22. fejezet – Tápellátás, akkumulátorok, szünetmentes működés

22.1 A hálózati betáplálás: saját áramkör, kismegszakító, áram-védőkapcsoló

Egy riasztórendszer, egy kamerarendszer vagy egy beléptető nem attól lesz megbízható, hogy drága eszközökből áll. Attól lesz megbízható, hogy akkor is működik, amikor baj van — és a baj legtöbbször azzal kezdődik, hogy elmegy az áram. Vagy azzal, hogy valaki lekapcsolja. Ezért a lánc legelejéről indulunk: onnan, ahol a 230 V bejön az épületbe.

Miért kell saját áramkör?

A szakmai gyakorlat egyértelmű: a vagyonvédelmi rendszert saját, külön áramkörről, dedikált kismegszakítóval kell táplálni. Három oka van:

1. Függetlenség. Ha a rendszer a konyhai dugaljkörön lóg, akkor egy hibás vízforraló vagy egy elázott hosszabbító leviszi a kismegszakítót — és vele a riasztót is.
2. Jelölhetőség. A saját kismegszakító feliratozható („VAGYONVÉDELEM — NE KAPCSOLD LE"), így a következő villanyszerelő vagy a felújítást végző kőműves nem vaktában kapcsolgat.
3. Lezárhatóság. A saját kismegszakító illetéktelen lekapcsolás ellen is védhető: zárható elosztószekrény, kismegszakító-reteszelő. Ez már nem kényelmi kérdés, hanem szabotázsvédelem — az egyik legegyszerűbb támadás ugyanis nem a kábel elvágása, hanem a főkapcsoló lecsapása.

A 230 V-os oldal nem a te hatásköröd

Ezt érdemes az elején tisztázni, mert felelősségi kérdés. A hálózati betáplálás bekötése, a kismegszakító beépítése, az elosztó bővítése villamos szakember munkája, feszültségmentes állapotban, a feszültségmentesítés öt lépése szerint (11. fejezet). A vagyonvédelmi szerelő a tápegység kimenete után, a törpefeszültségű oldalon dolgozik. Ettől függetlenül értened kell, mi történik a leválasztás előtti oldalon: aki nem tudja, mi az a C karakterisztika, az nem tudja megmondani a villanyszerelőnek, milyen kismegszakítót kér.

A kismegszakító két kioldója

• A termikus (ikerfémes) kioldó a tartós túlterhelést kezeli. Lassan, késleltetve működik: minél nagyobb a túláram, annál hamarabb old ki. Ez a vezeték melegedés elleni védelme.
• A mágneses (elektromágneses) kioldó a zárlatot kezeli, gyakorlatilag azonnal, milliszekundum nagyságrendben.

A készülék előlapján lévő B, C vagy D betű a mágneses kioldás áramsávját jelöli, a névleges áram (In) többszöröseként. A termikus jelleggörbe mindhárom betűnél azonos — vagyis a betű nem a „terhelhetőségről", hanem arról szól, mekkora hirtelen áramlökést tolerál a készülék kioldás nélkül.

A B és a C sáv értékei három, egymástól független forrásban azonosak — ez biztos adat, nyugodtan megtanulható. A D sávnál viszont van egy csavar:

A névleges áram (In) tipikus kereskedelmi értékei: 6, 10, 13, 16, 20, 25 A. A vagyonvédelmi rendszer betáplálása ehhez képest apró teljesítmény — a kismegszakító méretét itt nem a rendszer fogyasztása, hanem a kiépített vezeték keresztmetszete határozza meg, és ez a villanyszerelő döntése.

Miért éppen C karakterisztika?

Mert a vagyonvédelmi rendszerek betáplálása szinte mindig kapcsolóüzemű tápegységen keresztül történik. Ezek bekapcsolás pillanatában rövid, de nagy áramlökést vesznek fel — ezt hívják bekapcsolási áramlökésnek (inrush), és a bemeneti szűrőkondenzátorok feltöltése okozza. Egy kisáramú, B karakterisztikájú kismegszakító ezt zárlatnak nézheti, és bekapcsoláskor „ok nélkül" leold; a C karakterisztika tágabb mágneses sávja elviseli. Ez az összefüggés műszakilag helytálló, de a kutatás kifejezetten a vagyonvédelmi rendszerekre vonatkozó előírást nem talált rá — mérlegelési szempontként használd.

A kismegszakító termikus részéről egy magyar forrás azt közli, hogy 1,13 × In-nél legalább egy órán át nem old ki, 1,45 × In-nél egy órán belül kiold, 2,55 × In-nél pedig 1 és 60 másodperc között. Ezt egyetlen forrásból ismerjük, nagyságrendként kezeld — ez a magyarázata annak, miért nem old ki azonnal egy kismegszakító akkor sem, ha a névleges áramánál kicsivel többet terheled.

Az áram-védőkapcsoló (RCD, „FI-relé")

A 30 mA érzékenységű RCD az életvédelmet szolgáló érték. Egy magyar szakmai lap a hatályos érintésvédelmi szabványsorozat alapján kimondja, hogy ez kiegészítő védelem: akkor lép be, ha az alapvédelem vagy a hibavédelem meghibásodik, illetve gondatlan kezelés esetén, és „nem fogadható el önálló védelmi módként, csak a fő védelmi módok kiegészítéseként". Egyes helyiségekben és áramkörökben kötelező — ezeket a különleges helyiségekre vonatkozó szabványrészek határozzák meg.

A törpefeszültségű oldal: SELV, PELV, FELV

A tápegység kimenetén más világ kezdődik. A vagyonvédelmi eszközök túlnyomó része 12 V vagy 24 V egyenfeszültségről működik, azaz törpefeszültségű körből.

A törpefeszültségnek három fajtája van, és a különbség nem a feszültségben — mindháromnál ≤ 50 V AC / 120 V DC —, hanem a földelésben és a leválasztásban rejlik:

Egy mondatban, ahogy meg kell jegyezni:

SELV = leválasztott ÉS földeletlen. PELV = leválasztott, DE földelt. FELV = sem megfelelően leválasztva, sem biztonságosnak nem tekinthető.

Egy forrás szigorúbb határokat is említ különleges (nedves, fokozott veszélyű) körülményekre — SELV-nél 25 V AC / 60 V DC, PELV-nél 6 V AC / 15 V DC —, de ezt csak egyetlen forrás adja meg, ezért a jegyzet nem tanítja számonkérhető adatként.

Mit jelent ez a gyakorlatban? Ha a tápegység védelmi leválasztású, akkor a törpefeszültségű oldalon nincs szükség érintésvédelmi hibavédelemre — de a hálózati oldal érintésvédelmi követelményei változatlanul érvényesek, és a két oldal vezetékeit szigorúan szét kell választani.

22.2 Védőföldelés és túlfeszültség-védelem alapjai

Védőföldelés (PE)

A védőföldelés lényege egy mondatban: a fém készülékházakat vezetővel a földelési rendszerhez kötjük, hogy hiba esetén a hibaáram elég nagy legyen a védőeszköz működtetéséhez, és a ház ne kerülhessen veszélyes potenciálra.

A magyar hálózatokban használt TN rendszerekben a nulla (N) és a védővezető (PE) vagy külön vezetőként (TN-S), vagy közös PEN vezetőként (TN-C), vagy szakaszosan (TN-C-S) van kialakítva. Az adat- és biztonságtechnikai rendszerek szempontjából a szétválasztott rész az előnyös, mert a PE vezetőn ilyenkor nem folyik üzemi áram, tehát nem visz zavart a rendszerbe. E rendszertípusok pontos, szabványos meghatározását a kutatás nem tudta igazolt forrásból megszerezni — a fenti állítás műszaki elv, nem szabványidézet, és a részletek az erősáramú szakma területéhez tartoznak.

Egyenpotenciálra hozás (EPH)

Egy magyar szakmai forrás szerint a fő EPH-vezető jellemzően 6 mm² keresztmetszetű, zöld-sárga színjelölésű, sodrott rézvezető, amely a PE-sínre csatlakozik. Ez egyetlen forrásból, ráadásul gázos EPH-vizsgálat kontextusából származik — nem vehető át automatikusan az adatszekrény vagy a rack földelésének keresztmetszetére; azt a hatályos szabvány és a tervező adja meg (21. fejezet).

Miért érdekli ez a vagyonvédelmi szerelőt? Mert a potenciálkülönbség rézkábelen áramot hajt át. Két, külön betáplálású épület között húzott jelkábel a földpotenciálok eltérése miatt zavart, zajos képet, adatvesztést, szélsőséges esetben eszközmeghibásodást okoz. Ennek klasszikus megoldása az optikai leválasztás: az üvegszál galvanikusan szigetel, tehát a potenciálkülönbséget teljesen megszünteti (21. fejezet).

Túlfeszültség-védelem (SPD)

Az SPD-ket a védelmi zónák határain, lépcsőzetesen kell elhelyezni:

A szabvány koordinált védelmet ír elő: T1 → T2 → T3 sorrendben csökken az impulzus energiája az elviselhető szintre. Egyetlen, magára hagyott T3-as dugaljvédő nem véd a villámáramtól — ahhoz a lánc elejének is a helyén kell lennie. Egy fontos szerelési részlet ugyanebből a forrásból: a T1-es eszköz bekötővezetéke a fő földelősínhez legfeljebb 0,5 m hosszú lehet, mert a hosszabb vezeték saját induktivitása lerontja a védelmet.

Villámvédelem — mit kell tudnod róla?

A villámvédelem nem a vagyonvédelmi szerelő szakterülete, de két dolgot ismerni kell belőle, mert a szerződésben és az átadási dokumentációban is felbukkanhat.

Az első: mikor kötelező. A magyar jogi alap az Országos Tűzvédelmi Szabályzat (54/2014. (XII. 5.) BM rendelet), amelynek értelmező rendelkezései szerint a „norma szerinti villámvédelem" azt jelenti, hogy a villámvédelmi rendszer az MSZ EN 62305 szabvány szerint van kialakítva — ezt a hatályos jogszabályszövegből is sikerült megerősíteni. Egy szakmai kivonat szerint új építménynél és rendeltetésváltozásnál a védelmet norma szerinti villámvédelemmel kell biztosítani, az eltéréseket pedig a rendelet egyik melléklete tartalmazza. A jogszabályok változhatnak, ezért a hatályos szöveget kell nézni.

A második: ki dönti el, hogy kell-e. Nem a szerelő és nem is az ügyfél: az MSZ EN 62305-2 szerinti kockázatelemzés, a jogszabályban megadott eltérésekkel.

A részleteket — a sorozat négy részének pontos címét és a villámvédelmi szintekhez (LPL I–IV) tartozó villámáram-paramétereket — a jegyzet nem tanítja, mert a kutatás ezeket nem tudta igazolni. Ami egyetlen forrásból ismert, tehát tájékoztató adat: a felülvizsgálat az I–II. szintnél évenkénti szemrevételezés és kétévenkénti teljes körű vizsgálat, a III–IV. szintnél kétévenkénti, illetve négyévenkénti.

Amit a gyakorlatból mégis érdemes tudni: a rendszer legkitettebb pontjai a kültéri kamera, a kültéri hang-fényjelző, a kerítésvédelem és az épületek közötti rézkábel. Ezekre jelvezeték-oldali túlfeszültség-védelem és/vagy optikai leválasztás indokolt lehet — ez mérnöki megfontolás, nem szabály, és villamos tervezővel kell egyeztetni.

22.3 Tápegységek: típusok, méretezés, tartalék

Lineáris vagy kapcsolóüzemű?

Kétféle tápegységgel találkozol, és a különbség nem csak méretbeli.

A biztonságtechnikában gyakorlatilag mindig kapcsolóüzemű tápegységgel dolgozol: kicsi, hatékony, olcsó, és a mai kivitelek zajszintje elfogadható. A lineáris tápegység ma már inkább mérőlaboratóriumi eszköz.

A gyakran idézett hatásfok-százalékokat („lineáris 40–50 %, kapcsolóüzemű 80–90 %") a jegyzet szándékosan nem közli: a kutatás ezeket nem tudta forrásból igazolni, a felhasznált forrás kifejezetten nem ad meg számot. Csak a viszony állítható — a kapcsolóüzemű a jobb hatásfokú —, a konkrét értéket a tápegység adatlapja adja meg.

Stabilizált 12 V és 24 V

A vagyonvédelmi eszközök jellemzően 12 V vagy 24 V egyenfeszültségűek, és a tápegységnek stabilizált (szabályozott) kimenetet kell adnia, mert az eszközök szűk feszültségtartományon belül működnek biztonságosan.

Itt van egy dolog, amit sok kezdő félreért: akkumulátoros pufferelésnél a tápegység kimenete nem pontosan 12 V. A kimeneten az akkumulátor cseppáramú (float) töltőfeszültsége van jelen, ami nagyságrendileg kb. 13,5–13,8 V (22.6). Az eszközök megengedett bemeneti tartománya ezt lefedi, mert erre tervezik őket — az adatlap alsó és felső határa a mérvadó, nem a „12 V" felirat.

A méretezés két külön összege

Ez az a pont, ahol a legtöbb kezdő hibázik. A kétféle összegzés elvét és a tápegység-feltétel képletét a 16.4-ben már láttad — itt csak felidézzük, mert a fejezet minden további számítása erre épül. A tápegység terhelését kétféleképpen kell összegezni, mert a rendszer kétféle állapotban működik:

• nyugalmi (készenléti) összáram — ebből méretezed az akkumulátort, mert áramszünetben a rendszer többnyire nyugalomban van;
• riasztási (csúcs) összáram — ebből méretezed a tápegység terhelhetőségét, mert riasztáskor bekapcsolnak a hangjelzők, meghúznak a relék, felkapcsolnak a kamerák infravörös megvilágítói.

A két szám között három-négyszeres különbség is lehet — a 3.8 pontban látott hatzónás rendszernél 255 mA és 1020 mA volt. Aki csak az egyiket számolja, biztosan mellétervez. A tápegység terhelhetőségének feltétele:

I_tápegység ≥ I_riasztási + I_töltő + tartalék

Az I_töltő azért van benne, mert az akkumulátor töltőárama ugyanabból a tápegységből fogy: nem használható fel a fogyasztók táplálására, le kell foglalni. A nagyságát a 22.7 pontban számoljuk ki.

A tartalék — ökölszabályok, nem szabvány

Amit a két felhasznált forrás közösen alátámaszt: tartalék mindenképpen kell (a számított terhelésre pontosan méretezni hiba), az alsó határ mindkettő szerint kb. 20–25 %, a kritikusabb rendszer nagyobbat kíván, és az indok nem csak a mérési bizonytalanság, hanem a jövőbeli bővítés és az alkatrészek öregedése is.

Egy ipari méretezési forrás alkalmazás szerint differenciál: általános célú kapcsolószekrénynél 1,5-szörös biztonsági tényezőt (50 % ráhagyás), kritikus rendszernél 2,0-szereset (100 %), nagy, 5 A feletti terhelésnél 1,25-szöröset (25 %) javasol. Ugyaninnen származik a legjobban használható ellenőrző szabály:

Ha az összterhelés meghaladja a tápegység névleges teljesítményének kb. 75 %-át, vagy nagyobb tápegységet kell választani, vagy egy másodikat kell beépíteni terheléselosztással.

Ez a 75 %-os kihasználtsági plafon nagyjából a 33 %-os ráhagyással egyenértékű, és azért praktikus, mert utólag, méréssel is ellenőrizhető: megméred a tényleges terhelést, elosztod a névlegessel, és látod, hol tartasz.

Központi vagy elosztott tápellátás?

Nagyobb rendszernél stratégiai döntés, hogy egy nagy tápegység táplál mindent, vagy több kisebb, az eszközök közelébe telepített tápegység.

A fenti összehasonlításra a kutatás közvetlen forrást nem talált: a táblázat a feszültségesés-számításból (22.4) és az akkumulátor-méretezésből (22.7) vezethető le, tehát mérnöki megfontolás, nem előírás.

Egy magyar szakkönyv ezt a döntést a behatolásjelző rendszerek oldaláról így fogalmazza meg: ha az akkumulátorokat a bővítő egységekben, decentralizáltan helyezzük el, és a töltésükről külső segédtápegységek gondoskodnak, akkor kisebb kábelátmérőkkel is elég méretezni a rendszert, mert a fogyasztó és az áramforrás közötti kis távolság miatt kisebb a feszültségesés. Ugyanez a könyv a decentralizált kiépítés méretbeli határát nagyjából 8–16 érzékelő fölé teszi.

Tápellátás-felügyelet

A rendszernek jeleznie kell, ha baj van a tápellátással. Három dolgot kell figyelnie:

1. HALOZATI TAP KIESESE      -> "halozatkimaradas" (AC fail)
2. AKKUMULATOR ALLAPOTA      -> alacsony feszultseg, hianyzo akkumulator
3. TAPEGYSEG KIMENETI HIBA   -> segedtap-hiba, tularam, biztositek

Hogy ez miért kell? Mert a tartalék akkumulátoros rendszer legalattomosabb hibája az, amit senki nem vesz észre. A hálózat megvan, a rendszer működik, a kezelőn zöld a lámpa — de az akkumulátor három éve halott. Ez a rendszer az első áramszünetnél megbukik, és pont akkor, amikor kellene. A felügyelet létének közvetett bizonyítéka, hogy a szabvány maximális újratöltési időt is előír (22.7) — a töltés állapotát tehát figyelni kell.

Azt, hogy ezek a jelzések szabványi követelmények-e és milyen formában, a kutatás nem tudta igazolt forrásból megadni; ez a hatályos MSZ EN 50131-6 tárgya. A jegyzet a felügyelet szükségességét műszaki indokkal állítja, nem szabványhivatkozással.

22.4 Feszültségesés és kábelkeresztmetszet választása

Itt kezdődik a fejezet számolós része. A feszültségesés fizikáját a 3.6 pontban már végigvetted; itt most tervezőként használod: nem azt kérdezzük, hogy mennyi esik le, hanem azt, hogy milyen kábelt kell vinni a helyszínre.

A két képlet, amit tudni kell

Ha adott a kábel, és a feszültségesés a kérdés:

ΔU = 2 · ρ · l · I / A

Ha adott a megengedett feszültségesés, és a keresztmetszet a kérdés:

A = 2 · l · I / (κ · ΔU), illetve ugyanez fajlagos ellenállással: A = 2 · ρ · l · I / ΔU

A jelölések: ΔU a vezetéken eső feszültség [V], l a kábel egyirányú hossza a tápegységtől a fogyasztóig [m], I a fogyasztó árama [A], A pedig egy ér keresztmetszete [mm²]. A ρ a vezetőanyag fajlagos ellenállása [Ω·mm²/m], a κ a vezetőképessége [m/(Ω·mm²)]; a kettő egymás reciproka, ezért a két képlet matematikailag azonos.

Rézre a felhasznált források a következő értékeket adják: κ ≈ 56–58 m/(Ω·mm²), illetve ρ ≈ 0,0172–0,0178 Ω·mm²/m.

Mennyi feszültségesés a megengedett?

Erre nincs egyetlen, mindenki által elfogadott szám — és a jegyzet nem is dönti el a kérdést, mert a szakirodalom ebben megosztott. Három, egymástól eltérő értékrend van forgalomban:

Akkor mihez tartsd magad? A 12 V-os vagyonvédelmi körben nem a százalék a mérvadó kritérium, hanem ez:

Az eszközre jutó feszültség a legrosszabb üzemállapotban is maradjon a gyártói adatlap szerinti működési tartományon belül.

És mi a legrosszabb üzemállapot? Az, amikor a hálózat elment, az akkumulátor a kisütése végén jár, és éppen riasztás van, tehát a legnagyobb áram folyik. Egy magyar szakkönyv ezt konkrét számmal is megfogja: a behatolásjelző rendszerek 12 V egyenfeszültségű eszközökkel üzemelnek, és az akkumulátorkapacitás és a kábelezés méretezésénél figyelembe kell venni, hogy az érzékelők 10,5 V feszültségszint alatt általában nem működnek.

1. kidolgozott példa — kültéri hangjelző keresztmetszete

Feladat. Kültéri sziréna, 12 V DC, riasztási áramfelvétele 0,5 A. A központtól 40 m-re van. A megengedett feszültségesést 5 %-ban, azaz 0,6 V-ban szabjuk meg. Mekkora keresztmetszet kell?

Adatok:  l = 40 m   I = 0,5 A   dU_meg = 0,6 V   kappa = 56 m/(ohm*mm2)

A = 2 * l * I / (kappa * dU)
A = 2 * 40 * 0,5 / (56 * 0,6) = 40 / 33,6 = 1,19 mm2
Valasztott kereskedelmi meret:  1,5 mm2

ELLENORZES visszaszamolassal, rho = 0,0178:
dU = 2 * 0,0178 * 40 * 0,5 / 1,5 = 0,712 / 1,5 = 0,47 V

0,47 V < 0,6 V — megfelel, sőt van benne tartalék. A visszaszámolás nem felesleges kör: ez az, ami kiszűri a nagyságrendi hibát (elfelejtett kettes szorzó, milliamper-amper keverés, oda-vissza hossz).

2. kidolgozott példa — mi történik jelkábelen?

Feladat. Ugyanez a sziréna, ugyanez a 40 m — de valaki a szokásos vékony riasztókábel egyik érpárjára köti, 0,22 mm²-re. Mennyi esik le?

dU = 2 * 0,0178 * 40 * 0,5 / 0,22 = 0,712 / 0,22 = 3,24 V

Értelmezés. A 12 V-ból 3,24 V esik le a kábelen: a szirénára már csak kb. 8,8 V jut. Ez a névleges feszültségen is működési hibát okoz, akkumulátoros üzemben pedig — amikor a rendszerfeszültség eleve 11 V körül van — az eszköz egyszerűen elhallgat.

Ez a példa a legfontosabb tanulság az egész fejezetben: a jelkábel vékony erei jelátvitelre valók, nem fél amper szállítására. A táp- és a jelvezetőt külön kell méretezni. Aki egy hatérpáras riasztókábelből „ami éppen szabad" alapon választ tápvezetéket, az beépíti a hibát a falba.

3. kidolgozott példa — ugyanez a képlet nagyban

Hogy lásd: a képlet nem „riasztós", hanem általános. Egy műszaki forrás saját példája egy 720 W-os, 12 V-os fogyasztóról, 2,5 m-es kábelhosszal és 2 %-os (0,24 V) megengedett eséssel: I = 720 / 12 = 60 A, ebből A = 2 · 2,5 · 60 / (58 · 0,24) = 21,55 mm², azaz 25 mm²-es kábel. Két és fél méteren huszonöt négyzetmilliméter — ugyanaz az összefüggés dolgozik itt is: kis feszültség + nagy áram = vastag kábel.

4. kidolgozott példa — miért jobb a 24 V?

Feladat. Egy kültéri kamera infravörös megvilágítással 9,6 W teljesítményt vesz fel. A tápegységtől 30 m-re van, a kábel 2 × 0,5 mm². Számoljuk ki a feszültségesést 12 V-os és 24 V-os kivitelnél is (ρ = 0,0175).

12 V-os kivitel:   I = 9,6 / 12 = 0,8 A
dU = 2 * 0,0175 * 30 * 0,8 / 0,5 = 0,84 / 0,5 = 1,68 V
relativ eses: 1,68 / 12 = 14,0 %

24 V-os kivitel:   I = 9,6 / 24 = 0,4 A
dU = 2 * 0,0175 * 30 * 0,4 / 0,5 = 0,42 / 0,5 = 0,84 V
relativ eses: 0,84 / 24 = 3,5 %

Az eredmény értelmezése. Ugyanaz a teljesítmény, ugyanaz a kábel, ugyanaz a hossz — a feszültségesés viszont feleakkora voltban és negyedakkora százalékban. A feszültség kétszerezésével ugyanis az áram felére csökken, a feszültségesés tehát felére, a relatív esés pedig negyedére.

Táblázat: meddig érdemes elmenni?

A tervezésnél gyakran nem a keresztmetszet a kérdés, hanem az, hogy milyen messzire vihetsz el egy adott kábellel egy adott terhelést. A képlet átrendezve:

l_max = A · ΔU / (2 · ρ · I)

Két gyakori esetre kiszámolva (ρ = 0,0175 Ω·mm²/m):

A táblázat saját számítás eredménye a fenti, forrásból igazolt képlettel; a megengedett feszültségesés-értékek (0,5 V és 0,3 V) tervezői döntések, nem szabványi előírások. Ha a te rendszeredben más az elviselhető esés, a képlettel percek alatt újraszámolod.

Egy dolgot a képlet nem tartalmaz: a hőmérsékletet. A réz ellenállása a hőmérséklettel nő (3.1), tehát egy tetőtérben, napsütötte homlokzaton vagy fűtetlen padláson futó kábelen nagyobb lesz a feszültségesés, mint a szobahőmérsékleten végzett számítás mutatja. A kültéri és padlástéri ágnál emiatt is érdemes tartalékkal méretezni.

A számítás helye a munkafolyamatban

1. Agakra bontod a rendszert: melyik tapag mit tapal?
2. Aganként osszegzed az aramot - nyugalmi ES riasztasi allapotban
3. Megmered vagy leolvasod a tervrol az agak hosszat
4. Aganként kiszamolod a feszultsegeset a riasztasi arammal
5. Ahol nem fer bele: vastagabb er, 24 V, vagy helyi taplalas
6. A kiepites utan MEREVEL ellenorzod  (23. fejezet)

A 6. lépés nem elhagyható: a számítás a tervezett állapotra vonatkozik, a valóságban viszont van egy rosszul meghúzott sorkapocs, egy oxidált krimpelés, egy meg nem tervezett kerülő. A feszültségesés mérése a 23. fejezet tárgya — ott azt is megtanulod, hol és milyen üzemállapotban kell mérni ahhoz, hogy a szám valamit is jelentsen.

22.5 Biztosítás, polyswitch, védődióda

Három apró alkatrész, amelyek nélkül a tápellátás nem lenne üzembiztos. Mindhárom ugyanazt csinálja más eszközökkel: korlátozza a kárt, amikor valami elromlik.

Kimeneti biztosítás — miért ágakra bontva?

A tápegység és a központ kimeneteit külön-külön kell védeni. Az ok egyszerű: ha egy kültéri szirénakábelt átvág valaki, vagy egy kamera tápágán rövidzárlat keletkezik, akkor ne az egész rendszer álljon le, hanem csak az az ág. Ez a rendszer szabotázs-ellenállásának is része: egy jól ágazott tápelosztásban egyetlen elvágott kültéri kábel nem visz le mindent, egy közös biztosítékon lógó rendszerben viszont igen.

Ez a rész forrásszegény: a kutatás nem talált mindegyik állításhoz két független forrást. Ami igazolt: egy gyártói szerelési útmutató kimondja, hogy külön tápegység használatakor a földeket közösíteni kell, és hogy 150 mA feletti áramfelvételű olvasóhoz önálló tápegység szükséges. A konkrét biztosítékméretek és kioldási értékek gyártó- és típusfüggő adatok.

A polyswitch (visszaálló biztosíték, PPTC)

A polyswitch két kulcsparaméterét kell ismerni, mert az adatlapon is ezek szerepelnek. A tartóáram (I_HOLD) a legnagyobb áram, amelyet a készülék hosszú ideig kioldás nélkül elvisel; a kioldóáram (I_TRIP) a legkisebb áram, amely az áramkör megszakításához szükséges — ezen a szinten melegszik fel a polimer annyira, hogy nagy ellenállású állapotba kapcsoljon.

Miért ezt használják a vagyonvédelemben? Mert a riasztóközpontok és tápegységek kimenetein (huroktáp, szirénakimenet), valamint az elektromos zárak és kamerák tápágain rövidzárlat után nem kell a helyszínre kimenni biztosítékot cserélni.

Két korlátot viszont ki kell mondani, mert a hibakeresésnél zavarba ejtő lehet. Az egyik: a PPTC nem kapcsol le teljesen — kioldott állapotban is folyik rajta egy kis áram, ami melegen, tehát kioldva tartja, így egy elvileg lekapcsolt kimeneten is mérhetsz „valamennyi" feszültséget. A másik: a kioldás hőmérsékletfüggő, melegben hamarabb, hidegben később old ki. Ezt a két korlátot a kutatás nem tudta explicit forrásidézettel alátámasztani, a működési elvből következnek; a konkrét áramértékek és korrekciós görbék gyártófüggő adatok.

A védődióda

Induktív terhelésnél — elektromos zár, relé, mágnesszelep tekercsénél — a kikapcsolás pillanatában nagy feszültségtüske keletkezik. A tekerccsel párhuzamosan, ellenirányban (záróirányban) kötött dióda ezt levezeti, megvédve a kapcsoló félvezetőt vagy relékontaktust. A részletes magyarázatot, a helyes polaritást és a bekötési rajzot a 18.10 pontban dolgoztuk ki; innen, a tápellátás felől nézve az a lényeg, hogy a védődióda nem a zárat védi, hanem a rendszert. Egy védődióda nélkül kapcsolt zár a tápegység és a központ élettartamát rövidíti, és „megmagyarázhatatlan" zavarokat okoz máshol.

22.6 Akkumulátorok: felépítés, kapacitás, töltés, élettartam

Az akkumulátor a rendszer legrövidebb élettartamú alkatrésze, és egyben az, amelyik a legcsendesebben romlik el. Az alapokat — az AGM/VRLA fogalmakat, a 10,5 V-os végfeszültséget és az akkumulátorfelügyeletet — a 16.4–16.5-ben már láttad; ez a pont elmélyíti őket: mit kell tudni az akkumulátorról ahhoz, hogy ne érjen meglepetés.

Milyen akkumulátort használunk?

A biztonságtechnikában a zárt, szeleppel szabályozott ólomakkumulátor (VRLA — valve regulated lead acid) az uralkodó típus. Ebben az elektrolit nem folyékony formában van jelen, hanem

• üvegszálas szeparátorban felszívva — ez az AGM kivitel, vagy
• zselésítve — ez a GEL kivitel.

Ezért használható fekvő helyzetben is, ezért nem folyik ki, és ezért nem igényel normál üzemben utántöltést („gondozásmentes"). Egy magyar szakkönyv a behatolásjelző rendszerekhez gondozásmentes zselés ólom, illetve Ni-Cd és Ni-MH akkumulátorokat sorol fel; a mai gyakorlatban a zárt ólomakkumulátor a meghatározó. A magyar szakmai köznyelv „zselés akkut" mond, de ez legtöbbször AGM/VRLA eszközt jelent, nem valódi gél kivitelt — a méretezés és a kezelés szempontjából mindegy.

A töltés — mennyi feszültséggel?

A vagyonvédelmi rendszerekben szinte kizárólag float (készenléti) üzem van: az akkumulátor tele van, és a töltő csak azt az apró áramot pótolja, ami az önkisülés miatt elszivárog.

A 13,8 V-os érték az egyik forrásból számítással adódik (6 × 2,3 V), több forrás pedig a 12 V-os blokk float feszültségét egybehangzóan kb. 13,5–13,8 V sávban adja meg 25 °C-on — ugyanezt a sávot láttad a 16.4-ben is. A jegyzet ezért sávot ad meg — kb. 13,5–13,8 V —, a konkrét értéket gyártó és hőmérséklet is befolyásolja, ezért mindig a gyártói adatlap dönt. Ha a rendszereden 13,6 V-ot mérsz, az nem hiba.

A töltőfeszültség hőmérsékletfüggő, és ezt a jobb töltők kompenzálják: float üzemben −2 mV/°C cellánként, ciklikus töltésnél −3 mV/°C cellánként. Vagyis melegben csökkenteni, hidegben növelni kell a töltőfeszültséget. Ha ez elmarad, a meleg helyre tett akkumulátor túltöltődik és gyorsabban tönkremegy — még egy ok arra, hogy a központ ne kerüljön kazánházba (16.2).

A kisütés alsó határa

Ezt az értéket a kutatás egyetlen forrásból tudta igazolni, de ugyanez a szám két másik úton is megjelenik: a névleges kapacitás definíciójában és abban a szakkönyvi állításban, hogy a 12 V-os érzékelők 10,5 V alatt általában már nem működnek. Ugyanez a forrás egy hasznos diagnosztikai megjegyzést is tesz: ha nyugalmi állapotban (terhelés nélkül, töltés után) mérsz 10,5 V körüli értéket az akkumulátoron, az cellazárlatra utal. Ez nem lemerült akkumulátor — ez halott akkumulátor.

A kapacitás — miért nem annyi, amennyi rá van írva?

Ebből következik a legfontosabb dolog, amit a kapacitásról tudni kell:

Minél nagyobb áramot veszel ki, annál kevesebb amperórát kapsz.

Ezt hívják Peukert-hatásnak. Ugyanaz az akkumulátor 100 órás és 20 órás kisütésnél eltérő kapacitást mutat. A gyakorlati következmény a vagyonvédelemben kritikus: a sziréna és a relék rövid ideig nagy áramot vesznek fel, és ilyenkor az akkumulátor lényegesen kevesebbet ad, mint amit az adatlap ígér. Ezért nem szabad az akkumulátort a számított kapacitásra pontosan méretezni — ez az egyik indoka a 22.7 pontban tárgyalt tartalékszorzónak.

A hőmérséklet hatása

A hideg csökkenti a kinyerhető kapacitást — 0 °C-on a névleges 75–80 %-ára, −20 °C-on 50–60 %-ára. Ez az adat egyetlen forrásból származik, tehát nagyságrendként kezeld, de a következtetése egyértelmű: egy fűtetlen garázsban, télen elhelyezett tápegység akkumulátora nem azt tudja, amit a nyári méretezésnél feltételeztél.

A meleg pedig rövidíti az élettartamot:

A nagy élettartam-ellentmondás — és a feloldása

A két forrás első pillantásra ellentmond egymásnak: az egyik a fenti táblázatban 10–12 éves élettartamot ad 20–25 °C-on, egy magyar forrás szerint viszont a gyakorlati élettartam hazánkban átlagosan 1–3 év, és a modern akkumulátoroknak csak kb. 30 %-a éri meg a 3 évet.

A feloldás: a két szám nem ugyanazt méri. Az első a gyártói tervezett (design) élettartam ideális, folyamatos float üzemre; a második a valós, terepi tapasztalat vegyes alkalmazásból, valós hőmérsékleteken.

Csereperiódus

Az egyik felhasznált forrás egyértelműen fogalmaz: az akkumulátor „az a részegység, amit kötelező időszakosan cserélni", és a méretezési tartalékszorzó egyik indokaként a kb. 3 éves kapacitáscsökkenést jelöli meg. Ebből következik a szakmai gyakorlat: a riasztóakkumulátort nagyjából 3–4 évente cserélni kell. Ez azonban következtetés, nem szó szerinti idézet — nagyságrendként használd. Amit biztosan állíthatsz: az akkumulátor cserealkatrész, amelynek a cseréje a karbantartási szerződés része kell legyen (28. fejezet).

Az akkumulátor ellenőrzése

A központok jellemzően időszakos, terhelés alatti akkumulátortesztet végeznek: a hálózati tápot rövid időre leválasztják, és figyelik, mennyire esik le az akkumulátor feszültsége. Ha nagyot esik, az akkumulátor gyenge.

A mérés részleteivel — a nyugalmi feszültség mérésével, a terheléses próbával, és azzal, hogyan derül ki egy „jónak látszó" akkumulátorról, hogy valójában halott — a 23. fejezet foglalkozik. Ott azt is megtanulod, hogy önmagában a kapocsfeszültség mérése miért félrevezető.

Az akkumulátorteszt szabványi követelményét és a mérési módszerek részletes leírását a kutatás nem tudta igazolt forrásból megadni; amit egy forrás kimond, az a fenti cellazárlat-jel.

22.7 Az áthidalási idő számítása

Ez a fejezet másik számolós része — és az a számítás, amit a vizsgán a legnagyobb valószínűséggel kérni fognak tőled.

Mennyi legyen? — a szabványi követelmény

A követelménytáblázatot a 16.4-ben már láttad — itt azért ismételjük meg, mert ennek a pontnak minden számpéldája erre épül. Az európai behatolásjelző szabványsorozat az áthidalási időt a rendszer fokozatához (Grade) köti, és figyelembe veszi azt is, hogy a rendszer átjelzi-e a hálózati hibát a távfelügyeletre:

És a másik oldal, a maximális újratöltési (visszatöltési) idő — vagyis mennyi idő alatt kell a kimerült akkumulátort visszatölteni: Grade 1–2 rendszerben legfeljebb 72 óra, Grade 3–4 rendszerben legfeljebb 24 óra — a pontos követelményt az MSZ EN 50131-6 hatályos kiadásából kell ellenőrizni.

A táblázat olvasatát — hogy a három szám ugyanannak a rendszernek három állapota, és a méretezés bemenete mindig a fokozat plusz az átjelzett hálózati hibajelzés megléte — szintén a 16.4-ből tudod. A logika kézenfekvő: ha a távfelügyelet azonnal megtudja, hogy elment az áram, ki tud menni és be tud avatkozni — nem kell 60 órát kibírni magától a rendszernek.

A képlet

C [Ah] = átlagos (nyugalmi) áramfelvétel [A] × áthidalási idő [h] × 1,25

A képlet gerince maga a fizika: amperóra = amper × óra. Ha a rendszer 0,2 A-t fogyaszt 12 órán át, akkor 2,4 Ah-t vesz ki az akkumulátorból. A szorzó ehhez ad ráhagyást.

A töltőáram

A visszatöltési követelményből egyenesen adódik, mekkora töltőáramot kell tudnia a tápegységnek — és ezt az áramot le kell foglalni a terhelhetőségéből, nem jut belőle a fogyasztóknak:

I_töltő = akkumulátorkapacitás ÷ megengedett visszatöltési idő

1. kidolgozott példa — az alappélda

Feladat. 2. fokozatú lakásriasztó, átjelzéssel. A rendszer nyugalmi áramfelvétele 203 mA. Mekkora akkumulátor kell, és mekkora töltőáramot igényel?

1. lepes - a nyugalmi aram        I = 203 mA = 0,203 A
2. lepes - az athidalasi ido      t = 12 h   (2. fokozat)
3. lepes - a kapacitas            C = 0,203 * 12 * 1,25 = 3,045 Ah
4. lepes - kereskedelmi meret     -> 4,5 Ah  (a kovetkezo nagyobb)
5. lepes - a toltoaram            I = 4,5 Ah / 72 h = 0,0625 A = 62,5 mA

Az eredmény értelmezése. Egy átlagos lakásriasztó tehát nagyjából 3 Ah-t igényel, és a kereskedelmi kínálatból ehhez a következő nagyobb méretet választjuk. Lefelé kerekíteni tilos — a 3,045 Ah-ra nem választható 3 Ah-s akkumulátor, mert akkor nem teljesül a követelmény. A töltőáram 62,5 mA: ezt a tápegység terhelhetőségéből le kell foglalni.

2. kidolgozott példa — teljes rendszerméretezés eszközlistából

Most rakjuk össze az egészet: eszközlistától a tápegység ellenőrzéséig. A rendszer egy kisebb irodaház behatolásjelző rendszere, 2. fokozat, átjelzéssel.

1. lépés — az eszközlista és a két összeg.

2–4. lépés — az akkumulátor, a töltőáram és a tápegység.

2. AKKUMULATOR  (a NYUGALMI arammal, 2. fokozat -> t = 12 h)
   C = 0,440 * 12 * 1,25 = 6,6 Ah
   -> valasztott kereskedelmi meret: a kovetkezo nagyobb, 7 Ah

3. TOLTOARAM  (72 orás visszatoltesbol)
   I_tolto = 7 Ah / 72 h = 0,0972 A = kb. 97 mA

4. TAPEGYSEG  (a RIASZTASI arammal)
   I_riasztasi + I_tolto = 1,305 + 0,097 = 1,402 A
   + 25 % tartalek:  1,402 * 1,25 = 1,753 A
   -> szukseges terhelhetoseg: kb. 1,8 A

Az eredmény értelmezése. Egy 1500 mA-es tápegység nem elég: 1,4 A-t már a rendszer maga elvisz, tartalék nélkül. Vagy nagyobb tápegység kell, vagy — a 22.3 pont elosztott megoldása szerint — a kültéri jelzésadó és a távolabbi érzékelőág kap saját segédtápegységet. Egy tíz mozgásérzékelős rendszer még belefér az ember fejébe, de hogy 1,5 A elég-e vagy sem, azt csak a számítás mondja meg.

3. kidolgozott példa — mi történik, ha a fokozat nő?

Ugyanez a rendszer, ugyanaz a 440 mA nyugalmi áram — de most 3. fokozatú követelménnyel. Számoljuk ki mindkét változatot:

(a) 3. fokozat, atjelzes NELKUL:  t = 60 h
    C = 0,440 * 60 * 1,25 = 33 Ah
    I_tolto = 33 Ah / 24 h = 1,375 A       (!!! 24 orás visszatoltes)
    Tapegyseg:  1,305 + 1,375 = 2,68 A,  +25 % -> 3,35 A

(b) 3. fokozat, atjelzett halozati hibajelzessel:  t = 30 h
    C = 0,440 * 30 * 1,25 = 16,5 Ah
    I_tolto = 16,5 Ah / 24 h = 0,6875 A
    Tapegyseg:  1,305 + 0,688 = 1,99 A,  +25 % -> 2,49 A

Három dolgot érdemes leolvasni erről a számításról:

1. A fokozat emelése nem beállítás kérdése — ezt a tanulságot a 16.4 számpéldája is kimondta. Ugyanaz a rendszer 6,6 Ah helyett 33 Ah-t kíván — ez fizikailag más méretű akkumulátor, aminek helye kell a dobozban. A fokozat a doboz méretéről és a szekrény kiválasztásáról szól, nem menüpontokról.
2. A rövidebb visszatöltési idő nagyobb tápegységet kíván. A 3–4. fokozat 24 órás visszatöltési követelménye a nagy akkumulátorral együtt 1,375 A töltőáramot jelent — ez önmagában több, mint amennyit az egész rendszer nyugalomban fogyaszt. Ezt sokan elfelejtik, és ettől lesz alulméretezett a táp.
3. Az átjelzés fizikai pénzt spórol. A hálózati hibajelzés átjelzésével az akkumulátor 33 Ah helyett 16,5 Ah, a szükséges tápegység 3,35 A helyett 2,49 A. Az átjelzés tehát nemcsak biztonsági, hanem méretezési kérdés is.

Visszafelé is működik: meddig bírja a meglévő rendszer?

A hibakeresésnél gyakran a fordított kérdésre kell válaszolni. Ha adott az akkumulátor és a rendszer fogyasztása, az elméleti áthidalási idő t = C / I — a tartalékszorzó nélkül, mert az nem a tényleges, hanem a méretezési időt adja. Egy 7 Ah-s akkumulátorral és 440 mA nyugalmi fogyasztással ez 7 / 0,440 = 15,9 h, tehát közel 16 óra.

A valóságban ennél kevesebb — ezért is van a méretezésben a szorzó. A hőmérséklet, az akkumulátor kora, a Peukert-hatás és az esetleges riasztási időszakok mind lefelé húzzák. Ha az ügyfél azt kérdezi, „meddig bírja áramszünetben", ezt a számot mondd meg neki, de tedd hozzá, hogy felső becslés — egy három éves akkumulátornál akár a fele is lehet.

22.8 Szünetmentes áramforrás (UPS) rögzítőhöz és hálózati eszközökhöz

Az akkumulátoros pufferelés, amiről eddig szó volt, a 12 V és 24 V-os eszközöket védi. De egy mai vagyonvédelmi rendszerben van néhány eszköz, ami 230 V-ról működik: a videórögzítő (NVR/DVR), a switch, a router, a media converter, a megfigyelő számítógép. Ezeket az akkumulátor nem menti meg — ezekhez UPS kell.

Három UPS-típus

A vagyonvédelmi gyakorlatban a line-interactive kivitel a legelterjedtebb: az AVR-funkció miatt nemcsak a teljes kimaradás, hanem a hálózati feszültség ingadozása ellen is véd, ami vidéki, gyenge hálózatú helyeken legalább annyira gyakori probléma.

A méretezés buktatója: VA vagy W?

Egy forrás a cos φ értékét kb. 0,7-nek adja meg, ezzel a példával: 600 VA × 0,7 ≈ 420 W tényleges kimenő teljesítmény.

Az UPS áthidalási idejének számítására (akkumulátor wattórája ÷ terhelés watt-értéke ÷ inverter hatásfoka), az UPS-re vonatkozó tartalék-százalékra és a szinuszos–módosított szinuszos kimenet közötti választásra a kutatás nem talált igazolt forrást, ezért a jegyzet ezeket nem tanítja. A komolyabb készülékek adatlapján terhelés–áthidalási idő diagram szerepel, amelyről leolvasható, hogy adott wattnál hány percig bír a készülék — ez az egyetlen megbízható forrás.

Hogyan illeszkedik a rendszerbe?

Egy magyar szakmai forrás a videórendszerek szünetmentesítéséről a következőket mondja, és ez a gyakorlat gerince:

• Minden szükséges rendszerelem tartalék tápellátásáról gondoskodni kell: rögzítő, aktív hálózati eszközök, kamerák, megfigyelő számítógépek.
• Gyakori és jól alkalmazható megoldás, hogy a kamerák központi tápellátását PoE-képes hálózati rögzítő vagy switch biztosítja, a központi eszközöket pedig lokális vagy hálózati UPS támogatja. Nagyobb áthidalási igénynél aggregátoros megoldás jön szóba.
• Nagyobb rendszereknél és kritikusabb alkalmazásoknál javasolt a rögzítés és a tápellátás szétválasztása, mert a hálózati rögzítő Ethernet-portjának hibája a rögzítés időszakos kiesésével jár.
• Az informatikai hardverelemeknek meg kell felelniük a funkcióhoz rendelt rendelkezésre állási követelményeknek — például redundáns tápegységek alkalmazásával.

Ebből következik a legfontosabb, gyakorlati összefüggés:

Ha a switch PoE-val táplálja a kamerákat, akkor a switch UPS-e egyben a kamerákat is védi.

Ez a PoE egyik legnagyobb üzemeltetési előnye (20. fejezet): egyetlen szünetmentes pontról több tucat kamera tartható életben. Fordítva viszont ugyanez a kockázat is: ha a switch UPS-e kimerül, az összes kamera egyszerre esik ki. Azt egyébként, hogy a rögzítőt és a hálózati eszközöket UPS-ről kell működtetni, a jegyzet műszaki levezetésként állítja — közvetlen szabványi forrást a kutatás nem talált rá.

22.9 Akkumulátorok tárolása és hulladékkezelése

Tárolás

A raktáron álló akkumulátor magától is lemerül — ezt hívják önkisülésnek —, és ha sokáig áll lemerült állapotban, szulfátosodik, azaz maradandóan tönkremegy. Az önkisülés sebessége erősen hőmérsékletfüggő: a források szerint 40 °C-on kéthavonta célszerű utántölteni (fél év alatt kb. 50 %-ra esik a töltés), 0 °C-on viszont elég évente. A következtetés egyszerű és megjegyezhető:

Hűvös, száraz helyen, feltöltött állapotban tárold, és időnként töltsd után.

Hulladékkezelés — ez jogi kötelezettség

A lecserélt akkumulátor veszélyes hulladék — ez nem szakmai illem, hanem jogszabályi kötelezettség. A magyar jogi alap az elem- és akkumulátorhulladékkal kapcsolatos hulladékgazdálkodási tevékenységekről szóló 445/2012. (XII. 29.) Korm. rendelet, amelyből a szerelőnek hat szabályt kell ismernie:

Munkavédelmi megjegyzés

Az akkumulátor kezelése két külön veszélyt hordoz. Az egyik a rövidzár: egy 12 V-os akkumulátor rövidzárási árama nagy, egy csavarhúzó a két pólus között pillanatok alatt ívet húz, megolvasztja a saruját és tönkreteszi az akkumulátort — ezért kell utoljára bekötni és elsőként lekötni (16.2). A másik a tömeg: egy nagyobb, 30 Ah körüli akkumulátor már komoly súly, és a nem megfelelő emelés hátsérülést okoz; a kézi anyagmozgatás szabályai itt is érvényesek (11. fejezet).

NYUGALMI:   70 + 90 + 70 + 240 + 0 + 40 + 30 + 40
            I_nyugalmi  = 580 mA = 0,580 A
RIASZTASI: 110 + 150 + 90 + 400 + 0 + 800 + 400 + 120
            I_riasztasi = 2070 mA = 2,070 A

Összefoglalás

• A vagyonvédelmi rendszer saját, jelölt, lehetőleg lezárható áramkörről kapja a 230 V-ot. A hálózati oldal bekötése villamos szakember hatásköre; a szerelő a tápegység kimenete utáni, törpefeszültségű oldalon dolgozik. A saját áramkör követelménye jó műszaki gyakorlat, nem idézhető szabványpont.
• A kismegszakítóban két kioldó van: a termikus a túlterhelést, a mágneses a zárlatot kezeli. A betűjel a mágneses sávot jelöli — az MSZ EN 60898 szerint B: 3–5 × In, C: 5–10 × In, D: 10–20 × In; az ipari MSZ EN 60947-2 ettől eltérő sávokat használ. Kapcsolóüzemű tápegységeknél a bekapcsolási áramlökés miatt a C karakterisztika terjedt el.
• A 30 mA-es áram-védőkapcsoló kiegészítő védelem: nem fogadható el önálló védelmi módként, és nem helyettesíti a védőföldelést. A törpefeszültség (ELV) határa ≤ 50 V váltakozó és ≤ 120 V hullámosságmentes egyenfeszültség; SELV = leválasztott és földeletlen, PELV = leválasztott, de földelt, FELV = egyik sem. A SELV vezetéke nem mehet a 230 V-os vezetékkel egy csőbe.
• A tápegység méretezésénél két külön összeget kell számolni: a nyugalmiból az akkumulátort, a riasztásiból a tápegység terhelhetőségét, és a töltőáramot le kell foglalni. A tartalék (kb. 20–25 %, illetve a max. 75 %-os kihasználtsági plafon) ökölszabály, nem szabvány.
• A feszültségesés két képlete: ΔU = 2 · ρ · l · I / A és A = 2 · l · I / (κ · ΔU); a kettes szorzó azért van, mert az áram oda-vissza megteszi az utat, l pedig az egyirányú hossz. Rézre κ ≈ 56–58 m/(Ω·mm²). A megengedett százalékos feszültségesésben a szakirodalom megosztott (3 %/5 %, illetve 1,5 %/3 %/1 %, illetve 2 %/4 %), és mindegyik érték elsősorban a 230 V-os hálózatra vonatkozik — 12 V-on az a kritérium, hogy az eszközre jutó feszültség a legrosszabb üzemállapotban is az adatlap szerinti tartományon belül maradjon.
• A tápellátás védelmi elemei: ágankénti kimeneti biztosítás, visszaálló biztosíték (PPTC) — amely magától helyreáll, de kioldott állapotban is folyat egy kis áramot —, és védődióda minden induktív terhelésen, helyes polaritással (18.10).
• A zárt ólomakkumulátor (VRLA — AGM vagy gél) töltőfeszültsége float üzemben kb. 13,5–13,8 V, kisütési végfeszültsége 10,5 V (6 × 1,75 V). A névleges kapacitás 10 vagy 20 órás kisütésre vonatkozik: nagyobb áramnál kevesebb amperóra nyerhető ki (Peukert-hatás). A hideg a kapacitást (0 °C-on 75–80 %, −20 °C-on 50–60 %), a meleg az élettartamot rontja. A gyártói tervezett élettartam 10–12 év, a valós terepi tapasztalat viszont 1–3 év — tervezéskor ez utóbbi a mérvadó, a csere 3–4 évente esedékes.
• Az áthidalási idő 1–2. fokozat: 12 óra, 3–4. fokozat: 60 óra, ami 30 órára csökken átjelzett hálózati hibajelzésnél; a visszatöltési követelmény Grade 1–2-nél legfeljebb 72 óra, Grade 3–4-nél legfeljebb 24 óra (a pontos értékeket a hatályos MSZ EN 50131-6-ból kell ellenőrizni). A kapacitás C = nyugalmi áram × áthidalási idő × 1,25, ahol az 1,25 ökölszabály, nem szabvány; a töltőáram = kapacitás ÷ visszatöltési idő.
• A 230 V-os eszközöket (rögzítő, switch, media converter, számítógép) az akkumulátoros pufferelés nem védi — ezekhez UPS kell, és a méretezésnél a W-értéket kell nézni, nem a VA-t (W = VA × cos φ). Ha a switch PoE-val táplál, a switch UPS-e a kamerákat is védi — de a kimerülése egyszerre viszi el mindet. A lecserélt akkumulátor veszélyes hulladék: elkülönítetten, sav- és lúgálló edényben kell gyűjteni, közterületi konténerbe tenni tilos, és a gyártó vagy a forgalmazó átvételi pontján kell leadni — ez jogi kötelezettség, és a jogszabályok változhatnak.

Ellenőrző kérdések

1. Miért kell a vagyonvédelmi rendszernek saját áramkör, és mi a három konkrét előnye? Melyik ezek közül szabotázsvédelmi érv, és milyen státuszú ez a követelmény (szabvány vagy gyakorlat)?
2. Magyarázd el, mi a különbség a kismegszakító termikus és mágneses kioldója között. Mit jelöl a B, C, D betű, és miért terjedt el a C karakterisztika a kapcsolóüzemű tápegységekkel táplált köröknél?
3. Egy ügyfél azt mondja: „nálunk van FI-relé, tehát nem kell foglalkozni a földeléssel". Fogalmazz meg 3–4 mondatos, szakmailag korrekt választ. Mi a különbség egyébként SELV, PELV és FELV között?
4. Vezesd le, honnan jön a kettes szorzó a feszültségesés képletében. Mit jelöl az „l" — és mi történik a számítással, ha valaki az oda-vissza hosszat helyettesíti be?
5. Miért nem lehet egyetlen százalékos értéket megadni a megengedett feszültségesésre? Sorold fel a három, forrásokból ismert értékrendet, és mondd meg, melyik mire hivatkozik. Mi az a kritérium, amit ezek helyett a 12 V-os körben használni kell?
6. Miért nem ad egy 7 Ah-s akkumulátor 7 A-t egy órán át? Mi a Peukert-hatás, és miért kritikus ez éppen a vagyonvédelmi rendszerekben? Az egyik forrás 10–12 éves, a másik 1–3 éves élettartamot ad meg — mi ennek az ellentmondásnak a feloldása, és melyik értékkel kell tervezni?
7. Vezesd le, hogyan jutsz el a nyugalmi áramfelvételtől a kiválasztott akkumulátorkapacitásig és a töltőáramig. Melyik lépés szabványi követelmény, és melyik ökölszabály?
8. Mit jelent, hogy a 3–4. fokozat áthidalási ideje „felezhető"? Milyen feltétellel, és mi ennek a logikája? Mutasd meg egy példán, mennyivel kisebb akkumulátort jelent ez.
9. Miért nem védi az akkumulátoros pufferelés a videórögzítőt? Mit kell helyette alkalmazni, és a készülék adatlapján melyik teljesítményadatot kell nézni?
10. Mit csinálsz a lecserélt riasztóakkumulátorral, és miért? Sorolj fel legalább négy szabályt a hulladékkezelésre vonatkozó jogszabályból.

Tudáspróba

1. Melyik állítás igaz a 30 mA-es áram-védőkapcsolóra? (Egy helyes válasz.) a) Önálló védelmi módként is elfogadható, ha helyesen van beépítve. b) Kiegészítő védelem, amely nem fogadható el önálló védelmi módként, és nem helyettesíti a védőföldelést. c) Elsődleges feladata a túlterhelés elleni védelem. d) A vagyonvédelmi rendszer törpefeszültségű oldalán kell beépíteni.

2. Egészítsd ki! A kismegszakítóban a ……………… kioldó a tartós túlterhelést, a ……………… kioldó a zárlatot kezeli. Az MSZ EN 60898 szerint a mágneses kioldás sávja B karakterisztikánál ……………… × In, C karakterisztikánál ……………… × In, D karakterisztikánál ……………… × In. A törpefeszültség felső határa ……………… V váltakozó és ……………… V hullámosságmentes egyenfeszültség. A zárt ólomakkumulátor kisütési végfeszültsége ……………… V, ami cellánként ……………… V-nak felel meg.

3. Párosítsd a fogalmat a meghatározásával!

4. Igaz vagy hamis? Indokold! a) Az 1,25-os tartalékszorzó szabványi követelmény. b) A feszültségesés képletében az „l" a kábel oda-vissza mért hosszát jelenti. c) Az akkumulátor töltőáramát le kell foglalni a tápegység terhelhetőségéből. d) Egy „600 VA-es" UPS 600 W terhelést bír el. e) A visszaálló biztosíték kioldott állapotban teljesen megszakítja az áramkört. f) A hideg csökkenti az akkumulátorból kinyerhető kapacitást, a meleg pedig rövidíti az élettartamát. g) A megengedett százalékos feszültségesésre a szakirodalom egységes értéket ad meg.

5. Csoportosítsd az alábbi tételeket aszerint, hogy a 230 V-os oldalhoz, a törpefeszültségű oldalhoz, vagy mindkettőhöz tartozik: kismegszakító · visszaálló biztosíték a szirénakimeneten · áram-védőkapcsoló · a hálózati betáplálás védőföldelése (PE-vezető) · akkumulátor · UPS · védődióda az elektromos záron · T2 típusú túlfeszültség-védelem · feszültségesés-számítás · EPH-sín.

6. Sorba rendezés: állítsd helyes sorrendbe az akkumulátor méretezésének lépéseit! a töltőáram kiszámítása a visszatöltési időből · a kereskedelmi méret kiválasztása · az eszközlista összeállítása és a nyugalmi áram összegzése · a tápegység terhelhetőségének ellenőrzése a riasztási árammal · az áthidalási idő meghatározása a fokozatból és az átjelzésből · a szükséges kapacitás kiszámítása

7. Számítási feladat. Egy 2. fokozatú, átjelzéssel ellátott rendszer nyugalmi összárama 0,36 A, riasztási összárama 1,48 A. a) Mekkora a szükséges akkumulátorkapacitás? Írd le a behelyettesítést. b) Mekkora töltőáramot igényel egy 7 Ah-s akkumulátor a fokozathoz tartozó visszatöltési idővel? c) Elegendő-e egy 2 A-es tápegység a riasztási áram + töltőáram + 25 %-os tartalék fedezésére? Mutasd meg a számolást. d) Mekkora akkumulátor kellene ugyanennél a rendszernél 3. fokozatú követelménnyel, átjelzés nélkül? Hányszorosa ez az a) pont eredményének?

8. Számítási feladat. Egy elektromos zár 12 V DC, meghúzási árama 0,6 A, és a tápegységtől 35 m-re van. A kábel 2 × 0,75 mm² rézvezető (ρ = 0,0175 Ω·mm²/m). a) Mekkora a feszültségesés a kábelen? b) Mennyi feszültség jut a zárra, ha a tápegység kimenetén 13,8 V van? És ha az akkumulátor a kisütése végén, 10,5 V-on jár? c) Mekkora keresztmetszet kellene ahhoz, hogy a feszültségesés legfeljebb 0,5 V legyen? Melyik kereskedelmi méretet választanád? d) Mi lenne a másik két megoldás a vastagabb kábel helyett?

9. Egy kollégád így számol be a méretezésről: „összeadtam az érzékelők áramát, kijött 300 mA, veszek egy 500 mA-es tápegységet és egy 7 Ah-s akkut, kész". Írd le négy-öt mondatban, mi hiányzik ebből, és nevezz meg legalább három konkrét hibalehetőséget, amit ez a módszer okoz.