primer szórási induktivitás és CSA egy párhuzamos rezgőkört alkot, a primer áram elkezd nőni (2/B), SA árama csökkenni, a csökkenő áram egy szinuszosan növekvő feszültséget hoz létre CSA-n. A növekvő primer áram áttranszformálódik a szekunder oldalra, és ott az áramiránynak megfelelő D2 kinyit, energia áramlik a kimenetre. Mielőtt SA ellenpárhuzamos diódájának árama elérné a nullát, bekapcsoljuk SA IGBT-t. A bekapcsolási parancsot állandó idejű időzítéssel adjuk ki S3 kikapcsolásától számítva. Az éppen vezető ellenpárhuzamos dióda nulla feszültségen tartja az IGBT-t, így a bekapcsolás nullfeszültségű, a bekapcsolási veszteség csekély. Amikor SA árama eléri a nullát, CSA eléri a csúcsfeszültségét, a primer áram megegyezik IL-lel. SA árama irányt vált, és a már kinyitott IGBT-n folyik az eddigivel ellenkező irányban (3/A), CSA feszültsége csökkenni kezd, a rezgőkör tovább működik. A primerköri áram az ábrán látható SA kör felső csomópontjára értelmezett Kirchoff-törvény alapján IL és az SA áramának pozitív irányú összege, így az SA áram irányváltása után a primerköri áram IL fölé nő. SA kikapcsolása (3/B) akkor következik, amikor CSA lecsökkent a kezdeti UCSA0 feszültségre. A primer köri áram ekkorra elérte IL kétszeresét, mivel ahhoz, hogy CSA feszültsége visszatérjen a kezdetihez, ahhoz az áram-idő területének nullát kell adnia, tehát az áram a nulltengelyre szimmetrikus kell, hogy legyen. Tehát SA IGBT-t a vezetési irányának megfelelő, IL nagyságú áramnál kell kikapcsolnunk. A helyes működés érdekében a transzformátor feszültség-idő területét két egymást követő kapcsolásnál a vasmag telítésének elkerülése érdekében szimmetrikusra igyekszünk hozni. Ezt úgy érjük el, ha a transzformátort tápláló hídkapcsolási állapot mindig azonos ideig áll fenn. Tehát SA IGBT-t mindig ugyanannyi idővel később kapcsoljuk ki S3 kikapcsolásától mérve. Ebből az következik, hogy a rezgőkör paramétereit kell a működési tartományhoz úgy megválasztani, hogy az SA áram negatív IL és pozitív IL között változzon az átlós vezetésbe kapcsolt, fix idő alatt. Helyes paraméterekkel az áram széles működési tartományban is beáll ennek a követelménynek megfelelően, a főáramkör a működéséből adódóan a fix idejű kapcsolás mellett mintegy kikényszeríti a nulla áram-idő területet a CSA-n. SA kikapcsolása áramvezetés alatt történik, így az veszteséges, a veszteség mértéke főként a felhasznált félvezető dinamikus paramétereitől függ. A kikapcsolás pillanatában a primer köri áram IL kétszerese, a bekapcsolt híd átló felé viszont mindössze egyszeres IL áram folyik be L1 felől. Kirchoff törvénye alapján az S1 feletti csomópontba egyszeres IL áramnak be kell folynia az egyensúly érdekében, amit az áramkör az S3-mal párhuzamos C2 kondenzátoron átfolyó árammal ér el. A kondenzátoron átfolyó áram iránya S3 ellenpárhuzamos diódájának nyitó irányával egyezik meg, így a kondenzátor feszültsége lineárisan csökken a híd feszültségére feltöltődött értékről, egészen addig, amíg a feszültség nullátmenete után S3 ellenpárhuzamos diódája kinyit (4/A), és átveszi ezt az áramot a kondenzátortól. Kapcsolástechnikailag a nem bekapcsolt átlós IGBT-k feszültsége közös, így S3 ellenpárhuzamos diódájának vezetése miatt S4 feszültsége is nulla, így bekapcsolható nullfeszültséggel (4/B). Amint S3 ellenpárhuzamos diódája kinyitott, a transzformátor primer tekercselése gyakorlatilag rövidzárba kerül, így a transzformátor szórási induktivitására a primer feszültség az eddigi áramiránnyal ellentétes irányban rákerül, ami nagy meredekséggel lemágnesezi azt. A lemágnesezés közben, amikor a csökkenő primer áram eléri az IL értéket, a már kinyitott S4 IGBT is elkezd vezetni, árama a transzformátor primer árama és IL különbsége. A primer köri szórási induktivitás lemágneseződik, árama nullára csökken, megszűnik az energia áramlása a kimeneti oldal felé, S2 árammentesen kikapcsolható (5/A). A korábban konstansnak tekintett IL áram természetesen az energiaátvitel közben a valóságban csökken, mivel L1 induktivitása nem végtelen, a híd feszültsége pedig magasabb, mint a bemeneti feszültség pillanatértéke, ezért a fojtótekercs lemágneseződik. Mostanra ismét két egymás alatt elhelyezkedő IGBT vezet, S1 és S4. Tehát elérkeztünk a következő kapcsolási ciklus első alapállapotába, ami funkcionálisan megegyezik a most bemutatott ciklus első állapotával. Innen elindulva az előbb leírt összes esemény újból lezajlik, csak a híd kapcsolóelemei S2-S3 és S1-S4 szimmetrikusan felcserélődnek. Ez a két ciklus ismétlődik felváltva L1 áramalakjának szinuszos követésével, a félvezetők szimmetrikus cseréje miatt a transzformátor ellenütemű, áramgenerátoros táplálásával. Az áramkörben kapcsolási veszteséget csökkentő elemek vannak, megfelelő időzítésekkel kapcsolva a híd elemeit, ezek segítségével érhető el a kedvező hatásfok, valamint az áramgenerátorosan táplált transzformátor szórási induktivitása miatt bekövetkező túlfeszültség problémát az SA áramköre oldja meg. SZEPQ szabályzás, vezérlés Az akkumulátortöltő vezérlési feladatait és kimeneti jellemzőinek szabályozását egy Microchip gyártmányú dspic típusú mikrovezérlő végzi. A vezérlő kártya a következő perifériákból épül fel: hálózati szinkronjel előállító áramkör 2db optikai CAN-busz meghajtó egység, a modulok és felügyeleti egység közötti kommunikációhoz EEprom, a modul konfigurációs konstansainak, valamint a működési paraméterek és események tárolása céljára D/A átalakító modul, a szinuszos bemeneti áram alapjel előállítására 8 db digitális kimenet illesztő, az előlapon található LED-es kijelzés számára 8 db digitális kimenet illesztő, mágneskapcsolók, relék működtetéséhez 8 db digitális bemenet illesztő, kontaktusok, komparátorok jeleinek fogadásához 12 db analóg bemenet illesztő, feszültség-, áram- és hőmérséklet-érzékelők jeleinek feldolgozásához 8 db (PWM-el kombinált) digitális kimenet a félvezetős kapcsolóelemek (IGBT-k) működtetéséhez. Elektrotechnika 2011/10 7

8 A vezérlő egység közvetlenül csatlakozik a modul illesztő áramköreit tartalmazó egységhez, ahonnan a következő mért értékeket kapja: Hálózati (bemeneti) feszültség Szekunder oldali (kimeneti) kondenzátor feszültsége Kimeneti mágneskapcsoló utáni pont feszültsége Hálózati (bemenő) áram Terhelő (kimenő) áram Modul környezeti hőmérséklet Hálózati fojtótekercs hőmérséklete Hídfélvezetők hőmérséklete Az analóg méréseken túl ez az egység szolgáltatja még a hídfeszültség komparált értékeit, melyeket félvezető teszthez használ föl a vezérlés; a bemeneti áramkomparátor jelét, ami a szinuszos bemeneti áramalak követéshez szükséges, és a segéd tápegység ellenőrző (OK) jelét. Az illesztő egység ezen kívül tartalmazza még a bemeneti/ kimeneti mágneskapcsolók, ill. a feltöltő jelfogó működtető áramköreit, ezek visszajelző kontaktusainak fogadó áramköreit, és egy fedővédelmet, ami a bementi áram/kimeneti feszültség nem megfelelő értékei esetén a vezérlést lekapcsolja a modul és a táplált fogyasztók védelme céljából. A mikrovezérlőben futó szoftver a tényleges működés megkezdése előtt ellenőrzi a félvezetők, mágneskapcsolók, EEprom, hőmérsékletmérő egységek helyes működését, azok egyenkénti tesztelésével. Ha hibát tapasztal, azt eltárolja és jelzést ad a felügyeleti egység felé, pontosan meghatározva melyik egységet találta hibásnak, a későbbi javítás megkönynyítése céljából. A mikrokontroller szabályozza az akkumulátor I-U karakterisztika szerinti feltöltését, és a hálózatból való szinuszos áramfelvételt. A szinuszos áram amplitudójával változtatható a modul kimeneti teljesítménye. A szinuszos áram alapjel egy D/A konverteren keresztül jut az áramkomparátorba, ahol a mért bemeneti árammal összekomparálva, a komparátor kimeneti állapotváltozása hatására a vezérlés a megfelelő kapcsolási képet állítja elő. Az akkumulátor töltése hőmérséklet kompenzáltan szabályozott, az akkumulátortér hőmérséklet-mérőjele egy digitális hőmérő egységtől érkezik optikai CAN-buszon keresztül a SZEPQ modulba. Az akkumulátortöltő modulok párhuzamosan kapcsolhatóak, legfeljebb 30 db tud aktív párhuzamos üzemben működni. Ez bőven kielégíti az eddigi legnagyobb MÁV állomás igényeit is. Ebben az esetben a modulok kijelölnek maguk között egy vezető modult, amelyik feszültségszabályozó üzemben működik és áramalapjelet szolgáltat az optikai CAN-buszon keresztül a többi modul számára. Ha valamilyen hiba következne be bármelyik modulban, amelyik az üzemet érinti, az adott modul automatikusan kiválik a párhuzamos üzemből, és szükség esetén új vezető modul jelölődik ki. Egy már működő rendszerbe bekapcsolható a rendszer kikapcsolása nélkül egy új akkumulátortöltő, és az összekapcsolt berendezések között automatikusan létrejön a terhelőáramok megosztása. A modul előlapján található LED-es kijelző sokféle információt mutat. Tájékoztat arról, hogy a modul üzemkész, üzemel, öntesztet hajt végre, aktív párhuzamos üzemben működik, áramalapjel vezető, összegzett hiba van-e, illetve, hogy kommunikáció van-e a felügyeleti egységgel. A modul működés közben folyamatosan méri a félvezetők, induktív elemek hőmérsékletét, és ha valamelyik pont hőmérséklete kritikussá válik, a vezérlés mindaddig korlátozza a terhelő áramot (a névleges érték 75%-ára, pl. 20 A-ről 15 A-re), amíg az adott elem hőmérséklete le nem csökken a normális szintre. Ha a hőmérséklet normalizálása nem tud megtörténni, és továbbra is emelkedik, akkor a modul lekapcsol. A bemenő áramot és a kimeneti feszültséget - a szabályzókörön túl - egy fedővédelemi egység is kontrollálja, ha túláramot/túlfeszültséget érzékel, leállítja a működést. Ilyen esetben a modul háromszor megpróbál újraindulni. A SZEPQ folyamatosan küldi az optikai CAN-buszon a felügyeleti egység felé az analóg mérések eredményeit, ill. az esetleges hibaállapotokat. A felügyeleti egységről beállíthatók a modul feszültség- és áramalapjelei, de a modul nemcsak rendszerben, hanem önállóan is képes működni. A CAN-buszos kommunikáció különlegessége, hogy optikai úton valósít meg adatátviteli kapcsolatot, ami zavartűrés szempontjából kedvező. Ezzel az adatátviteli móddal elkerülhető, hogy a rendszer külső villamos zavarok miatt instabillá, esetleg működésképtelenné váljon. Hálózatkimaradás után, amikor a hálózati feszültség értéke visszaáll, a berendezés a korábban beállított paraméterekkel automatikusan újraindul. A berendezés kimeneti feszültségének statikus hibája kisebb, mint 0,5%. A bemutatott akkumulátortöltő berendezés rendszerint ipari környezetben kerül telepítésre, ahol a villamos zavar nagymértékű lehet. Ezért a magas fokú zavarvédettséget, illetve zavartűrést a tervezésnél figyelembe vettük. Összefoglalás Az MPQ áramellátó rendszer felépítése a korábbihoz képest nem változott, de a rendszer megújult, mérete kisebb lett, így kompaktabb lett az 50 Hz-es transzformátorok elhagyása miatt. A modul működését bonyolulttá és összetetté teszi az, hogy egy egyfokozatú átalakítóval szinuszosít, és galvanikusan leválaszt, így kézenfekvő volt annak vezérlését mikroprocesszor alkalmazásával megoldani. A SZEPQ modulok mellett kifejlesztettünk egy új felügyeleti rendszert is, amely felépítését és működését egy következő cikkünkben ismertetjük. Irodalomjegyzék [1] Robert Watson: Active-clamp Boost as an Isolated PFC Front-End Converter. Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University [2] Molnár Károly: Szinuszos áramfelvételű akkumulátortöltő berendezések Megjelent: Elektrotechnika, 1997/2, pp [3] Molnár Károly: A 336V névleges akkumulátorfeszültségű szünetmentes áramellátó rendszerek energetikai vizsgálata. Megjelent: Magyar Elektronika, 1999/12, pp [4] Molnár Károly, Ringler Csaba: Középfrekvenciás kapcsolóüzemű akkumulátortöltő berendezés. Megjelent: Elektrotechnika, 2005/12, pp Csizmadia Gyula PowerQuattro Zrt. fejlesztőmérnök pqinfo@powerquattro.hu Miháczi Viktor PowerQuattro Zrt. fejlesztőmérnök pqinfo@powerquattro.hu Lektor: Molnár Károly Fejlesztési Igazgató, PowerQuattro Zrt. Elektrotechnika 2011/10 8

9 Biztonságtechnika biztonságtechnika biztonságtechnika Dr. Novothny Ferenc Az áramütés elleni védelem fogalmi, méretezési, kivitelezési változásai Az MSZ EN 61140: 2007 Villamos áramütés elleni védelem. A villamos berendezésekre és szerkezetekre vonatkozó közös szempontok szabvány megjelenése elindított egy folyamatot, amely először csak fogalmi változásokat eredményezett a kisfeszültségű élet- és vagyonvédelem területén, majd ezt kialakítási és méretezési változások követték, végül az MSZ HD :2007 Kisfeszültségű villamos berendezések rész: Biztonság. Áramütés elleni védelem már új szerkezetben és új szemléletmódban tárgyalta a villamos biztonságtechnikát, amelyre az MSZ HD :2007 Kisfeszültségű villamos berendezések rész: Villamos szerkezetek kiválasztása és szerelése. Földelőberendezések, védővezetők és védő összekötő vezetők szabvány is épül. Ezek a szabványok mind már az MSZ EN szabvány szerint megváltoztatott fogalmakkal jelentek meg, és jelentősen módosultak a méretezési előírások is. Jelen cikk célja, hogy ezekről a változásokról a teljességre való törekvés igénye nélkül adjon átfogó képet. FOGALMI VÁLTOZÁSOK Először is avval kell kezdeni, hogy megszűnt az érintésvédelem szó használata a kisfeszültségű áramütés elleni védelem témakörében. Ez azt jelenti, hogy az MSZ HD sorozat új szabványaiban ezzel a szóval nem fogunk találkozni, így a korábban használt érintésvédelmi módok kifejezés is értelmét veszti, ráadásul a korábban megszokott testzárlatvédelmi módok is új csoportosításban és módosult tartalommal jelennek meg. Persze a jogszabályi gyakorlatban e fogalmi változások fokozatosan jelennek meg, így még sokáig fogunk találkozni olyan kifejezésekkel, amelyekben az érintésvédelem szó szerepel, mint pl. az érintésvédelem ellenőrzése stb. Jelenleg változatlan az érintésvédelem szó használata a középés nagyfeszültségű szabványokban és előírásokban. (Jelen helyen kell felhívni a figyelmet azonban az IT rövidítés helytelen használatára. Az IT csak kisfeszültségen értelmezett fogalom, középfeszültségű hálózatok esetében a nem közvetlenül földelt hálózatok érintésvédelme a helyes kifejezés. Természetesen a pontos csillagpontkezelés leírható: pl. szigetelt csillagpontú hálózat érintésvédelme.) A hivatkozott új szabványok bevezetésével megszűnt a közvetlen érintés elleni védelem, és a közvetett érintés elleni védelem szakkifejezés is. Ez a változás különösen kellemetlen, mert olyan fogalmakat szüntet meg, amelyek bevezetése is az MSZ HD szabványsorozatnak köszönhető, és mondhatni még át se ment a köztudatba. Ez a tény jellemzi a mai szakmai élet rendkívüli követelményét, a folyamatos változás követésének szükségességét. Áramütés elleni védelemi módok Az új szemléletmódú megközelítést az áramütés elleni védelmi módok kifejezés megjelenése is jellemzi. Míg korábban létesítési előírásokban és érintésvédelmi módokban gondolkodtunk, és ilyen szerkezetben jelentek meg az előírások is, addig az áramütés elleni védelmi módok kialakítását és előírásait a mindkét szempontú követelmény megfogalmazása jellemzi. Azaz az egyes áramütés elleni védelmi módok mind az alapvédelemre, mind a hibavédelemre vonatkozólag előírásokat tartalmaznak. Alapvédelem Ennek az új kifejezésnek a tartalma a szabvány szerint áramütés elleni védelem hibamentes állapotban. Azaz az alapvédelem a közvetlen érintés elleni védelem megnevezés helyébe lép, avval egyenértékű. Ezt fejezi ki a szabvány magyarázatos kiadásában az alapvédelem szó után zárójelben megismételt közvetlen érintés elleni védelem emlékeztető is. Az alapvédelem elnevezést kell használni a sok évtizedes hazai szóhasználatban érintés elleni védelem kifejezése helyett is. Hibavédelem Ennek az új kifejezésnek a tartalma a szabvány szerint áramütés elleni védelem egyetlen hiba esetére. Külön fel kell hívni a figyelmet arra, hogy itt a hiba eltérően a villamosenergetikai gyakorlattól testzárlatot jelent. Azaz a hibavédelem a közvetett érintés elleni védelem megnevezés helyébe lép, avval egyenértékű. Ezt fejezi ki a szabvány magyarázatos kiadásában a hibavédelem szó után zárójelben megismételt közvetett érintés elleni védelem emlékeztető is. A hibavédelem elnevezést kell használni a sok évtizedes hazai szóhasználatban érintésvédelem kifejezése helyett is. Szakképzett vagy kioktatott személyek által ellenőrzött vagy felügyelt berendezés Az általános használatú, azaz a szakképzetlen személyek által használt, kezelt berendezésektől meg kell különböztetni a szakképzett vagy kioktatott személyek által ellenőrzött vagy felügyelt berendezést. A hangsúly az ellenőrzött kifejezésen van. Ez olyan elzárt helyet jelent, ahol képzetlen személyek nem tartózkodhatnak, oda csak felügyelettel léphetnek be (elzárt kezelőterek)! Szakképzett vagy kioktatott személyek által irányított vagy felügyelt berendezés Az általános használatú, azaz a szakképzetlen személyek által használt, kezelt berendezésektől meg kell különböztetni a szakképzett vagy kioktatott személyek által irányított vagy felügyelt berendezést. A hangsúly az irányított kifejezésen van. Ez olyan működtető, kezelő helyet jelent, ahová képzetlen személyek is beléphetnek, sőt esetleg kezelhetnek is, de a berendezések állandó szakfelügyelete biztosítja a jó állapotot és a gondatlan kezelés kizárását! (Csak szakemberek végezhetnek beavatkozást!) Az előbbiekben definiált fogalmak megismerésére azért van szükség, mert az áramütés elleni védelmi módok némelyike általánosan, szakképzetlen személyek körében nem alkalmazható. ÁLTALÁNOSAN ALKALMAZHATÓ ÁRAMÜTÉS ELLENI VÉDELMI MÓDOK 1. A táplálás önműködő lekapcsolása Ez a védelmi mód az alapvédelemre vonatkozó előírásokon túl a védővezetős érintésvédelmi módokat fogja össze. Hibavédelemként megvalósítható a TN-, TT-, IT-, és az üzemi törpefeszültség, azaz a FELV-rendszer. Elektrotechnika 2011/10 9

10 2. Kettős vagy megerősített szigetelés Ez egy új védelmi mód. Nem egy kettős vagy megerősített szigetelésű gyártmányról van szó, hanem egy önálló védelmi módról, amelynek kialakításához számos előírás betartása szükséges. Alkalmazására példát találhatunk napelemes erőművekben [1]. 3. Villamos elválasztás A villamos elválasztás, mint áramütés elleni védelmi mód hibavédelemre vonatkozóan megegyezik a korábbi védőelválasztás érintésvédelmi móddal avval az előírásbeli különbséggel, hogy míg a védőelválasztó transzformátornak biztonsági kistranszformátornak kellett lennie, addig az új szabvány az egyszeres hiba elleni védekezés logikáját követve megelégszik, a legalább egyszerű elválasztással rendelkező áramforrással. 4. SELV-PELV-törpefeszültség A SELV-törpefeszültség megfelel a korábbi érintésvédelmi törpefeszültség fogalmának, míg a PELV az érintésvédelmi törpefeszültség földelt változata, és hazánkban az MSZ es szabvány bevezetése óta alkalmazható eljárás. Változott a táplálásukra alkalmazható biztonsági transzformátor elnevezése is, az új szabvány szerint csak MSZ EN szerinti biztonsági szigetelőtranszformátor lehet. 5. Kiegészítő védelem 5.1. Áram védőkapcsolók (RCD) Magyarázatot az igényel, hogy mit jelent az ÁVK, mint kiegészítő védelem fogalma. Az ÁVK a névleges különbözeti kioldóáramát meghaladó hibaáramértékre működik, akkor is, ha nincs bekötve védővezető. Így meghatározott mértékű szigetelésromlásra, szigetelésmeghibásodásra mind az alap-, mind a hibavédelem részére tartalék védelmi megoldást nyújt. Természetesen nem fogadható el védővezető bekötése nélkül hibavédelemként! (Mégse járja, hogy a balesetes kapcsolja le a testzárlatos berendezést!) Ha a hibavédelmi lekapcsolás ÁVK-ra (30 ma) van bízva, az természetesen kielégíti a kiegészítő védelemkénti alkalmazás követelményét is! 5.2. Kiegészítő egyenpotenciálú összekötés A kiegészítő egyenpotenciálú összekötés a korábbi Helyi EPH fogalmával és kivitelezésével azonos, de méretezési előírásai változtak. Azt kell igazolni, hogy az egyidejűleg érinthető testek és az idegen vezetőképes részek közötti ellenállás (R) kielégíti az U R I L a összefüggést, ahol U L a megengedett érintési feszültség és I a az 5 s-hoz tartozó kioldóáram. SPECIÁLIS FELTÉTELEK TELJESÜLÉSE ESETÉN ALKALMAZHATÓ ÁRAMÜTÉS ELLENI VÉDELMI MÓDOK Védőakadályok és az elérhető tartományon kívüli elhelyezés Ez olyan új áramütés elleni védelmi mód, amely csak alapvédelmet biztosít! Ezért csak ott alkalmazható, ahol szakképzetlen személyek felügyelet nélküli jelenléte tilos! Kialakítható hibavédelem, de üzemelhet hibavédelem nélkül is. Alkalmazására példát a pólusföldelt napelemes rendszerek áramütés elleni védelmének kialakításánál találunk [2]. A környezet elszigetelése Ez olyan áramütés elleni védelmi mód, amely csak a berendezések állandó szakfelügyelete mellett alkalmazható. Ez az újdonság, egyébként kivitelezési előírásai megegyeznek a korábbi az MSZ szabványban leírtakkal. Védelem földeletlen helyi egyenpotenciálú összekötéssel Ez olyan áramütés elleni védelmi mód, amely csak a berendezések állandó szakfelügyelete mellett alkalmazható. Ez az újdonság, egyébként kivitelezési előírásai is bővültek a korábbi az MSZ szabványban leírtakhoz képest. Mégpedig minden villamos szerkezetet el kell látni az alapvédelmet biztosító óvintézkedések egyikével. (Ez a kitétel egyes korábbi alkalmazásokat pl. felsővezeték közelében végzett kosaraskocsis munkák ahol az aktív vezeték érintése nem kerülhető el, nem tesz lehetővé.) Villamos elválasztás egynél több fogyasztókészülék táplálása esetében Ez olyan áramütés elleni védelmi mód, amely csak a berendezések állandó szakfelügyelete mellett alkalmazható. Ez az újdonság. A visszavont MSZ szabvány a villamos elválasztás alkalmazását több fogyasztókészülék táplálása esetén kifejezetten tiltotta, így üdvözölhető ez a szigorítás, egyébként kivitelezési előírásai megegyeznek a korábbi az MSZ szabványban leírtakkal. KIVITELEZÉSI VÁLTOZÁSOK A kivitelezési változások fő oka a műanyag víz-, gáz-, lefolyócsövek elterjedése. Azaz a korábbi házi fémhálózatok az áramütés elleni védelemben tovább nem használhatók, mert bármelyik szerelő kivág egy darabot, és műanyag csővel helyettesíti. A fémes vezetés folytonosságának hiánya miatt át kellett strukturálni a védekezést. Miután a fém közművezetékek továbbra már nem használhatók a védekezés vezetőjeként, és párhuzamosan a PE vezetővel még egy rézvezetőt vezetni luxus, az egyenpotenciálra hozás megvalósítására más kivitelezési stratégiát kellett találni, amellyel együtt megszűnik a különálló sugaras egyenpotenciálra hozó hálózat. Az egyenpotenciálra hozást és a testzárlati hibaáram vezetését így egyetlen vezetőre is bízhatjuk, így megváltozik a védővezető fogalma is. Védővezető (protective conductor): A biztonság céljából, pl. áramütés elleni védelem céljából alkalmazott vezető. (PE; PEN; EPH.) Ha tehát a védővezető fogalma egy gyűjtőfogalommá válik, akkor a hibavédelmi lekapcsolás céljára, azaz a hibaáram vezetésére létesített vezetőre továbbiakban a PE vezető megnevezést kell használni (1. ábra 1-sel jelölt vezetékek). Akkor is PE vezető legyen a neve, ha egyébként egyenpotenciálra hozási feladatot is ellát, mint például az 1. ábra szintek közötti PE síneket összekötő 1-sel jelölt vezetéke. A korábbi létesítések klasszikus EPH vezetője csak az építmények fogadószintjén lesz megtalálható 1. ábra 2-vel jelölt vezetékek, de neve a védő jelzővel kiegészül, és meghatározása is változik: Védő egyenpotenciálra hozó vezető (protective bonding conductor) Védő egyenpotenciálú összekötés céljára használt védővezető (1. ábra 2-es és 3-as számú vezetékek). Ennek az egyenpotenciálra hozó vezetőnek két fajtája van úm.: Védő egyenpotenciálra hozó vezető a fő földelőkapocshoz vagy sínhez való csatlakoztatásra (1. ábra 2-es számmal jelölt vezetékek) ezt neveztük korábbiakban EPH vezetőnek; Elektrotechnika 2011/10 1 0

11 Jelmagyarázat M Test, a villamos szerkezet megérinthető vezetőképes része, amely normál esetben nem aktív, de aktívvá válhat az alapszigetelés meghibásodása esetén [IEV ]; C Idegen vezetőképes rész az a vezetőképes rész, amely nem része a villamos berendezésnek, alkalmas azonban valamely villamos potenciálnak, általában a helyi föld villamos potenciáljának az odavezetésére [IEV ] ; C1 Kívülről jövő fém vízcső; C2 Kívülről jövő fém szennyvízcső; C3 Kívülről jövő fém gázcső, szigetelő közdarabbal; C4 Légkondicionálás; C5 Fűtési rendszer; C6 Fém vízcső, pl. a fürdőszobában; C7 Idegen vezetőképes rész a testektől kézzel elérhető tartományban; B Fő földelőkapocs vagy sín a villamos berendezés földelő-berendezésének részét képező kapocs vagy sín, amely lehetővé teszi több vezető villamos csatlakoztatását földelési célokból [IEV ] ; T Földelő, a földdel villamos érintkezésben lévő vezetőképes rész, amely be lehet ágyazva egy vezetőképes közegbe, pl. betonba vagy kokszba [IEV ]; T1 Alapozásföldelő; T2 A villámvédelmi berendezés földelője, ha szükséges; LPS Villámvédelmi berendezés; PE Rögzítő sín a védővezetők számára; 1. ábra Védővezetők és védő egyenpotenciálra hozó vezetők 1. Védővezető; 2. Védő egyenpotenciálra hozó vezető; 3. Védő egyenpotenciálra hozó vezető kiegészítő egyenpotenciálú összekötéshez; 4. Villámvédelmi levezető; 5. Földelővezető és a Védő egyenpotenciálra hozó vezető a kiegészítő egyenpotenciálú összekötéshez (1. ábra 3-as számmal jelölt vezetékek), amely lehet: védő egyenpotenciálra hozó vezető két test között vagy védő egyenpotenciálra hozó vezető test és idegen vezetőképes rész között Ez az utóbbi vezető merőben új lehetősége az egyenpotenciálra hozásnak testről bekötött idegen vezetőképes rész, fémszerkezet alkalmazását az teszi lehetővé, hogy a PE és EPH funkciókat egyesítő 1-es jelű védővezetők helyettesítik az EPH gerincvezetőt. (Az ábra elvi rajz, a kötéskialakításra nem utal, amelynek természetesen olyannak kell lennie, hogyha a fogyasztókészüléket eltávolítják, a védővezető folytonossága akkor is fennmaradjon!) A függetlenül kialakított EPH hálózat megszűnésével az EPH-sín, illetve az EPH kapocs megnevezés is a múlté, az új megnevezések: Fő földelőkapocs, fő földelősín a fogadószinten, PE-sín a többi elosztóban. MÉRETEZÉSI VÁLTOZÁSOK A védelem a táplálás önműködő lekapcsolásával áramütés elleni védelmi mód lekapcsolási időit nem a helyhez kötött, ill. mobil fogyasztókészülékek csoportosítás szerint adja meg a szabvány, hanem: - legfeljebb 32 A-es végáramkörökre, vagy, - elosztóáramkörökre, ill. 32 A-nál nagyabb áramú végáramkörökre, bontásban, és ráadásul a lekapcsolási idők még a feszültségtartományoktól is függenek. A szabvány a kioldóáramok számításához nem ad meg kiolvadási szorzókat. Aki a korábbi táblázatokat szeretné használni, azt szakmailag helyesen úgy teheti, hogy a hordozható berendezések kiolvadási szorzóival számol TT és TN rendszerek legfeljebb 32 A-es végáramkörei esetében. Elosztóáramkörökre és 32 ampert meghaladó végáramkörökre TN rendszer esetében a helyhez kötött berendezésekre megadott α értékek alkalmazhatók (5s), míg a TT-rendszerre megengedett 1 másodperces kioldási időhöz a szabvány magyarázatos kiadásában közölt kioldási értékeket lehet használni. Az elmondottakat az 1. táblázat foglalja össze. A biztosító, (kismegszakító) típusa Olvadóbiztosító gg, gm (gyors és késleltetett) Olvdóbiztosító gr (NOR, NOSi, NOGe) Kismegszakító Irodalomjegyzék [1] Dr. Novothny Ferenc: Napelemes rendszerek (PV) áramütés elleni védelme, Elektro, Installateur 2010, 8-9 szám, oldal [2] Dr. Novothny Ferenc: Vékonyréteg napelemes erőművek áramütés elleni védelme Elektro, Installateur 2010, szám, oldal I n A TN (5s) TT (1s) Végáramkörök 32 A-ig (0,2 s) α > ,5 4 6 B C D táblázat Az α kiolvadási (kioldási) szorzó értékei Dr. Novothny Ferenc (PhD) okl. villamosmérnök-tanár, egyetemi docens, Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Villamosenergetikai Intézet igazgatóhelyettese novothny.ferenc@kvk.uni-obuda.hu Elektrotechnika 2011/10 1 1

12 Szakmai elôírások szakmai elôírások szakmai előírások szakmai Arató Csaba MEE JOGSZABÁLYFIGYELŐ 2011/4 Közzétették az új Országos Tűzvédelmi Szabályzatot (OTSZ)! A Magyar Közlöny évi 103. számában tették közzé a 28/2011.(IX. 6.) BM számú rendeletet az Országos Tűzvédelmi Szabályzatról (OTSZ). A rendelet október 6-án lépett hatályba, egyidejűleg hatálytalanította a 9/2008. (II. 22.) ÖTM rendeletet, amely a korábbi OTSZ-t adta ki. A következő ismertetésben elsősorban a villamos szakmát érintő részekről szólunk bővebben. A magyar tűzvédelmi, tűzrendészeti jogrendszer évtizedek óta egyik meghatározó eleme az Országos Tűzvédelmi Szabályzat (OTSZ). A tűzvédelemmel vagy a villamos berendezések létesítésével, felülvizsgálatával foglalkozó szakemberek jól ismerték az OTSZ korábbi változatait, pl. a 4/1974.(VIII.1.)BM, a 4/1980.(XI.25.)BM, a 35/1996.(XII.29.)BM, és a 26/2005.(V.28.) BM rendeleteket, amelyekkel kiadták, illetve hatályba léptették az aktuális OTSZ-t. Ezek a szabályzatok mindössze oldalasak voltak és az általános rendelkezések után az általános létesítésre és a használatra vonatkozó, majd az épületgépészetre (ebben a villamos és villámvédelmi berendezésekre és felülvizsgálatukra) vonatkozó szabályokat tartalmazták. Ezt kiegészítették a tűzvédelmi berendezések létesítési és használati szabályai, illetve a különleges épületek, a járművek és a mezőgazdaság tűzvédelmi előírási. Hosszas előkészítés után adták ki a 2008-as OTSZ-t, (9/2008. (II. 22.) ÖTM r.) amely megtartotta a korábbi tartalmi elemeket. Azonban a teljességre való törekvés jegyében nem szerencsés és nem túl sikeres megoldással a kötelező alkalmazású szabványok megszűnése miatt kisebb módosításokkal beépítettek különböző tűzvédelemmel, illetve négy létesítéssel és felülvizsgálatokkal kapcsolatos villamos szabványt is. Így a terjedelme meghaladta az 500 oldalt is. Ezt a szabályzatot vették alapul a mostani 2011-es kiadású OTSZ szerkesztői, meghagyva az eredeti szerkezetét, de alaposan újragondolva, korszerűsítve, méretét csökkentve (292 oldal), így könnyebben áttekinthetővé és kezelhetőbbé vált. (Pl. a szabványok beépítése helyett a vonatkozó műszaki követelményekre hivatkoznak stb.) Reméljük, hogy a szakma megszereti és beválik a gyakorlati alkalmazása során is. A 28/2011.(IX. 6.) BM rendelet 1. -a meghatározza az OTSZ tárgyát és hatáskörét: Létesítményt, építményt létesíteni ideértve a tervezést, az átalakítást, illetve rendeltetésének módosítását is valamint a létesítményt, építményt, gépet, berendezést, eszközt és anyagot a robbanó és robbantó anyagok, valamint a pirotechnikai termékek kivételével használni, technológiát alkalmazni az e rendeletben meghatározott tűzvédelmi szabályok, tűzvédelmi műszaki követelmények betartásával lehet. E követelmények a tűzoltóságok beavatkozásával kapcsolatos követelmények, tűzvédelmi használati előírások és létesítési előírások lehetnek. A rendeletben meghatározott vonatkozó műszaki követelmények alatt a szabályzat a hazai és európai uniós szabványok és normák összességét érti (6., 57. pont). *** A bevezető részeken, az értelmező rendelkezéseken (fogalom-meghatározások) és a hatálybaléptetéseken kívül az érdemi rendelkezéseket a rendelet öt fő része tartalmazza. Bevezető részek A 2. (2) bekezdése részletes felsorolást tartalmaz a rendelet azon rendelkezéseiről, amelyek előírásai alól eltérés nem engedélyezhető. (Ilyenek pl. a tűzoltó technikai eszközökre, felszerelésekre vonatkozó, vagy az építőanyagok és épületszerkezetek tűzvédelmi osztályba sorolását, vagy egy esetleg bekövetkező robbanás túlnyomásának levezetésére szolgáló lefúvató hasadó, illetve hasadó-nyíló felületek kialakítási követelményeit meghatározó egyes előírások.) A 2. (3) bekezdése szerint tűzoltóságok beavatkozásával kapcsolatos követelmények, tűzvédelmi használati előírások és létesítési előírások egyes rendelkezéseitől kérelemre más, legalább azonos biztonsági szintet nyújtó előírások megtétele esetében eltérés engedélyezhető. A megkövetelt biztonsági szintet megvalósító eltérési kérelmeket a BM Országos Katasztrófavédelmi Főigazgatóság (OKF) bírálja el. Típusterv esetén csak akkor engedélyezhető eltérés a vonatkozó műszaki követelménytől, ha az eltérő műszaki kialakítás nincs negatív hatással a környezetére. Végül e határozza meg az eltérési engedélykérelem tartalmi követelményeit is. A rendelet 3. -a arról intézkedik, hogy az olyan termékeknek, amelyeket az EU tagállamaiban, Törökországban vagy valamely EFTA-államban az ottani előírásoknak megfelelően állítottak elő és hoztak forgalomba, nem kell megfelelniük az OTSZ technikai jellegű előírásainak, feltéve, hogy az ottani előírások a rendelettel egyenértékű védelmi szintet nyújtanak. A rendelet a az értelmező rendelkezéseket tartalmazza. Itt külön csoportosítva gyűjti össze és magyarázza meg az egyes fogalmakat: az éghető folyadékok és gázok tárolása, tűzvédelmi általános, vizsgálati, tervezési, építészeti, valamint biztonsági jelekre vonatkozó fogalmak szempontok szerint. A rendelet fő részei a következők: OTSZ 1. rész: I.-VIII. fejezet, Tűzoltó technikai eszközök, felszerelések. Témakörei: a tűzoltó készülékek karbantartása, tűzoltóvízforrások és tartozékaik felülvizsgálata, tűzoltó kapcsok, műanyag alapanyagú tűzoltó kupakkapcsok, vízzáró lapos nyomótömlők és tömlőszerelvények szivattyúkhoz és járművekhez, tűzcsapok, tűzoltó mászóöv, nem szabványosított, tűzoltásra alkalmas eszközök. OTSZ 2. rész: IX.-XI. fejezet, Beépített tűzvédelmi berendezések. Témakörei: A beépített tűzjelző és tűzoltó berendezések általános követelményei; beépített tűzoltó berendezések; a beépített automatikus tűzjelző berendezések műszaki követelményei (tervezés, kivitelezés, üzembehelyezés, használatbavétel, üzemeltetés, felülvizsgálat és karbantartás). Ez a rész a beépített tűzjelző és tűzoltó berendezésekkel kapcsolatban villamos létesítési és engedélyezési előírásokat is tartalmaz. A rendelet hatálybalépése után csak e fejezetben foglalt követelményeknek megfelelő tűzjelző és tűzoltó berendezéseket szabad létesíteni. A már meglévő, üzemelő tűz- és hibaátjelző berendezéseket, amennyiben eltérnek e rész előírásaitól, március 1-jéig a hatályos tűzvédelmi műszaki követelményeknek megfelelően át kell építeni! Itt határozza meg a rendelet a beépített tűzjelző és tűzoltó berendezéseket tervező, kivitelező és üzemeltető személyek képesítésére, jogosultságára; valamint az engedélyező hatóságra vonatkozó követelményeket. A 2. rész X. és XI. fejezete a beépített tűzoltó és a beépített automatikus tűzjelző berendezésekre vonatkozó részletes műszaki követelményeket rögzíti: a létesítés általános elvei, tervezési követelmények, jelzési, riasztási zónák, szöveges Elektrotechnika 2011/10 12