09. fejezet – Fix bekötésű 1 és 3 fázisú berendezés hálózatra csatlakoztatása

A hűtőkör hibája pénzbe kerül, a villamos bekötés hibája életbe. Egy hiányzó vagy rosszul bekötött védővezető mellett a berendezés évekig hibátlanul működhet – egészen addig, amíg egy szigetelési hiba feszültség alá nem helyezi a kültéri egység fém házát. Ezért ebben a fejezetben a „miért” legalább annyira fontos, mint a „hogyan”: minden szabály mögött egy hibaáram útja, egy kioldási idő vagy egy melegedő vezeték áll.

A fejezet a programkövetelmény 1. kompetenciáját és az írásbeli vizsga 2. témakörét (villamos áramkörök, számításokkal) fedi le. Az első pont a képzés bemeneti tudását ismétli; ha az egyfázisú és a háromfázisú teljesítményszámítás megy, haladj gyorsan. A villamos mérésekkel és a szerelő villamos jogosultságával a 11. fejezet, a feszültségmentesítéssel a 12.7 pont, a motorokkal a 10. fejezet foglalkozik.

9.1 Villamos alapok röviden

Mennyiségek és alapösszefüggések

A mestervizsga-jegyzet összefoglalója szerint a villamos szerelésben öt mennyiséggel dolgozol ([K] VII/1):

9.1. táblázat. A villamos alapmennyiségek ([K] VII/1).

Tisztán ohmos fogyasztónál (fűtőellenállás) érvényes Ohm törvénye és a teljesítmény egyszerű képlete ([K] VII/2):

I = U / R          U = I · R          R = U / I
P = U · I          W = P · t

Egy 20 Ω-os fűtőbetét 230 V-on I = 230 / 20 = 11,5 A áramot vesz fel, teljesítménye P = 230 · 11,5 = 2645 W, és 8 óra alatt 21,2 kWh energiát fogyaszt ([K] VII/2).

Induktív fogyasztók: a teljesítménytényező

A kompresszor- és a ventilátormotor tekercsekből áll, induktív fogyasztó. Az áram és a feszültség itt nincs fázisban, ezért a hatásos teljesítmény kisebb, mint a két mennyiség szorzata.

A teljesítménytényező (power factor, cos φ) megmutatja, hogy a hálózatból felvett áram és a feszültség szorzatából mekkora rész alakul hatásos (hasznos és hővé váló) teljesítménnyé. Egyfázisú motornál P = U · I · cos φ, ahol U = 230 V. A mestervizsga-jegyzet a motorok teljesítménytényezőjét tájékoztatásul kb. 0,8-nak, hatásfokukat kb. 0,9-nek veszi ([K] VII/3) – a konkrét gépnél mindig az adattábla értéke a mérvadó.

A háromfázisú hálózat

A hazai kisfeszültségű hálózatot három fázisvezető (L1, L2, L3) és a nullavezető (N) alkotja. A három fázisfeszültség egymáshoz képest 120°-kal eltolt. Két feszültséget különböztetünk meg ([K] VII/4):

• fázisfeszültség (U_f): bármely fázis és a nulla között, 230 V;
• vonali feszültség (U_v): bármely két fázis között, 400 V.

U_v = √3 · U_f        √3 · 230 V = 398,4 V ≈ 400 V
P   = √3 · U_v · I · cos φ    (háromfázisú, szimmetrikus terhelés)

A szabványos névleges feszültség 230/400 V, a táphálózat feszültsége a szabvány ajánlása szerint legfeljebb ±10 %-kal térhet el a névlegestől, a hálózati frekvencia 50 Hz (MSZ EN 60038:2012, 4.1 és 1. táblázat).

A vezeték ellenállása

A vezeték ellenállása a hosszával arányos, a keresztmetszetével fordítva arányos:

R = ρ · l / A
  ρ: fajlagos ellenállás [Ω·mm²/m]
  l: a vezető hossza [m];   A: keresztmetszet [mm²]

A fajlagos ellenállás a hőmérséklettel nő. Ezért a kábelekre vonatkozó szabvány a feszültségesés számításához nem a hideg, hanem az üzemi hőmérsékletű vezető fajlagos ellenállását írja elő: rézre ρ₁ = 0,0225 Ω·mm²/m, alumíniumra 0,036 Ω·mm²/m. A szabvány szerint ez „a 20 °C-os érték 1,25-szöröse” (MSZ HD 60364-5-52, G melléklet); a szabvány 20 °C-os alapértéke tehát 0,0225 / 1,25 = 0,018 Ω·mm²/m (számított érték). A jegyzet a 9.6 pontban végig a szabvány ρ₁ értékével számol.

a) I = P / (U · cos φ)
     = 1600 / (230 · 0,95)        = 7,32 A
b) I = P / (√3 · U_v · cos φ)
     = 8000 / (1,732 · 400 · 0,90) = 12,83 A

9.2 Jogi és szabványi keret; hálózati rendszerek

A jogszabály: a Villamos Műszaki Biztonsági Szabályzat

A lakó-, kommunális, ipari és egyéb épületek villamos berendezéseire a 40/2017. (XII. 4.) NGM rendelet vonatkozik (1. § (1)); a hatályos szöveg 2026. március 22-i állapotú. A rendelet 1. melléklete a Villamos Műszaki Biztonsági Szabályzat (VMBSZ). Két mondatát érdemes szó szerint érteni:

• a villamos berendezést úgy kell megtervezni, létesíteni, üzembe helyezni, üzemeltetni, átalakítani, javítani, karbantartani és megszüntetni, hogy megfeleljen a VMBSZ követelményeinek (3. § (1));
• ha a berendezés megfelel a VMBSZ-ben hivatkozott szabványok követelményeinek, úgy kell tekinteni, hogy a rendeletet is teljesíti; ettől eltérni csak akkor lehet, ha a tervező igazolja, hogy más módon legalább azonos biztonsági szintet ér el (3. § (2)–(3)).

A szabvány önmagában önkéntes: a magyar szabványok címlapszövege szerint alkalmazása a szabványosításról szóló 1995. évi XXVIII. törvény 6. § (1) bekezdése alapján önkéntes. Ugyanez a szöveg mondja ki: ha egy szerződés vagy dokumentum hivatkozik rá, a hivatkozás erejéig kötelező, és ha jogszabály hivatkozik rá, a szabvány betartása esetén vélelmezni kell, hogy a jogszabályi követelmény teljesül. A gyakorlatban ezért a szabványos megoldás a legbiztosabb út.

9.2. táblázat. A fejezetben használt szabványok (a szövegüket nem közöljük, csak a tartalmukat, saját megfogalmazásban).

Ellenőrzés és felülvizsgálat

A VMBSZ szerint a berendezés megfelelő állapotát ellenőrizni kell többek között létesítéskor, az első üzembe helyezés előtt, valamint átalakítás, javítás után, az üzembe helyezés előtt (VMBSZ 1.6). Új berendezés kivitelezésekor és lényeges bővítésekor az érintett rész szabványos voltát nyilatkozattal és mérési jegyzőkönyvekkel kell igazolni (VMBSZ 1.9). Egy új klímaáramkör tehát nem „csak bekötés”: a végén ellenőrzés és dokumentáció is jár hozzá (9.7 pont, 11. fejezet).

A villamos biztonsági felülvizsgálat a VMBSZ fogalma szerint különleges erősáramú villamos szakképzettséget igénylő, mérésekkel és kiértékeléssel járó teljes körű ellenőrzés (40/2017. NGM r. 2. § 33.). Hogy ebből mit végezhet a hűtő-, klíma- és hőszivattyú-szerelő, azt a 11.3 pont tárgyalja.

Az időszakos felülvizsgálat gyakoriságát a VMBSZ 1.13.2 pontja adja; a 9.3. táblázat a szerelő számára fontos sorokat mutatja.

9.3. táblázat. Az időszakos villamos biztonsági felülvizsgálat legnagyobb időköze (40/2017. NGM r., VMBSZ 1.13.2–1.13.3, a 78/2023. GFM rendelettel megállapított szöveg, hatályos 2024. január 29-től).

Hálózati rendszerek: TN, TT, IT

A hálózati (földelési) rendszert két-három betű jelöli. Ez dönti el, hogy egy testzárlatnál merre folyik a hibaáram, és melyik védelmi eszköz kapcsol le.

A TN-rendszernek három változata van (MSZ HD 60364-1, 312.2.1): a TN-C-ben végig PEN-vezető fut, a TN-S-ben a teljes rendszerben külön nullavezető és védővezető van, a TN-C-S-ben pedig a rendszer egyik részében PEN, utána külön N és PE.

A TT-rendszerben a testek saját földelőn vannak, a hibaáram a földön keresztül záródik; az IT-rendszer tápforrása szigetelt, ezért az első testzárlatnál általában nem kell önműködő lekapcsolás (MSZ HD 60364-1, 312.2.2–312.2.3; MSZ HD 60364-4-41, 411.3.2.1 megjegyzése).

Egy nyelvi csapda: a magyar szabványszöveg az IT-rendszert helyenként „informatikai (IT-) rendszer”-nek fordítja (például az MSZ HD 60364-4-41 411.3.3 szakaszának kivételében). Ott nem számítógépes berendezésről, hanem a 9.3. ábra szerinti szigetelt földelési rendszerről van szó.

A PEN-vezetőre szigorú szabályok vonatkoznak: csak rögzített berendezésben használható, mechanikai okokból legalább 10 mm² réz (16 mm² alumínium) keresztmetszettel (MSZ HD 60364-5-54, 543.4.1), és nem szabad bele kapcsoló- vagy leválasztóeszközt építeni (MSZ HD 60364-4-41, 411.4.3). Ebből következik, hogy a klíma 1,5–6 mm²-es végáramkörében PEN nem lehet: a végáramkör mindig külön N és PE vezetővel, TN-S rendszerűként épül.

Hol válik szét a PEN? – a hazai csatlakozási szabvány

A közcélú hálózatról érkező PEN-vezető szétválasztásának helyét az MSZ 447:2019 adja meg (4.4.2):

• a PE–N szétválasztás a csatlakozó főelosztóban lévő csatlakozási pontnál, vagy ha ez műszakilag nem lehetséges, az utána következő elosztó kötéspontjánál (például a méretlen főelosztóban) legyen;
• az üzemi PEN potenciálját önállóan is számottevő, lehetőleg legfeljebb 10 Ω-os földeléshez kell rögzíteni, és a földelést a zárópecsét bontása nélkül mérhetővé kell tenni;
• új létesítésnél a felszálló fővezetékben PEN-vezetőt nem szabad használni;
• az újként létesített vagy felújított összekötő berendezés TN-S rendszerű legyen (8.3);
• áram-védőkapcsolót – az elosztói engedélyessel kötött eltérő megállapodás hiányában – csak a mért felhasználói hálózatba szabad beépíteni (4.4.3).

9.3 Áramütés elleni védelem; áram-védőkapcsoló (RCD)

Alapvédelem, hibavédelem, kiegészítő védelem

A kisfeszültségű berendezések általános védelmi módja a táplálás önműködő lekapcsolása (MSZ HD 60364-4-41, 411).

A hibavédelem két feltétele: minden áramkörben legyen védővezető, és a testek legyenek vele összekötve (411.3.1.1); a kívülről bejövő fémes részeket – gáz-, víz- és távfűtési csövet, a szerkezeti fémrészeket, a vasbeton hozzáférhető fémrészeit – az épületbe lépésük közelében be kell kötni a fő földelőkapocsba (védő egyenpotenciálú összekötés, 411.3.1.2). Hiba esetén pedig egy védelmi eszköznek előírt időn belül önműködően meg kell szakítania a fázisvezető táplálását (411.3.2.1).

9.4. táblázat. A legnagyobb lekapcsolási idő 230 V-os (120 V < U₀ ≤ 230 V) váltakozó áramú hálózatban (MSZ HD 60364-4-41:2018, 411.3.2.2–411.3.2.4 és 41.1. táblázat).

A fix bekötésű klíma- vagy hőszivattyú-áramkör tipikusan a második sorba tartozik: TN rendszerben 0,4 s alatt le kell kapcsolni.

A hibavédelem TN-rendszerben: a hurokimpedancia

TN-rendszerben a testzárlat hibaárama a fázisvezetőn megy a hibáig, és a védővezetőn tér vissza a tápforrás földelt pontjába. Ezt a kört hibahuroknak, impedanciáját zárlati hurokimpedanciának (Z_s) nevezzük.

A feltétel (MSZ HD 60364-4-41, 411.4.4):

Z_s · I_a ≤ U_0
  Z_s : a zárlati hurokimpedancia, Ω
  I_a : az az áram, amelynél a védelmi eszköz a 9.4. táblázat
        szerinti időn belül old, A
  U_0 : a fázis–föld névleges feszültség, V (230 V)

Kismegszakítónál I_a-nak a gyorskioldási sáv felső határát vesszük (9.4 pont, 9.6. táblázat): ennél az áramnál a megszakító 0,1 s-nál rövidebb idő alatt old, tehát a 0,4 s biztosan teljesül.

B16: I_a = 5 · 16  =  80 A   →  Z_s ≤ 230 / 80  = 2,88 Ω
C16: I_a = 10 · 16 = 160 A   →  Z_s ≤ 230 / 160 = 1,44 Ω
D16: I_a = 20 · 16 = 320 A   →  Z_s ≤ 230 / 320 = 0,72 Ω

TT-rendszerben a hibaáram a földön át záródik, ezért rendszerint túl kicsi ahhoz, hogy kismegszakítót oldjon; itt hibavédelemre általában áram-védőkapcsolót kell használni (túláramvédelmi eszköz csak akkor, ha a kis hurokimpedancia tartósan biztosított, 411.5.2), és teljesülnie kell az R_A · I_Δn ≤ 50 V feltételnek, ahol R_A a testek földelőjének és védővezetőjének ellenállása (MSZ HD 60364-4-41, 411.5.2–411.5.3). 30 mA-es RCD-nél ez R_A ≤ 50 / 0,03 ≈ 1667 Ω.

Az áram-védőkapcsoló működése

Mikor kötelező a 30 mA-es kiegészítő védelem? Az MSZ HD 60364-4-41:2018 szerint legfeljebb 30 mA-es RCD-vel kell védeni (411.3.3–411.3.4):

• a képzetlen személyek által használt, általános használatú, legfeljebb 32 A-es váltakozó áramú csatlakozóaljzatokat;
• a szabadtéri használatú, legfeljebb 32 A-es mobil fogyasztókészülékeket;
• az egyedi háztartások világítási végáramköreit.

A fix bekötésű klíma vagy hőszivattyú nem csatlakozóaljzat és nem mobil készülék, ezért ez a szakasz – a szövegéből következően – nem teszi kötelezővé rá a 30 mA-es védelmet. Ha azonban a gyártói telepítési útmutató áram-védőkapcsolót ír elő, azt kövesd: az útmutató a termék rendeltetésszerű telepítésének része. TN-C-rendszerben áram-védőkapcsolót nem szabad használni (411.4.5).

Az RCD típusai – és az inverteres gép

A frekvenciaváltós (inverteres) kompresszorhajtás egyenirányítót tartalmaz. Ha ennek egyenáramú oldalán vagy kimenetén lép fel szigetelési hiba, a hibaáram nem szinuszos: lüktető vagy sima egyenáram, illetve több frekvenciás, „összetett” áram lehet. Nem minden RCD érzékeli ezeket.

9.5. táblázat. Az RCD-típusok (MSZ HD 60364-5-53:2022, 531.3.3).

A szabvány tájékoztató B melléklete (B.1. táblázat: a félvezetős rendszerek lehetséges hibaáramai) áramkörönként megadja, mely típusok védenek – ez a táblázat utolsó oszlopa. Néhány sor, ami a szerelőt érinti:

• egyfázisú, kétutas híd (egyenirányító a fázis és a nulla között): A, F vagy B;
• egyfázisú egyutas egyenirányító simító kondenzátorral, háromfázisú csillag- és hatütemű hídkapcsolás (a háromfázisú inverterek bemenete): csak B;
• fázishasításos vagy impulzuscsoportos vezérlés: AC, A, F vagy B.

A következtetés: háromfázisú, egyenirányítós (inverteres) gépnél a táblázat szerint B típus kell; egyfázisú gépnél az áramkörtől függően A, F vagy B jöhet szóba. A gyakorlatban a döntés alapja a gyártói telepítési útmutató: a gyártó ismeri a gépben lévő áramkört, és megadja a szükséges típust. (Németországban nemzeti feltételként a „B+” jelű készülék is használható a B helyett – ez nem az európai szabvány típusa.)

A próbagomb

Az RCD próbagombja (jele: T) a gyűrűt megkerülő, mesterséges különbségi áramot hoz létre. A termékszabvány szerint arra való, hogy a kioldás működőképességét időszakosan ki lehessen próbálni; a kioldóáram értékét és a kioldási időt viszont nem ellenőrzi (MSZ EN 61008-1, 8.11 és megjegyzése). Ehhez mérőműszer kell (11. fejezet).

Hogy milyen gyakran kell megnyomni, azt munkahelyen jogszabály írja elő: munkaeszközök villamos berendezésénél az áram-védőkapcsolón háromhavonta, ideiglenesen telepített munkahelyen a telepítéskor és azt követően havonta kell működési próbát végezni (10/2016. (IV. 5.) NGM rendelet 19. § (5)). Lakásra a jegyzet forrásai nem adnak jogszabályi gyakoriságot; ott a gyártói kezelési utasítás szerint kell eljárni, és ezt az átadáskor a felhasználónak el kell mondani (19.6 pont).

Ha az új áramkört egy meglévő áram-védőkapcsolóra kötöd, a lekapcsolási idők ellenőrzése az ellenőrzési szabvány szerint követelmény, új berendezésnél csak ajánlott (MSZ HD 60364-6, 6.4.3.7.1). A mérés módját a 11. fejezet mutatja be.

9.4 Túláramvédelem: biztosító, kismegszakító, motorvédő kapcsoló

Túlterhelés és zárlat

A túláramvédelmi szabvány két fontos alapelvet rögzít (MSZ HD 60364-4-43:2024):

• minden fázisvezetőben gondoskodni kell a túláram érzékeléséről, és az eszköznek azt a vezetőt kell lekapcsolnia, amelyben a túláramot érzékelte; ha azonban egy fázis lekapcsolása veszélyt okozhat – például háromfázisú motornál –, óvintézkedést kell tenni (431.1.1);
• a szabvány értelmében a lekapcsolás nem jelent leválasztást (430.4, 1. megjegyzés). A kioldott kismegszakító mögött tehát nem biztonságos dolgozni (9.7 és 12.7 pont).

A nullavezetőben nem kell külön túláram-érzékelés, ha a keresztmetszete legalább a fázisvezetőével egyenlő, és az árama várhatóan nem nagyobb a fázisokénál. Ha a nullavezető kisebb keresztmetszetű, vagy – többfázisú körben a harmonikusok miatt – az árama a fázisáramot meghaladhatja, ott érzékelés kell, amely a fázisvezetőket kapcsolja le (431.2). A kis keresztmetszetű többerű kábelekben a nulla ér rendszerint a fázisérrel azonos keresztmetszetű.

Olvadóbiztosító

Az olvadóbiztosító betétjében egy olvadószál a túláram hőjétől elolvad, és megszakítja az áramkört; működés után a betétet cserélni kell. A betét jelölésének első betűje a megszakítási tartományt adja meg (MSZ EN IEC 60269-1:2025, 3.2.3–3.2.4):

• „g” betét (teljes tartományú): minden olyan áramot megszakít, amely az olvadószálat elolvasztja – túlterhelés és zárlat ellen is véd (a legelterjedtebb a gG, általános célú betét);
• „a” betét (részleges tartományú): csak egy bizonyos áram felett old; elsősorban zárlatvédelemre való, túlterhelés ellen egy másik eszközzel (például túlterhelés- relével) együtt kell alkalmazni.

A második betű a felhasználási kategóriát jelöli (6.7.1).

Kismegszakító

A kismegszakító (miniature circuit breaker, MCB) visszakapcsolható túláramvédelmi készülék, két kioldóval: a hőkioldó a tartós túlterhelésre, a gyorskioldó a zárlatra és a nagy áramlökésre működik. A gyorskioldás tartományát a karakterisztika betűje adja meg.

9.6. táblázat. A kismegszakítók kioldási jellemzői (MSZ EN 60898-1, 2. és 7. táblázat, 8.6.2; I_n ≤ 63 A).

A védelem és a vezeték összehangolása

A túlterhelés elleni védelem akkor megfelelő, ha mindkét feltétel teljesül (431.4.2):

(1)  I_B ≤ I_n ≤ I_Z
(2)  I_2 ≤ 1,45 · I_Z

Az (1) feltétel szerint a védelem üzemszerűen ne oldjon, de ne is legyen „erősebb” a vezetéknél. A (2) azt biztosítja, hogy a védelem a vezeték rövid idejű túlterhelhetőségén belül biztosan működjön.

Kismegszakítónál I₂ = 1,45 · I_n (9.6. táblázat), ezért ha az (1) feltétel teljesül (I_n ≤ I_Z), a (2) is: 1,45 · I_n ≤ 1,45 · I_Z. A szabvány ugyanakkor figyelmeztet: ha az I₂-nél kisebb, de tartós túláram fordulhat elő, a védelem nem feltétlenül véd, és nagyobb terhelhetőségű vezeték választása ajánlatos (431.4.2).

Melyik karakterisztika?

A karakterisztika választásakor két követelmény húz ellentétes irányba:

• a motor indítási áramlökése (és a bekapcsolási áram) ne oldja ki a gyorskioldót – ez a „lomhább” (C, D) karakterisztika felé visz;
• a hibavédelemhez a gyorskioldónak testzárlatnál biztosan működnie kell – a lomhább karakterisztikához kisebb hurokimpedancia kell (9.b mintapélda).

Motorvédő kapcsoló és túlterhelés-relé

A kompresszor motorja nemcsak a tápkábelt, hanem önmagát is védeni kell a túlterheléstől. A mestervizsga-jegyzet szerint a kompresszor betáplálásában lévő motorvédő kapcsoló bimetálos túláramvédelemből és zárlatvédelemből áll (4.9 pont). A túlterhelés-relék működését a kontaktorok és motorvédő kapcsolók termékszabványa írja le (MSZ EN IEC 60947-4-1:2026):

• a beállított áram 1,05-szörösénél hideg állapotból 2 órán belül nem old, a (termikusan kompenzált vagy elektronikus relénél) 1,2-szeresénél 2 órán belül old (3. táblázat);
• a beállított áram 7,2-szeresénél hideg állapotból a kioldási osztálytól függő időn belül old (2. táblázat).

9.7. táblázat. Túlterhelés-relék kioldási osztályai (MSZ EN IEC 60947-4-1:2026, 2. táblázat; a beállított áram 7,2-szeresénél, hideg állapotból).

A relé áramát a gyártói útmutató szerint kell beállítani, rendszerint a motor névleges áramára; a nagyobb osztály hosszabb (nehéz) indítást enged. A fázisérzékeny túlterhelés-relé többpólusú, és nemcsak túlterhelésnél, hanem fáziskimaradásnál is működik (3.5.18) – háromfázisú kompresszornál ez a fázisőr egyik megoldása. A motor tekercseibe épített hővédőket (klixon, PTC/NTC-érzékelők) a 4.9 pont mutatja be.

A zárlat elleni védelemnél a vezeték zárlati melegedését is ellenőrizni kell; a szabvány ehhez a vezeték anyagától és szigetelésétől függő k tényezőt adja (réz vezető PVC-szigeteléssel, legfeljebb 300 mm²: k = 115; MSZ HD 60364-4-43:2024, 43A táblázat). A zárlati melegedés ellenőrzése tervezői feladat.

9.5 Túlfeszültség-védelem (SPD) lépcsői

Mi ellen véd, és mikor kell?

A villámcsapás (akár közvetlenül az épületbe, akár a közeli hálózatba) és a nagy induktív terhelések kapcsolása rövid, nagy feszültségcsúcsokat – tranziens túlfeszültségeket – okoz. Az inverteres klímák és hőszivattyúk elektronikája érzékeny ezekre.

A túlfeszültség elleni védelem kötelező, ahol a túlfeszültség következményei emberi életet (például biztonsági berendezéseket), közszolgáltatásokat, kereskedelmi vagy ipari tevékenységet, illetve nagy embercsoportokat érintenek. Minden más esetben kockázatelemzést kell végezni; ha ez elmarad, a berendezést el kell látni túlfeszültség-védelemmel. Egyedi lakóegységnél nem kell, ha a védendő berendezés teljes értéke kisebb, mint a betáplálásnál elhelyezett SPD értékének ötszöröse (MSZ HD 60364-4-443:2016, 443.4). Kapcsolási túlfeszültség ellen motorok, induktív terhelések esetén ajánlatos megfontolni a védelmet (ugyanott).

A lépcsők

9.8. táblázat. Az SPD-típusok (MSZ HD 60364-5-53:2022, 534. fejezet és A.1. táblázat).

A szabvány szerint SPD-t legalább a betáplálás helyéhez a lehető legközelebb kell telepíteni. A lejjebb elhelyezett T2 és T3 csak kiegészítő fokozat: a betáplálásnál lévő SPD nélkül nem alkalmazható, és azzal – a gyártó koordinációs utasítása szerint – össze kell hangolni. Ha a lejjebbi SPD például egy dugaljba épül, azt az elosztóban tartósan (például címkével) jelölni kell. (MSZ HD 60364-5-53:2022, 534.)

A kiválasztás számai

• A berendezés lökőfeszültség-állósága: 230/400 V-os rendszerben a II. túlfeszültség-kategóriájú berendezéstől elvárt érték U_w = 2,5 kV (534.1. táblázat).
• Védelmi szint: az SPD U_p-je az aktív vezetők és a PE között semmilyen esetben nem lehet nagyobb az U_w-nél, és ajánlott, hogy ne haladja meg annak 80 %-át: 0,8 · 2,5 kV = 2,0 kV (534.4.4.2).
• A betáplálási T2 levezetési árama: legalább 5 kA (534.3. táblázat).
• A betáplálási T1 villámáram-levezetési képessége villámvédett épületnél, kockázatelemzés nélkül: legalább 12,5 kA (534.4. táblázat).

A bekötés

A túlfeszültség-védelem hatása nagyrészt a bekötésen múlik. A lökőáram a bekötő vezetékeken is feszültségesést okoz, amely hozzáadódik az SPD védelmi szintjéhez.

• A vezetékeket a lehető legrövidebbre és legegyenesebbre kell szerelni; a csatlakozási pontok közötti teljes hossz (a + b + c) lehetőleg ne haladja meg a 0,5 m-t. A szabvány példája: 1 m egyenes vezeték 10 kA-es (8/20) lökőáramnál kb. 1000 V többlet feszültségesést okoz.
• A betáplálásnál elhelyezett SPD bekötővezetékeinek legkisebb rézkeresztmetszete: T2 esetén az aktív vezetők felé 2,5 mm², a fő földelőkapocs (PE) felé 6 mm²; T1 esetén 6 mm², illetve 16 mm² (534.4.10).
• Ha az SPD és a védendő berendezés közötti távolság 10 m-nél nagyobb, a szabvány kiegészítő intézkedést ajánl, például egy második SPD-t a berendezés közelében (534.4.9 – ajánlás, nem kötelező előírás).

A méretlen (mérő előtti) hálózatba az MSZ 447:2019 szerint csak az elosztói engedélyes hozzájárulásával, zárópecsételhető burkolatba építhető SPD; a méretlen hálózatba épített T1 (10/350 µs) bekötővezetéke legfeljebb 1 m hosszú és legalább 16 mm² keresztmetszetű réz legyen (4.6.2–4.6.5).

9.6 Kábelválasztás, keresztmetszet és feszültségesés

A keresztmetszet három feltétele

A tápkábel keresztmetszetét három feltétel együtt határozza meg:

1. melegedés: a kábel megengedett tartós árama (I_Z) legyen legalább akkora, mint a védelmi eszköz névleges árama (9.4 pont);
2. feszültségesés: a kábelen eső feszültség ne legyen nagyobb a megengedettnél;
3. mechanikai szilárdság: rögzített berendezésben az erősáramú és világítási áramkör vezetője legalább 1,5 mm² réz; jelző- és vezérlőáramkörben 0,5 mm² (elektronikus készülékeknél 0,1 mm²); hajlékony csatlakozóvezetéknél 0,75 mm² (MSZ HD 60364-5-52, 524.1 és 52.2. táblázat).

A megengedett tartós áram (I_Z)

Egy vezető annyi áramot bír tartósan, amennyi mellett a keletkező hőt még le tudja adni anélkül, hogy a szigetelése túlmelegedne. Ezért az I_Z függ

• a vezető anyagától (réz, alumínium) és keresztmetszetétől;
• a szigetelés anyagától (PVC: 70 °C-os, XLPE/EPR: 90 °C-os vezetőhőmérséklet);
• a terhelt erek számától (egyfázisú kör: 2, háromfázisú: 3);
• a fektetési módtól;
• a környezeti hőmérséklettől és a kábelek halmozásától.

9.9. táblázat. Rézvezetők megengedett tartós árama (A), PVC-szigetelés, 70 °C-os vezető, 30 °C-os levegő (MSZ HD 60364-5-52, B.52.2. és B.52.4. táblázat).

Ha a környezeti hőmérséklet nem 30 °C, az I_Z-t korrekciós tényezővel kell szorozni.

9.10. táblázat. Korrekciós tényező a környezeti levegő hőmérsékletére, PVC-szigetelés (MSZ HD 60364-5-52, B.52.14. táblázat).

Ha több áramkör kábele egymás mellett, kötegben fut, a hőleadás romlik: két áramkörnél 0,80-as, háromnál 0,70-es csökkentő tényezővel kell számolni (B.52.17. táblázat, kötegelt elrendezés).

1. I_B ≤ I_n ≤ I_Z: 13 A ≤ 16 A ≤ I_Z, tehát I_Z ≥ 16 A kell.
2. 1,5 mm², A1, 2 terhelt ér: I_Z = 14,5 A < 16 A  → nem jó.
3. 2,5 mm², A1, 30 °C:        I_Z = 19,5 A ≥ 16 A  → jó.
4. Padlásszakasz, 50 °C:  19,5 · 0,71 = 13,8 A < 16 A → nem jó.
5. 4 mm², A1, 50 °C:      26 · 0,71   = 18,5 A ≥ 16 A → jó.
   (Ha a padláson a kábel közvetlenül a falon, C módban fut,
   2,5 mm²: 27 · 0,71 = 19,2 A ≥ 16 A → az is megfelelne.)
6. Kismegszakító: I_2 = 1,45 · 16 = 23,2 A ≤ 1,45 · I_Z,
   tehát a (2) feltétel is teljesül.

Feszültségesés

A kábelen eső feszültség miatt a berendezés kapcsain kisebb a feszültség, mint az elosztóban. A szabvány – más megfontolások hiányában – ajánlja, hogy a fogyasztói berendezés táppontja és a készülék közötti feszültségesés ne legyen nagyobb a következő értékeknél (MSZ HD 60364-5-52, 525. és G melléklet, G.52.1. táblázat):

• közcélú kisfeszültségű hálózatról közvetlenül táplált berendezésben világításnál 3 %, más felhasználásnál 5 %;
• 100 m-nél hosszabb vezetékrendszernél a határ métereként 0,005 %-kal nőhet, de legfeljebb 0,5 %-kal;
• motorok indításakor rövid ideig nagyobb esés is elfogadható.

A csatlakozóvezeték és a mérő előtti fővezetékek feszültségesésére az MSZ 447:2019 külön korlátot ad (együtt legfeljebb 2 %; 4.2.2) – ez a hálózati oldal, nem a szerelő végáramköre.

A szabvány képlete (G melléklet):

u    = b · (ρ₁ · L · cos φ / S + λ · L · sin φ) · I_B
Δu % = 100 · u / U₀
  b   : egyfázisú körnél 2, háromfázisúnál 1
  ρ₁  : 0,0225 Ω·mm²/m (réz, üzemi hőmérséklet)
  L   : a nyomvonal hossza, m;   S: keresztmetszet, mm²
  λ   : 0,08 mΩ/m (a vezető reaktanciája, ha nincs pontosabb adat)
  cos φ = 0,8 (sin φ = 0,6), ha nincs pontosabb adat;   U₀ = 230 V

a) Egyszerűsítve (cos φ = 1, λ elhanyagolva):
   u = 2 · 0,0225 · 30 · 13 / 2,5 = 7,02 V  →  3,05 %
   A szabvány teljes képletével (cos φ = 0,8; sin φ = 0,6):
   u = 2 · (0,0225 · 30 · 0,8 / 2,5
            + 0,00008 · 30 · 0,6) · 13 = 5,65 V  →  2,46 %
b) 1,5 mm², egyszerűsítve:
   u = 2 · 0,0225 · 30 · 13 / 1,5 = 11,70 V  →  5,09 %
   (több az ajánlott 5 %-nál)
c) Háromfázisú, b = 1, cos φ = 0,8:
   u = 1 · (0,0225 · 25 · 0,8 / 2,5
            + 0,00008 · 25 · 0,6) · 12,8 = 2,32 V  →  1,01 %

A kábel típusjelölése

A harmonizált kábelek típusjele az MSZ HD 361 S4:2021 szerint három részből áll: a szabvány- és feszültségjelből, a szerkezet (szigetelés, köpeny, vezető alakja) jelképeiből, valamint az erek számából és keresztmetszetéből.

A jelölés anyagot mond, nem felhasználási helyet: hogy egy kábel kültérre, napfényre, földbe alkalmas-e, azt a kábelszabvány és a gyártói adatlap adja meg. A rögzített bekötésnél a keresztmetszet akkor is legalább 1,5 mm² réz, ha a hajlékony vezetékre a szabvány kisebbet is enged.

Érszínek és a védővezető keresztmetszete

9.11. táblázat. A zöld/sárga eret tartalmazó többerű kábelek érszínei (MSZ HD 308 S2:2002, 1. táblázat).

A nullavezetőt teljes hosszában kék színnel kell azonosítani; a zöld-sárga színkombináció a védővezetőé, és más célra nem használható. Egyerű vezetékeknél a fázisvezető barna, fekete vagy szürke (MSZ HD 60364-5-51, 514.3). A védővezető keresztmetszete 16 mm²-ig – azonos anyag esetén – legalább a fázisvezetőével egyenlő (MSZ HD 60364-5-54, 54.2. táblázat); a többerű kábelekben ez adott.

9.7 A klíma és a hőszivattyú tényleges bekötése

Az áttekintés

Egy split klíma vagy hőszivattyú hálózati csatlakozása négy részből áll: a fogyasztói elosztóban lévő védelmekből, a rögzített tápkábelből, a gép melletti leválasztó kapcsolóból és a gép kapocslécéből – osztott rendszernél ehhez jön a kültéri és a beltéri egység közötti összekötő kábel.

A leválasztó kapcsoló

A leválasztás (isolation) egy berendezés vagy áramkör minden tápforrásról való biztonságos elválasztása, hogy rajta dolgozni lehessen. A szabvány szerint minden villamos berendezésnek leválaszthatónak kell lennie minden tápforrásról, és minden áramkör minden aktív vezetőjét leválasztóeszközzel kell ellátni; a véletlen visszakapcsolást meg kell akadályozni (MSZ HD 60364-4-46, 462.1–462.3).

A leválasztóeszközre vonatkozó főbb követelmények (MSZ HD 60364-5-53:2022, 537.2):

• csak olyan eszköz lehet, amelynek leválasztó funkcióját a termékszabványa elismeri; félvezetős eszköz nem lehet leválasztó;
• III. vagy IV. túlfeszültség-kategóriára kell méretezni;
• a véletlen visszakapcsolás ellen biztosítani kell – például lakatolható helyen vagy burkolatban, lakattal;
• lehetőleg többpólusú legyen, és tartósan jelölni kell, melyik berendezést vagy áramkört választja le.

A nullavezető leválasztása TN-S-rendszerben nem szükséges, ha védő egyenpotenciálú összekötés van, és a nulla megbízhatóan, kis ellenálláson át földelt (vagy erről az elosztói engedélyes nyilatkozik). TN-C-rendszerben és a TN-C-S rendszer TN-C részében a PEN-vezetőt nem szabad leválasztani (MSZ HD 60364-4-46, 461.2).

A készülék termékszabványa is megköveteli a leválasztást: ha egy helyhez kötött készülékhez nem tartozik dugós csatlakozó vagy saját, minden pólust bontó leválasztó, a telepítési útmutatónak elő kell írnia, hogy a rögzített vezetékezésbe – a létesítési előírások szerint – leválasztóeszközt kell beépíteni (MSZ EN IEC 60335-1:2024, 7.12.2). Hogy a leválasztó hol legyen, milyen típusú és mekkora érintkezőnyílású, azt az adott gép telepítési útmutatója adja meg.

A tápkábel és a kábelvezetés

• Rögzített fektetés, a 9.6 pont szerint méretezett, legalább 1,5 mm²-es rézvezetővel; a fektetési módot és a környezeti hőmérsékletet a nyomvonal legkedvezőtlenebb szakaszára kell figyelembe venni.
• Víz, pára: a kész kábelrendszernek meg kell felelnie a hely IP-védettségi fokozatának, és ahol víz gyűlhet össze vagy pára csapódhat le, gondoskodni kell az eltávolításáról (MSZ HD 60364-5-52, 522.3).
• Napsugárzás: jelentős napsugárzásnál erre alkalmas kábel vagy árnyékolás kell (522.11).
• Mechanikai védelem: szereléskor a köpeny, a szigetelés és a csatlakozások nem sérülhetnek; falon, válaszfalon átvezetve a kábelt mechanikai sérülés ellen védeni kell (például védőcsővel vagy tömszelencével) (522.8.1, 522.8.14).
• A kültéri egységbe a kábel tömszelencén vagy a gyártó által kialakított kábelbevezetőn és húzásmentesítőn át lép be, hogy a kapcsokat ne terhelje húzás, és a burkolat védettsége megmaradjon.

Az összekötő és a kommunikációs kábel

Osztott rendszernél a kültéri és a beltéri egység közötti összekötő kábel ereinek száma, keresztmetszete, típusa és a kapcsok kiosztása gyártófüggő – a beépítendő gép telepítési útmutatója a mérvadó. Sok gépnél a kommunikációs (jel-) vezeték a tápvezetékekkel közös kábelben fut. Ezt a szabvány akkor engedi meg, ha minden ér a kábelben jelen lévő legnagyobb feszültségre szigetelt; különben külön rekesz, válaszfal vagy külön védőcső kell (MSZ HD 60364-5-52, 528.1). Ezért a jelvezetékhez sem szabad „bármilyen” vékony vezetéket használni, és a jelvezetéket nem szabad a nullával vagy a védővezetővel felcserélni.

Háromfázisú gépnél: fázissorrend

Háromfázisú áramköröknél ellenőrizni kell a fázissorrend helyességét (MSZ HD 60364-6, 6.4.3.9). A hatósági tananyag a hidegüzemi próbák között a forgó gépek forgásirányának ellenőrzését is felsorolja ([T] 4.1). Az, hogy egy háromfázisú kompresszor rossz forgásiránnyal miért károsodhat, és hogyan kell a forgásirányt biztonságosan ellenőrizni, a 10.9 pont témája.

A bekötés menete

 1. A gyártói útmutató villamos fejezete és kapcsolási rajza:
    betáplálás helye, védelem (névleges áram, karakterisztika,
    RCD-típus), kábeltípus, kapocskiosztás.
 2. A hálózat felmérése: földelési rendszer, hely az elosztóban,
    meglévő RCD, a nyomvonal és a fektetési mód.
 3. Méretezés: I_B (adattábla) → I_n → I_Z (fektetési mód,
    hőmérséklet) → feszültségesés (9.6 pont).
 4. Feszültségmentesítés az elosztóban (12.7 pont).
 5. Kábelfektetés, átvezetések, tömszelencék; a leválasztó
    kapcsoló felszerelése a gép közelében.
 6. Bekötés: PE először, a PE ér a leghosszabb a kapocsnál;
    L, N és az összekötő kábel a gyártói kiosztás szerint.
 7. Szemrevételezés: kötések, színek, polaritás, PE-folytonosság.
 8. Mérések, ellenőrzés bekapcsolás előtt és után (11.2–11.3);
    háromfázisú gépnél fázissorrend.
 9. Működési próba a gyártói utasítás szerint; dokumentálás
    (19.2 pont).

A 6. lépésben a „PE először, és a leghosszabb” szerelői fogás: ha a kábelt kiszakítják, a védővezető marad utoljára bekötve. Ezt a jegyzet forrásai nem írják elő; jó gyakorlat, amelyet a gyártói útmutató felülírhat.

9.8 Gyakorlat: 1 és 3 fázisú bekötés kapcsolási rajz alapján

A két gyakorlat a projektvizsga első 35 %-os blokkjának „összeállítás, beüzemelés” feladatrészéhez kapcsolódik ([P] 10.3.5): a kapcsolási rajz értelmezése, a védelem és a kábel kiválasztása, a bekötés és az ellenőrzés logikája.

(A gyakorlatok megoldása: B. függelék.)

Összefoglalás

• A hazai hálózat 230/400 V-os, 50 Hz-es; a vonali feszültség a fázisfeszültség √3-szorosa. Egyfázisú induktív fogyasztónál P = U · I · cos φ, háromfázisúnál P = √3 · U_v · I · cos φ. A méretezés alapja az adattábla legnagyobb árama.
• A villamos berendezésekre a 40/2017. (XII. 4.) NGM rendelet (VMBSZ) vonatkozik; a szabványos kivitel a rendelet teljesítését jelenti. Az új áramkört bekapcsolás előtt ellenőrizni és dokumentálni kell.
• A klíma végáramköre TN-S: külön N és PE. A PEN szétválasztása a méretlen szakaszon történik, és onnan a nulla földelt részhez nem köthető.
• TN-rendszerben a hibavédelem feltétele Z_s · I_a ≤ U₀, rögzített fogyasztót tápláló, legfeljebb 32 A-es végáramkörön 0,4 s-os lekapcsolással; a mért érték az ellenőrzési szabvány tájékoztató melléklete szerint biztosan megfelel, ha legfeljebb 2 · U₀ / (3 · I_a).
• Az RCD a maradékáramot érzékeli. A háromfázisú, egyenirányítós (inverteres) gépnél a szabvány tájékoztató táblázata szerint B típus kell, egyfázisúnál A, F vagy B – a gyártói útmutató dönt. A próbagomb csak a kioldás működését ellenőrzi.
• Túlterhelés ellen I_B ≤ I_n ≤ I_Z és I₂ ≤ 1,45 · I_Z; kismegszakítónál az első feltételből a második is következik. Háromfázisú gépet közös kioldású védelem véd.
• Túlfeszültség-védelem a 443.4 szerinti négy esetben kötelező, egyébként a kockázatelemzés dönt. Ha kell, az első lépcső a betáplálásnál van (T2, villámvédett épületnél T1); a lejjebbi T2/T3 csak ezt egészíti ki. A bekötés lehetőleg legfeljebb 0,5 m, rövid és egyenes.
• A keresztmetszetet a melegedés (fektetési mód, terhelt erek, hőmérséklet), a feszültségesés (ajánlás: 5 %) és a mechanikai minimum (1,5 mm² Cu) együtt határozza meg. A gép mellett minden pólust bontó, lakatolható leválasztó kell.

Ellenőrző kérdések

1. Mi a különbség a fázis- és a vonali feszültség között? Milyen összefüggés van a kettő között?
2. Mit jelentenek a TN-C-S jelölés betűi? Hol kell a PEN-vezetőt szétválasztani, és mi a szabály a szétválasztás után?
3. Rajzold fel a testzárlati hibaáram útját TN-rendszerben! Miért szigorúbb a mért hurokimpedancia határa, mint a számítotté?
4. Hogyan működik az áram-védőkapcsoló? Mit ellenőriz a próbagomb, és mit nem?
5. Miért nem elég egy AC típusú RCD egy háromfázisú inverteres hőszivattyúhoz?
6. Mondd el a túlterhelésvédelem két összehangolási feltételét! Miért teljesül a második kismegszakítónál automatikusan?
7. Milyen tényezők befolyásolják egy kábel megengedett tartós áramát? Mutasd meg egy példán, hogyan változik a 2,5 mm²-es vezető terhelhetősége a fektetési móddal!
8. Miért kell a gép mellé leválasztó kapcsoló, ha az elosztóban már van kismegszakító?

Tudáspróba

1. Mekkora a vonali feszültség a 230/400 V-os háromfázisú hálózatban?

• a) 230 V
• b) 400 V
• c) 325 V
• d) 690 V

2. Melyik hálózati rendszerben nem szabad áram-védőkapcsolót használni?

• a) TN-S
• b) TT
• c) TN-C
• d) a TN-C-S rendszer TN-S részében

3. Egy TN-rendszerű, 230 V-os, rögzített klímát tápláló végáramkört C16-os kismegszakító véd. Mekkora a számított zárlati hurokimpedancia legnagyobb megengedett értéke?

• a) 2,88 Ω
• b) 0,96 Ω
• c) 0,72 Ω
• d) 1,44 Ω

4. Melyik RCD-típus érzékeli biztosan a sima egyenáramú hibaáramot is?

• a) B
• b) A
• c) AC
• d) F, mert az egyfázisú inverterekhez készült

5. Mekkora a 2,5 mm²-es, PVC-szigetelésű rézvezető megengedett tartós árama két terhelt érrel, hőszigetelt falban, védőcsőben (A1), 30 °C-on?

• a) 27 A
• b) 24 A
• c) 19,5 A
• d) 14,5 A

6. Mit jelent a H05VV-F jelölésben a „05”?

• a) a kábel öt eres
• b) a névleges feszültség 300/500 V
• c) a vezető keresztmetszete 0,5 mm²
• d) a kábel legfeljebb 5 °C-ig használható

7. Mekkora lehetőleg az SPD csatlakozási pontjai közötti teljes vezetékhossz (a + b + c)?

• a) legfeljebb 0,5 m
• b) legfeljebb 1,5 m
• c) legfeljebb 10 m
• d) legalább 0,5 m, hogy a lökőáram eloszoljon

8. Mire szolgál az áram-védőkapcsoló próbagombja?

• a) a kioldóáram értékének mérésére
• b) a kioldási idő mérésére
• c) a földelési ellenállás ellenőrzésére
• d) a kioldás működésének ellenőrzésére

(Megoldások: B. függelék.)

A fejezet forrásai