Vezeték méretezés. - TormaVillanyszerelés

Melyik szabvány foglalkozik a témával?

A vezeték méretezéssel az MSZ HD 60364-5-52-es szabvány foglalkozik. A következő cikkben a teljesség igénye és a szabvány részletes kielemzése nélkül nézzük meg, hogy mi mindenre is kell(ene) figyelni villanyszereléskor. A szabvány lényege, hogy a vezetékünk ne melegedjen túl, ne okozzon tüzet normál üzemi körülmények között és hiba fellépésekor sem.

Pár fontos tudnivaló a vezetékek telepítésével kapcsolatban.

Megengedett a különböző áramkörök vezetékeit közös védőcsőben, vezetékcsatornában stb. vezetni, feltéve, ha mindegyik vezető a legnagyobb névleges feszültségre van szigetelve.

Egy adott áramkörhöz tartozó vezetők nem különíthetőek el külön védőcsőben, kábelcsatornában vagy többerű kábelben. Kivételt képez ha többerű, párhuzamosan szerelt kábelek alkotnak egy áramkört (fázisonként egy vezető és egy nullát kell tartalmaznia a többerű kábeleknek).

Az IEC 60364-5-54-es szabványt figyelembe véve, több áramkörnek megengedett a közös védővezető használata.

Minden olyan berendezést, ami használat közben mozgásban van, hajlékony vezetékkel kell csatlakoztatni. Kivételt képez az, amikor a villamos berendezéshez csatlakozó sín tartozik. Azokat a rögzített villamos berendezéseket is hajlékony vezetékkel kell csatlakoztatni, amik ideiglenes elmozdításra kerülnek (pl.: elektromos tűzhelyek). Nem hajlékony vezetéket lehet használni ott, ahol nem várható rezgés vagy mozgás.

A vezetékrendszer mind normál működés, mind hiba mellett sem lépheti túl a hőmérsékleti határértéket. A hőmérsékleti határérték alatt, a folyamatos maximális működési hőmérsékletet értjük. Ez a PVC szigetelésű vezetékeknél 70 Celsius fok (vezetőé, nem a szigetelésé), XLPE és EPR vezetékeknél 90 Celsius fok (vezetőé!).

A vezetékrendszert úgy kell szerelni, hogy mind a létesítés, üzemeltetés és karbantartás közben se sérüljön a vezeték/kábel szigetelése, köpenye és csatlakozásai. Rövidzárlat közben fellépő elektrodinamikai erőhatások elleni óvintézkedéseket csak A=50 mm2 feletti, egyerű kábelek esetén kell kivitelezni.

A falba süllyesztett és szilárdan rögzített kábel- vagy vezetékrendszerek vezetési nyomvonala lehet vízszintes, függőleges vagy a szobaélekkel párhuzamos. A mennyezetben és padlózatban a legrövidebb útvonal megengedett.

A vezetők és a csatlakozások mechanikai igénybevételnek ne legyenek kitéve.
A kábelek vagy vezetékek szigetelését nem sértheti meg semmilyen éles, rögzítő elem és védőburkolat.

A vezetékek és kábelek nem hatolhatnak át tartószerepet betöltő épületszerkezeti elemen, kivéve ha annak eredeti szilárdságát ez nem befolyásolja.

UV sugárzásnak kitenni csak arra alkalmas (engedélyezett) vezetéket, kábelt lehet (pl.: H07RN-F; gyártói leírás).

Egy vezetőn folyó legnagyobb megengedett áramot több tényező befolyásolja. Figyelembe kell venni, hogy a szigetelés legmagasabb üzemi hőmérsékletét nem haladhatja meg a vezetőn tartósan folyó, normál üzem alatti legnagyobb áramhoz tartozó üzemi hőmérséklet. Ehhez szolgálnak segítségül a szabványban található táblázatok, ahol a fektetési módokat, a terhelt vezetők számát és a korrekciós tényezőket is figyelembe kell venni.

Vezeték méretezés szempontjai

Vezeték méretezéskor figyelembe kell venni:

fektetési mód
terhelt vezetők száma
vezetők szigetelésének anyaga
vezetők anyaga
áramkörök száma
környezeti hőmérséklet
talaj hőellenállása
felharmonikusok jelenléte

Vezetők minimum keresztmetszete

Mechanikai okokból rögzített berendezéseknél, ahol erősáramú és világítási áramkörök létesülnek, a vezetők minimális keresztmetszete réz esetén 1,5 mm2. Jelző és vezérlőáramkörök esetén min. 0,5 mm2.

Ahol a csatlakozás hajlékony szigetelt réz vezetékkel és kábelekkel történik ott, egy meghatározott készülék számára a vonatkozó IEC szabvány szerinti keresztmetszetet kell választani. Bármilyen más alkalmazásra, illetve törpefeszültségű áramkörök meghatározott alkalmazások esetén a minimális réz vezető keresztmetszete 0,75 mm2.

A nulla vezető keresztmetszete nem lehet kisebb a fázis vezető keresztmetszeténél. A szabvány felsorol még pár kitételt és részletezi jobban a nulla vezető keresztmetszetére vonatkozó előírásokat.

Fektetési módok

A fektetési módokat a szabvány a A.52.3-as táblázatában találjuk.
Most csak a lakossági szerelésben leggyakrabban előforduló fektetési módokat nézünk meg, példaként. A szabvány ennél sokkal részletesebben foglalkozik a fektetési módokkal.

Az A1-es módszerhez tartozik:
– a szigetelt vezetékek (pl.: MCu) vagy egyerű kábelek védőcsőben fektetve, hőszigetelt falban.
– többerű kábelek (pl. MMCu, MBCu) közvetlenül a hőszigetelt falba.

A2-es módszernél a többerű kábeleket védőcsőben, hőszigetelt falba szerelve értjük.

B1-es módszer alkalmazható, ha a szigetelt vezetékeket a téglafalba ágyazott védőcsőbe fektetjük.

A B2-es fektetési módszer vonatkozik a többerű kábelek kábelcsatornában történő fektetésére.

Megengedett legnagyobb áramerősség

Terhelt vezetők alatt 1 fázisú rendszernél a fázis és nulla vezetőt értjük, szimmetrikus 3 fázisú rendszernél, pedig a 3 fázis vezetőt. Az első érték 1 fázis, a második érték 3 fázis esetén értendő (pl. 13/14A). További információk: A vezető anyaga réz, a hőmérséklete 70 Celsius fok, a környezet hőmérséklete pedig 30 Celsius fok levegő, 20 Celsius fok talaj.

S=1,5 mm2-es réz vezetőnél (S=keresztmetszet):

A1-es fektetési módszernél: 14,5/13,5 A
A2-es fektetési módszernél: 14/13 A
B1-es fektetési módszernél: 17,5/15,5 A
B2-es fektetési módszernél: 16,5/15 A

S=2,5 mm2-es réz vezetőnél:

A1-es fektetési módszernél: 19,5/18 A
A2-es fektetési módszernél: 18,5/17,5 A
B1-es fektetési módszernél: 24/21 A
B2-es fektetési módszernél: 23/20 A

Alumínium vezetékből a táblázatban 2,5 mm2 a legkisebb, amire terhelhetőséget számít a szabvány, de új hálózat létesítésénél már tilos 16 mm2 alatt alumínium vezetéket használni. Alumínium vezetőből minimum 1 vagy 2 keresztmetszettel nagyobbat kell választani, ugyan akkora terhelhetőségű réz vezetőhöz képest. Például azonos telepítési mód mellett a 10 mm2-es réz vezeték terhelhetősége, a 16 mm2-es alumínium vezetékkel megegyező.

Különböző vezeték és kábel méreteket tartalmazó csoportok, védőcső vagy kábelcsatornás rendszerben

A csoportos átszámítási tényező alkalmazható azokban az esetekben, amikor különböző méretű szigetelt vezetékek vagy kábelek vannak egy csoportban, védőcsőben vagy kábelcsatornában vezetve. Ezzel a tényezővel elkerülhető a kisebb méretű kábelek túlterhelésének a veszélye, azonban a nagyobb méretű kábelek túlméretezéséhez vezet, amennyiben egy csoportban vannak. Ha ezeket a kábeleket külön csoportba helyezzük akkor ez a probléma elkerülhető.

Redukciós tényező

A vezetékek elrendezésétől függően (pl.: levegőben, kábeltálcán egymás mellett stb.) az áramkörök és vezetékek száma csökkenti a vezeték terhelhetőségét. A szabvány a különböző elrendezési módokhoz képest ad meg redukciós tényezőt. Az itt megadott értékekhez megadja a szabvány, hogy melyik fektetési módoknál alkalmazandó és hány áramkörig/kábelig ad meg redukciós tényezőt.

Miért fontos a redukciós tényező?

Azért, mert ha az elrendezés és a fektetési módot is szabványosan végeztük el, akkor kitudjuk számolni, hogy adott vezetékünk/áramkörünk hány amperes kismegszakítóval védhető. Például a terhelhetőség alapján a 1,5 mm2-es vezetékünk elbír 14 A-t, de a redukciós tényező miatt (mivel több vezetéket fektettünk), csak 6 A-es kismegszakítóval védhetjük biztonságosan.

Korrekciós tényező

A környezeti hőmérséklet is befolyásolja a vezetékek terhelhetőségét. Ha magasabb a hőmérséklet, értelemszerűen a megengedett legnagyobb terhelő áram is kisebb lesz, hiszen nehezebben hűl le a vezetékünk.

A korrekciós tényező például levegőn PVC szigetelésű vezeték esetén:

20 Celsius fokra 1,12,
30 Celsius foknál 1,00,
60 Celsius foknál pedig 0,50!

Példának okáért, tetőtérben fektetett vezetékeknél (ahol nyáron eleve van 60 fok, ha nem több), már egy vezetékre is csak fele akkora áram engedhető biztonságosan, mint amit a táblázatban megenged a szabvány.

Felharmonikusok és a nulla vezető

A 3 fázisú szimmetrikus rendszernél (harmonikusok jelenléte nélkül), a nulla vezetőn nem folyik áram. A harmonikusok megjelenése miatt azonban a nulla vezetőn áram fog folyni, ami többszöröse is lehet a fázisáramnak. Emiatt a nulla vezető keresztmetszete minimum ugyan akkora, de inkább nagyobb legyen, mint a fázis vezetőké. Nem elég csak a fázis vezetőket ellátni túláramvédelemmel, hanem a nulla vezetőt is védeni kell!

Mik okozzák a felharmonikusokat?

Az olyan, nemlineáris terhelések okozzák a felharmonikusokat, mint például, a hegesztőgépek, ívkemencék, UPS-ek, számítógépek, háztartási gépek és eszközök, fénycsövek stb. Kicsit bővebben a felharmonikusokról az alábbi villanylap cikkben olvashatsz: Torzító harmonikusok a hálózaton. Lantos Tivadar (2016.10.08)

Ahol számíthatunk felharmonikusokra, ott azokra is kell számításokat végeznünk.

Gyakorlati megvalósulása a vezeték méretezésnek

A gyakorlatban, még a villamos mérnökök által készített villamos tervek is az ökölszabály szerint készülnek. Pedig egy mérnöknek tudni kellene ezt a szabványt, de általában ők se hallottak róla. A hétköznapi villanyszerelő meg kitudja mit tud.

Az ipari létesítéseknél, a nagy bevásárlóközpontoknál, valamint minden olyan területen ahol a vezetékek folyamatosan terhelés alatt vannak, ott sincs igazán számolva a vezetékek terhelhetősége.

Lakossági szerelésnél többnyire járható út az ökölszabály, több okból is kifolyólag. Az egyik, hogy általában 3×16 vagy 1×32 A van biztosítva vagy kevesebb. Nincs állandó, maximális terhelés a vezetékeken/áramkörökön, nem használunk mindent egyszerre. Ha van is nagyobb áramfelvétel, az is csak rövidebb ideig tart, nem sok-sok órán keresztül. Persze itt is vannak kivételek, mint az elektromos fűtőtestek, a sütő és a főzőlap, mik több órán keresztül is működhetnek.

Tetszik nem tetszik, valamennyire muszály méretezni. Nem elégséges az ökölszabályt önmagában alkalmazni! Ha kell szereljünk szellősebben, tegyünk be több csövet és ne tömjük tele vezetékekkel. Vonjunk össze ésszerűen áramköröket, nem kell minden dugaljat külön vezetékkel betáplálni stb.

Felhasznált irodalom

MSZ HD 60364-5-52:2011; Kisfeszültségű villamos berendezések – A villamos szerkezetek kiválasztása és szerelése. Kábel- és vezetékrendszerek.
https://www.villanylap.hu/hirek/4248-torzito-harmonikusok-a-halozaton
Rátai Attila: Villamos Biztonságtechnika III.

Torma Szabolcs

Villanyszerelő, épületvillamosság szakirány

Cikkeim havi bontásban

MegjelöltMSZ HD 60364-5-52, panellakások villanyszerelése, vezeték méretezés