F1c. függelék – Megoldások – IV–V. rész (20–29. fejezet)

F1.0 Hogyan használd ezt a megoldókulcsot?

Először mindig magad old meg a feladatot, és csak utána nézd meg a megoldást. A számítási feladatoknál nem a végeredmény a lényeg, hanem a lépéssor: a vizsgán a részpontok többségét a helyes gondolatmenetért, a jó képletért és a kiírt mértékegységekért kapod.

A megoldásokban a következő megállapodásokat alkalmazzuk:

• a köztes eredményeket négy értékes jegyre kerekítve írjuk ki, de a továbbszámolás a kerekítetlen értékkel történik – ezért a végeredmény néhol az utolsó jegyben eltérhet attól, amit a kerekített részeredményekből kapnál;
• √2 = 1,4142, √3 = 1,7321, 2 · π · 50 = 314,16 rad/s;
• a fordulatszámot percenkénti fordulatban (1/min), a szögsebességet rad/s-ban adjuk meg, az átváltás ω = 2 · π · n / 60;
• a réz fajlagos ellenállása alapesetben a 2. fejezet szerinti, nemzetközileg szabványosított IACS-érték: ρ_Cu = 0,01724 Ω·mm²/m. ⚠ Kivétel, ahol a fejezet saját, forrásból átvett képlete más értéket ír elő: a 27. fejezet MSZ 447 szerinti keresztmetszet-képletében ρ_Cu = 0,0185 Ω·mm²/m (a 16. fejezet MSZ EN 60909-0:2016 szerinti értéke, 2026-09-21-i lektori javítás óta) és ρ_Al = 0,0294 Ω·mm²/m, a 29. fejezet DALI-számításában továbbra is ρ_Cu = 0,0175 Ω·mm²/m. Ilyenkor mindig a fejezet saját értékével számolunk, és ezt a megoldásban ki is írjuk;
• a készülékjelöléseknél a hatályos MSZ EN IEC 81346-2:2019 szerinti, a 23. fejezetben tanult kódokat alkalmazzuk: QA = kontaktor (mágneskapcsoló), KF = relé és időrelé, FC = hőkioldó és túláramvédelem, SG = nyomógomb és vészleállító kezelőszerv, BG = végállás- és közelítéskapcsoló, EA = jelzőlámpa (a jelzés általános osztálya P; a régi rajzokon K, S, H), MA = motor, MB = mágnesszelep;
• ahol a feladat adata hiányos, vagy ahol a fejezet forrásbázisa az összefüggést nem igazolja, azt a megoldás külön kimondja, és megnevezi a feltételezést, amellyel tovább számolunk.

A tudáspróbák megoldókulcsában a „Helyes válasz” oszlop a betűjelet és a helyes értéket, az indoklás oszlop pedig azt adja meg, miért az a válasz.

F1.20 A 20. fejezet megoldásai

Gyakorlatok

20.1. feladat. 630 kVA-es, 20/0,4 kV-os, u_z = 6 %-os, Dyn11 elosztótranszformátor.

(a) A névleges áramok mindkét oldalon. Háromfázisú gépről van szó, ezért a vonali mennyiségekkel számolunk: S = √3 · U · I, amiből I = S / (√3 · U).

1. lépés (nagyfeszültségű, primer oldal):
   I_1n = S_n / (√3 · U_1n) = 630 000 VA / (1,7321 · 20 000 V)
        = 630 000 / 34 641 = 18,19 A

2. lépés (kisfeszültségű, szekunder oldal):
   I_2n = S_n / (√3 · U_2n) = 630 000 VA / (1,7321 · 400 V)
        = 630 000 / 692,8 = 909,3 A

3. lépés (ellenőrzés az áttétellel):
   a = U_1n / U_2n = 20 000 / 400 = 50
   I_1n = I_2n / a = 909,3 / 50 = 18,19 A          egyezik   OK

(b) A kisfeszültségű zárlati áram becslése a kapcsokon.

4. lépés: I_z = I_2n · (100 % / u_z) = 909,3 A · 100/6
              = 909,3 · 16,67 = 15 155 A ≈ 15,2 kA

5. lépés (ellenőrzés a rövidzárási impedanciával):
   Z_T = (u_z/100) · U_2n² / S_n = 0,06 · 400² V² / 630 000 VA
       = 0,06 · 160 000 / 630 000 = 0,01524 Ω
   I_z = U_2n / (√3 · Z_T) = 400 V / (1,7321 · 0,01524 Ω)
       = 400 / 0,02640 = 15 152 A                  egyezik   OK

A zárlati áram a névleges áram 100/6 = 16,7-szerese – ez éppen a fejezetben említett „kisebb transzformátoroknál 16–25-szörös” tartomány alja.

(c) A főmegszakító megválasztása. Két, egymástól független szempontot kell teljesíteni:

• névleges áram: I_2n = 909,3 A, tehát a következő szabványos érték, az 1000 A-es készülék való ide (a 630 A-es már a névleges terhelésen kioldana);
• megszakítóképesség: legalább a számított zárlati áram, azaz I_cu ≥ 15,2 kA; a szabványos sorból a 16 kA a legkisebb megfelelő érték.

⚠ A fejezet külön kimondja, hogy ez a képlet a transzformátor kapcsaira, kábel nélkül érvényes, és csak gyors nagyságrendi becslésre való. A készülék megszakítóképességének végleges igazolásához az MSZ EN 60909-0 szerinti számítást (16. fejezet) kell elvégezni; az ottani, a felsőbb hálózatot és a kábelt is figyelembe vevő eredmény kisebb szokott lenni.

(d) Ha a drop csak 4 % lenne.

6. lépés: I_z = 909,3 A · 100/4 = 909,3 · 25 = 22 733 A ≈ 22,7 kA
7. lépés: az arány: 22 733 / 15 155 = 1,50-szeres

A dropot 6 %-ról 4 %-ra csökkentve a zárlati áram másfélszeresére nő, mert I_z ~ 1/u_z. Ekkor a 16 kA-es készülék már nem elég: 25 kA megszakítóképességű főmegszakító kell, ami lényegesen drágább. Ugyanez érvényes a főelosztó összes soron következő készülékére és a sínrendszer dinamikus szilárdságára is. Cserébe a kisebb dropú gép jobban tartja a feszültséget terhelésre. A drop tehát mindig kompromisszum: kis drop = jó feszültségtartás, de drága készülékek; nagy drop = olcsóbb készülékek, de nagyobb feszültségesés.

20.2. feladat. Tanműhelyi transzformátor üresjárási és rövidzárási mérése.

(a) Az áttétel. Üresjárásban a szekunder kapocsfeszültség gyakorlatilag az indukált feszültséggel egyenlő, ezért az áttétel közvetlenül a két feszültség hányadosa:

1. lépés: a = U_1 / U_2ü = 230 V / 24,2 V = 9,504

a > 1, tehát lefelé transzformáló gép – ez egyezik a várakozással.

(b) A vasveszteség és a tekercsveszteség. A két mérés éppen a két veszteségfajtát választja szét:

2. lépés: P_v (vasveszteség)     = P_0 = 9,5 W   (üresjárási mérés)
3. lépés: P_t (tekercsveszteség) = P_z = 21,0 W  (rövidzárási mérés, névleges áramon)

Az indoklás: üresjáráskor nincs (számottevő) áram, tehát nem keletkezhet áramfüggő I²·R veszteség – a wattmérő a vasmag hiszterézis- és örvényáram-veszteségét méri. Rövidzáráskor a feszültség a névlegesnek csak néhány százaléka, ezért B_max is annyival kisebb, a vasveszteség pedig ennek a négyzetével csökken – a wattmérő gyakorlatilag tisztán a tekercsek Joule-veszteségét méri.

Kiegészítésül az üresjárási teljesítménytényező, amely jól mutatja, hogy az üresjárási áram túlnyomórészt meddő (mágnesező) jellegű:

4. lépés: cos φ_0 = P_0 / (U_1 · I_0) = 9,5 W / (230 V · 0,18 A)
                  = 9,5 / 41,4 = 0,229

(c) A drop.

5. lépés: u_z = (U_zn / U_n) · 100 % = (13,8 V / 230 V) · 100 % = 6,00 %

Ez a jegyzetben említett 5–12 %-os tipikus tartományba esik.

(d) A primer zárlati áram névleges feszültség mellett.

6. lépés: I_z = I_1n · (100 % / u_z) = 2,17 A · 100/6
              = 2,17 · 16,67 = 36,17 A

Tehát a névleges áram 16,7-szerese. ⚠ Éppen ez az oka annak, hogy a rövidzárási mérésnél először a szekundert kell rövidre zárni, és csak azután szabad a primer feszültséget nulláról felvinni: ha valaki teljes feszültség mellett zár rövidre, ez a 36 A-es áram valóban megjelenik, és tönkreteszi a gépet.

(e) A hatásfok névleges terhelésen, cos φ = 1 mellett.

7. lépés: a névleges látszólagos teljesítmény:
   S_n = U_1 · I_1n = 230 V · 2,17 A = 499,1 VA

8. lépés: a leadott hatásos teljesítmény (cos φ = 1):
   P_2 = S_n · cos φ = 499,1 VA · 1 = 499,1 W

9. lépés: a hatásfok:
   η = P_2 / (P_2 + P_v + P_t) · 100 %
     = 499,1 / (499,1 + 9,5 + 21,0) · 100 %
     = 499,1 / 529,6 · 100 % = 94,24 %

Egy ekkora, néhány száz voltamperes gépnél ez reális érték – a fejezet szerint a hatásfok „a 90 %-ot is elérheti”. A nagy hálózati transzformátorok ennél lényegesen jobbak (a 20.8 mintapéldában a 400 kVA-es gép hatásfoka 98,9 %), mert náluk a veszteségek aránya a teljesítményhez képest sokkal kedvezőbb.

20.3. feladat. Két transzformátor párhuzamos járatása. „A” gép: 630 kVA, 20/0,4 kV, Dyn11, u_k = 6 %. „B” gép: 400 kVA, 20/0,4 kV, Dyn5, u_k = 4 %.

(a) A három feltétel vizsgálata egyenként.

Az eltérő névleges teljesítmény önmagában nem kizáró ok – a fejezet felsorolása nem tartalmazza a feltételek között.

(b) Melyik feltétel sérül a legsúlyosabban? Egyértelműen a második: a kapcsolási óraszám.

1. lépés: az óraszámkülönbség: 11 − 5 = 6 óra
2. lépés: fáziseltolásban:     6 · 30° = 180°

A két gép szekunder feszültségvektora tehát éppen ellentétes irányba mutat. Bekapcsoláskor a zárt hurokban nem a két feszültség különbsége, hanem gyakorlatilag az összege hajtja a kiegyenlítő áramot, és ezt csak a két gép rövidzárási impedanciája korlátozza. Ez a gyakorlatban kétoldali zárlattal egyenértékű: a védelmek azonnal működésbe lépnek, ha pedig nem elég gyorsak, a tekercseket a dinamikus erők megrongálják. Ilyen két gépet összekapcsolni tilos.

(c) Ha a kapcsolási csoport azonos lenne. A probléma akkor sem szűnne meg, csak enyhébb formában jelentkezne: az eltérő drop miatt a terhelés aránytalanul oszlana meg. Két párhuzamos forrás a belső impedanciájuk fordított arányában osztja meg a terhelést, tehát a kisebb dropú, azaz kisebb belső impedanciájú „B” gép venné át aránytalanul a nagyobb részt – éppen az, amelyik a kisebb teljesítményű (400 kVA). Így a 400 kVA-es gép túlterhelődhet, miközben a 630 kVA-es kihasználatlan marad. Ez a párosítás tehát a lehető legkedvezőtlenebb irányba téved.

⚠ Hiányzó adat / hiányzó összefüggés: a terheléselosztás számszerű képletét a fejezet forrásbázisa nem tartalmazza, ezért a feladat csak minőségi választ vár. A pontos arány kiszámításához a gépek rövidzárási impedanciájának tényleges ohmos értékére volna szükség.

(d) Amit a helyszínen a bekapcsolás előtt ellenőrizni kell.

1. Az adattáblákról: a feszültségpárok (áttétel), a kapcsolási csoport jelölése (óraszám) és a u_k % érték.
2. Fázissorrend-ellenőrzés mindkét gép kisfeszültségű oldalán (fázissorrend-jelzővel).
3. Feszültségkülönbség-mérés a nyitott összekötő megszakító két oldala között: csak akkor szabad zárni, ha ott közel nulla feszültség mérhető. Ebben az esetben (180°-os eltérés) a mérés kb. kétszeres fázisfeszültséget mutatna – ez az a mérés, amely a hibát a bekapcsolás előtt kideríti.

20.4. feladat. 230/12 V-os, 60 VA-es transzformátor nedves helyiség 12 V-os világításához.

(a) Miért nem használható autotranszformátor? Mert az autotranszformátorban nincs galvanikus (villamos) elválasztás a bemenet és a kimenet között: a két kör közös tekercsrészen osztozik. Ebből három következmény adódik – a kimenet érintése ugyanúgy áramütést okoz, mint a bemeneté; a közös tekercsrész megszakadásakor a teljes 230 V megjelenhet a kimeneten; és éppen ezért az autotranszformátor sem védőelválasztásra, sem SELV/PELV törpefeszültség előállítására nem használható. Nedves helyiségben ez különösen súlyos, mert ott a testellenállás és így a megengedhető érintési feszültség is kisebb.

(b) A választandó típus és a rá vonatkozó szabványsorozat. Kéttekercses biztonsági (szigetelő) transzformátor kell, amely a törpefeszültséget galvanikusan elválasztott szekunder tekercsen állítja elő. A szabványsorozat az MSZ EN 61558 (biztonsági transzformátorok); a 34. fejezet a SELV tápforrásaként kifejezetten az EN 61558-2-6 szerinti biztonsági szigetelőtranszformátort nevezi meg. ⚠ A 20. fejezet jelzi, hogy a sorozat konkrét követelményeit a jegyzet forrásbázisa nem tartalmazza.

(c) A szekunder névleges áram.

1. lépés: I_2n = S_n / U_2n = 60 VA / 12 V = 5,0 A

Ellenőrzésül a primer áram: I_1n = S_n / U_1n = 60 / 230 = 0,261 A – ahol nagy a feszültség, ott kicsi az áram. A vezetéket és a biztosítót mindkét oldalon a saját oldal áramával kell méretezni: a szekunder oldali 5 A jóval vastagabb vezetéket kíván, mint a primer oldali 0,26 A.

(d) SELV és PELV; melyiknél szabad a szekunder kört földelni? A 34. fejezet szerint mindkettő törpefeszültségű védelmi mód (legfeljebb 50 V váltakozó, 120 V egyenfeszültség), a különbség egyetlen mondatban: a SELV áramköre és testei földeletlenek, a PELV-é földelhetők. Tehát:

• földelni a PELV-nél szabad (és ott lehet a csatlakozóaljzatnak védőérintkezője is);
• a SELV csatlakozódugóinak és -aljzatainak nem lehet védőérintkezője (414.4.3.), és az áramkör egyetlen pontja sem földelhető.

Nedves helyiségben elhelyezett 12 V-os világításnál a szokásos megoldás a SELV; ilyenkor a törpefeszültségű vezetéket a nagyobb feszültségűtől védőelválasztással kell elkülöníteni (414.4.2.).

Tudáspróba – megoldókulcs

F1.21 A 21. fejezet megoldásai

Gyakorlatok

21.1. feladat. Adattábla: 230/400 V Δ/Y, 5,5 kW, 50 Hz, 960 1/min, 20,5/11,8 A, cos φ = 0,80, IP 54, S1, F.

(a) A pólusszám és a névleges szlip. A névleges fordulatszám mindig valamivel a legközelebbi szinkron fordulatszám alatt van; 50 Hz-en a lehetséges értékek 3000, 1500, 1000, 750 …

1. lépés: n_n = 960 1/min  ->  a legközelebbi szinkron fordulatszám: n_s = 1000 1/min
2. lépés: n_s = 60 · f / p  ->  p = 60 · f / n_s = 60 · 50 / 1000 = 3 póluspár
3. lépés: pólusszám = 2 · p = 6      ->  HATPÓLUSÚ motor
4. lépés: s_n = (n_s − n_n) / n_s = (1000 − 960) / 1000 = 0,04 = 4 %

A 4 % benne van a szokásos 3–8 %-os tartományban, tehát az adat hihető. ⚠ Vigyázz: p a póluspárok száma, nem a pólusszám – ha valaki 6-ot ír be a képletbe, 500 1/min-t kap, ami nyilvánvalóan hibás.

(b) A bekötés 3×400 V-on és a számításba veendő áram. Az adattáblai feszültségpár olvasási szabálya: az első szám a delta, a második szám a csillag kapcsoláshoz tartozik.

230 / 400 V   Δ / Y
 ↑     ↑
 |     └── 400 V  ->  CSILLAG
 └──────── 230 V  ->  delta (ehhez 3×230 V-os hálózat kellene)

A hálózat vonali feszültsége 400 V, ez a második szám, tehát a motort csillagba kell kötni: a kapocsdobozban a három híd az U2–V2–W2 kivezetéseket köti össze (ez a csillagpont), a hálózat az U1, V1, W1 kapcsokra jön. A méretezéshez a ténylegesen alkalmazott kapcsoláshoz tartozó áramot, azaz I_n = 11,8 A-t kell használni – ez a kábelméretezés (16. fejezet) és a hőkioldó beállításának alapja. A 20,5 A a deltás (230 V-os) sor árama, ezzel itt nem szabad számolni.

(c) Alkalmas-e csillag-delta indításra? Nem. A csillag-delta indítás kemény feltétele, hogy a motor deltában legyen a hálózati feszültségre méretezve – 400 V-os hálózaton tehát 400/690 V Δ/Y adattáblájú gép kell. Ez a motor viszont már üzemben is csillagban jár; a „delta fokozat” 230 V-ra van méretezve, ezért az átkapcsolás a motor azonnali tönkremenetelét okozná. Csillag-delta indításhoz a gépet ki kellene cserélni.

(d) A névleges nyomaték.

1. lépés: ω = 2 · π · n_n / 60 = 6,2832 · 960 / 60 = 100,5 rad/s
2. lépés: M_n = P_n / ω = 5500 W / 100,5 rad/s = 54,71 Nm
3. lépés (ellenőrzés a gyakorlati képlettel):
   M_n = 9550 · P[kW] / n[1/min] = 9550 · 5,5 / 960 = 54,71 Nm      ✔ egyezik

Érdemes összevetni: ugyanez az 5,5 kW négypólusú kivitelben (kb. 1440 1/min) csak kb. 36 Nm-t adna – a lassabb gép nagyobb nyomatékot ad.

(e) Mi történne 400 V-on deltába kötve? A tekercsekre a névleges 230 V helyett 400 V, azaz a névleges feszültség √3-szorosa kerülne. A B_max ~ U összefüggés miatt a vasmag mélyen telítésbe menne, a mágnesező áram és a vasveszteség ugrásszerűen megnőne: a motor zúgna, füstölne, és másodpercek–percek alatt leégne. Ez a motorbekötés leggyakoribb, azonnali gépkárral járó hibája.

(f) A hatásfok 6,35 kW felvett teljesítménynél.

1. lépés: η = P_2 / P_1 = 5500 W / 6350 W = 0,8661  ->  86,6 %
2. lépés: az összes veszteség: P_veszt = 6350 − 5500 = 850 W

Ellenőrzés az árammal: I_n = P_n / (√3 · U · cos φ · η) = 5500 / (1,7321 · 400 · 0,80 · 0,8661) = 11,46 A, az adattáblán 11,8 A áll – a kb. 3 %-os eltérés az adattáblai adatok kerekítésén belül van, tehát az adatsor konzisztens.

21.2. feladat. 15 kW-os, négypólusú ventilátormotor cseréje. η_régi = 89,0 %, η_új = 92,5 %, 7000 üzemóra/év, teljes terhelés, S1.

(a) A két gép felvett villamos teljesítménye. Az adattáblai 15 kW a leadott tengelyteljesítmény, a felvett ennél a hatásfok arányában nagyobb:

1. lépés: P_1,régi = P_2 / η_régi = 15 kW / 0,890 = 16,854 kW
2. lépés: P_1,új   = P_2 / η_új   = 15 kW / 0,925 = 16,216 kW
3. lépés: a teljesítménykülönbség:
   ΔP = 16,854 − 16,216 = 0,6377 kW ≈ 638 W

(b) Az éves energiamegtakarítás.

4. lépés: W = ΔP · t = 0,6377 kW · 7000 h = 4464 kWh/év

(c) Az éves költségmegtakarítás.

5. lépés: K = W · egységár = 4464 kWh · 60 Ft/kWh = 267 840 Ft/év

(d) A megtérülési idő.

6. lépés: T = többletköltség / éves megtakarítás
            = 120 000 Ft / 267 840 Ft/év = 0,448 év ≈ 5,4 hónap

Fél évnél rövidebb megtérülés – ezért éri meg a magasabb IE-osztály folyamatosan járó gépeknél. A jegyzet ezt így fogalmazza meg: egy S1 üzemben járó motor beszerzési ára töredéke annak, amennyit az élettartama alatt villamos energiában elfogyaszt. (A számítás a villamos energia árát és az üzemidőt állandónak veszi, és nem tartalmaz kamat- vagy inflációs hatást.)

(e) Melyik üzemi mód mellett érné meg legkevésbé? A megtakarítás egyenesen arányos az éves üzemórák számával (K = ΔP · t · ár), ezért a csere annál kevésbé éri meg, minél kevesebbet jár a gép. A legkedvezőtlenebb tehát az S2 (rövid idejű) üzem, illetve a kis relatív bekapcsolási idejű S3 (például S3-15 %) – ott az évi üzemóraszám a töredéke a folyamatos üzeménnek, így a megtérülési idő a sokszorosára nyúlik. Kiegészítésül: részterhelésen a hatásfok amúgy is romlik, tehát a névleges adatokból számolt megtakarítás sem realizálódik teljesen.

21.3. feladat. Szállítószalag 11 kW-os, négypólusú (1455 1/min), 400/690 V Δ/Y, cos φ = 0,85, η = 0,90 motorja.

(a) Névleges áram, szlip, névleges nyomaték.

1. lépés (névleges áram):
   I_n = P_n / (√3 · U · cos φ · η)
       = 11 000 W / (1,7321 · 400 V · 0,85 · 0,90)
       = 11 000 / 530,0 = 20,75 A

2. lépés (szinkron fordulatszám és szlip):
   n_s = 60 · f / p = 60 · 50 / 2 = 1500 1/min
   s_n = (1500 − 1455) / 1500 = 45 / 1500 = 0,03 = 3 %

3. lépés (névleges nyomaték):
   ω   = 2 · π · 1455 / 60 = 152,4 rad/s
   M_n = 11 000 W / 152,4 rad/s = 72,19 Nm
   ellenőrzés: M_n = 9550 · 11 / 1455 = 72,20 Nm      ✔ egyezik

(b) Az indítási áram közvetlen indításnál és csillag fokozatban.

4. lépés: I_i,Δ = 6 · I_n = 6 · 20,75 A = 124,5 A
5. lépés: I_i,Y = I_i,Δ / 3 = 124,5 / 3 = 41,51 A
6. lépés (ellenőrzés): 41,51 / 20,75 = 2,00 · I_n
          -> benne van a csillag-deltára jellemző 1,5–2,6 · I_n tartományban  ✔

(c) A rendelkezésre álló nyomaték a csillag fokozatban. A nyomaték a tekercsre jutó feszültség négyzetével arányos, csillagban U_tek = U_v/√3, tehát M_Y = M_Δ · (1/√3)² = M_Δ/3:

7. lépés: M_i,Δ = 1,2 · M_n = 1,2 · 72,19 Nm = 86,63 Nm
8. lépés: M_i,Y = M_i,Δ / 3 = 86,63 / 3 = 28,88 Nm
9. lépés: a névleges nyomatékhoz viszonyítva: 28,88 / 72,19 = 0,40 = 40 % · M_n

⚠ Nem a kilencedére, hanem a harmadára csökken – ez a fejezet egyik kiemelt vizsgacsapdája.

(d) Működni fog-e a csillag-delta indítás megrakodva?

10. lépés: a szükséges indítónyomaték: M_terh = 0,6 · M_n = 0,6 · 72,19 = 43,31 Nm
11. lépés: az összehasonlítás:   M_i,Y = 28,88 Nm  <  M_terh = 43,31 Nm

Nem fog működni. A csillag fokozatban rendelkezésre álló 28,88 Nm kisebb a szükséges 43,31 Nm-nél, ezért a motor nem gyorsul fel: „beragad” a csillag fokozatban, nagy árammal, kis fordulatszámon áll, és rövid időn belül a hőkioldó kiold. A csillag-delta indítás csak üresen vagy kis terheléssel induló gépekhez való (ventilátor, szivattyú) – egy megrakott szállítószalag éppen az ellenkezője.

(e) Két másik megoldás.

1. Lágyindító (félvezetős feszültségvezérlés, folyamatos felfutás) – a 24. fejezet anyaga. ⚠ Figyelem: a lágyindító is a feszültség csökkentésével dolgozik, tehát nála is érvényes az M ~ U²; ezért úgy kell beállítani (indítási feszültségszint, rámpaidő), hogy az induló nyomaték a 43,31 Nm-t meghaladja. Az áramcsökkentés így szerényebb lesz, mint csillag-deltánál.
2. Frekvenciaváltó – a 25. fejezet anyaga. Ez a biztos megoldás: a fejezet indítási módokat összehasonlító táblázata szerint a frekvenciaváltós indítás árama ≈ I_n, a nyomatéka viszont 1,5–2 · M_n, mert a frekvenciával együtt a feszültség is arányosan csökken, így a fluxus – és vele a nyomatékképző képesség – megmarad. Megrakodva induló szállítószalaghoz ez a szakszerű választás.

Harmadik, „nulladik” lehetőség a közvetlen (DOL) indítás megtartása: a nyomatékkal nincs baj (1,2 · M_n > 0,6 · M_n), csak a 124,5 A-es indítóáram okozta feszültségesés zavaró. Ha az elosztói/üzemi feltételek ezt megengedik, a legolcsóbb megoldás a betápvezeték keresztmetszetének növelése.

21.4. feladat. Szivattyúmotor: megnyomásra búg, de nem indul; a mágneskapcsoló behúzva marad; kb. fél perc múlva a motorvédő kapcsoló kiold; a tengely kézzel könnyen forgatható.

(a) A lehetséges okok fontossági sorrendben. A „búg, de nem indul + kézzel könnyen forgatható tengely” tünetpár már az elején kizárja a mechanikai beszorulást, ezért:

1. Fáziskimaradás (a legvalószínűbb): kiolvadt egy biztosító, meglazult vagy kiégett egy kapocs, szakadt ér, hibás kontaktorérintkező. Az álló motor egy fázis hiányában nem indul el, csak búg és nagy árammal áll – pontosan ez a tünet.
2. Szakadás a motortekercsben vagy a kapocsdobozban (kiforrasztódott, meglazult tekercskivezetés, rosszul meghúzott híd) – villamosan ugyanaz az állapot, mint a fáziskimaradás, csak a motoron belül.
3. Hibás kapcsolás a kapocsdobozban: 400/690 V Δ/Y motor tévesen csillagba kötve – a nyomaték a harmadára esik, terhelten nem indul el.
4. Túl nagy indítási terhelés (zárt tolózár helyett elzáródott nyomócső, benne dermedt közeg) – de ezt gyengíti, hogy a tengely kézzel könnyen forog.
5. Túl kicsi kapocsfeszültség az indítás pillanatában (hosszú, vékony betáp, gyenge hálózat) – az M ~ U² miatt drasztikus nyomatékvesztés.

(b) A mérések sorrendje és a műszerek. Elsőként a 7. fejezet szerinti biztonsági szabályok betartása, illetve – ahol feszültség alatti mérés kell – a kellő óvatosság.

(c) Mit mérnénk fáziskimaradás esetén? A hiányzó fázis kapcsán nincs feszültség a másik két fázishoz képest (a motor tekercsein át azonban „visszatáplált”, csökkent értékű feszültség mérhető, ez félrevezető lehet – ezért fontos a fázisok közötti, vonali feszültségek mérése). Az áramoldalon: a hiányzó fázisban nulla áram, a másik két fázisban viszont erősen megnövekedett, nagyságrendileg √3-szoros áram. ⚠ A jegyzet jelzi, hogy ezt a √3-szoros nagyságrendet a forrásbázis egy helyen, számszerű bizonyítás nélkül közli; a jelenség léte és iránya viszont több forrásból igazolt.

(d) Miért volt „szerencse”, hogy a motor nem indult el? Mert a veszélyes eset éppen a fordítottja: ha a fázis a már forgó motornál marad ki, a gép tovább jár, „működni látszik” – nem áll le, nem szikrázik –, miközben a megmaradt két fázisban az áram jelentősen megnő, és a motor folyamatosan túlmelegszik, amíg a tekercsszigetelés tönkre nem megy. Itt viszont a motor álló helyzetben maradt, a hiba azonnal feltűnt, és a motorvédő kapcsoló fél percen belül kioldott – a tekercs tehát megmenekült.

(e) Melyik védelmi eszköz ismerte volna fel a hibát korábban? A fázisfigyelő (fázissorrend- és fáziskimaradás-figyelő) relé, amely a hiányzó fázist a motor melegedésétől függetlenül, azonnal érzékeli és lekapcsolja a kontaktort. A másik, kifejezetten erre a hibára kifejlesztett megoldás a differenciál- (kettős tolókar-) szerkezetű hőkioldó, amely az egyenlőtlen fázisáramokra érzékenyebben old ki, mint a sima túlterhelésre. Mindkettő a 24. fejezet anyaga. Az olvadóbiztosító önmagában nem védelem: az egyfázisú zárlatnál kiolvadó egyetlen biztosító éppen ezt az állapotot állítja elő.

Tudáspróba – megoldókulcs

F1.22 A 22. fejezet megoldásai

Gyakorlatok

22.1. feladat. Tartalékgenerátor: S_n = 630 kVA, U_n = 400 V, cos φ_n = 0,8, n = 1500 1/min, f = 50 Hz.

(a) A pólusszám és a forgórész kivitele. A szinkron gép állandósult üzemben pontosan a szinkron fordulatszámmal forog, tehát az n_s = 60 · f / p képlet közvetlenül alkalmazható:

1. lépés: p = 60 · f / n = 60 · 50 / 1500 = 2 póluspár
2. lépés: pólusszám = 2 · p = 4      ->  NÉGYPÓLUSÚ gép

Az 1500 1/min a turbógenerátorok 3000 1/min-jéhez képest lassú, és a póluspárszám sem 1 – tehát kiálló pólusú forgórészre következtetünk. Ez a dízelmotoros áramfejlesztőknél szokásos kivitel: a hengeres (tömör) forgórész a nagyon nagy kerületi sebességű, kétpólusú, 3000 1/min-es turbógenerátorok megoldása. ⚠ A fejezet jelzi, hogy a két forgórész-kivitel megkülönböztetése a forrásbázisában egyetlen forrásból származik.

(b) A névleges áram és a legnagyobb leadható hatásos teljesítmény.

3. lépés: I_n = S_n / (√3 · U_n) = 630 000 VA / (1,7321 · 400 V)
              = 630 000 / 692,8 = 909,3 A

4. lépés: P_n = S_n · cos φ_n = 630 kVA · 0,8 = 504 kW

Fontos: a generátort a melegedése, tehát az árama korlátozza, ezért az adattáblán látszólagos teljesítmény áll. A gép árama semmilyen cos φ mellett sem lépheti túl a 909,3 A-t.

(c) Elegendő-e a gép 480 kW-hoz, cos φ = 0,75 mellett?

5. lépés: a szükséges látszólagos teljesítmény:
   S = P / cos φ = 480 kW / 0,75 = 640 kVA

6. lépés: az összehasonlítás: 640 kVA > 630 kVA     ->  NEM elegendő

7. lépés (ellenőrzés az árammal):
   I = S / (√3 · U) = 640 000 / (1,7321 · 400) = 923,8 A
   923,8 A > 909,3 A   ->  a gép 1,6 %-kal túlterhelődne

Mit lehet tenni a generátor cseréje nélkül? Két út van, és mindkettő a fejezet logikájából következik:

1. Fázisjavítás (11. fejezet). Ha a teljesítménytényezőt 0,75-ről 0,80-ra javítjuk, a szükséges látszólagos teljesítmény S = 480/0,80 = 600 kVA, az áram 866,0 A – a gép ekkor bőven megfelel, sőt még 30 kVA tartalék is marad. Ez a legolcsóbb megoldás. (Megjegyzés: a generátor saját cos φ_n-je is 0,8, tehát ez a munkapont éppen a névleges.)
2. Az egyidejű terhelés csökkentése (terheléslekapcsolás, prioritásos áramkörsorrend): generátoros üzemben nem kell minden fogyasztót táplálni, csak a biztonsági és a technológiailag nélkülözhetetlen köröket.

(d) A közcélú hálózattal való párhuzamos üzem feltételei. Ez a 22.10 alfejezet négyes felosztásában a 3. üzemmód (párhuzamos üzem), amelyet a jegyzet a 31. fejezetbe utal. A feltételek két csoportba oszlanak:

Villamos (szinkronozási) feltételek – a négy szinkronozási feltétel:

1. azonos fázissorrend (szerelési feladat, egyszer kell jól bekötni);
2. azonos frekvencia – a hajtógép fordulatszámával állítjuk be;
3. azonos feszültségnagyság – a gerjesztéssel állítjuk be;
4. azonos fázishelyzet a bekapcsolás pillanatában – a bekapcsolás időzítésével.

Az ellenőrzés lámpás módszerrel, szinkronoszkóppal vagy – nagyobb berendezéseknél előnyben részesítendően – önműködő szinkronozó automatikával történik.

Üzemviteli és engedélyezési feltételek:

• szigetüzem elleni védelem (a lekapcsolt hálózatba való visszatáplálás megakadályozása);
• ⭐ a hálózati engedélyes (az elosztói engedélyes) hozzájárulása – ez nem választható, hanem a párhuzamos üzem előfeltétele.

⚠ A legsúlyosabb hiba a 2. (átkapcsolható tartalék) és a 3. (párhuzamos) üzemmód összekeverése: a lekapcsolt hálózatba visszatápláló generátor a „feszültségmentesnek hitt” vezetéket feszültség alá helyezi, és a hálózaton dolgozók életét veszélyezteti.

22.2. feladat. Párhuzamos (sönt) gerjesztésű egyenáramú motor: U_k = 400 V, R_a = 0,8 Ω, I_a = 50 A, n = 1450 1/min.

(a) Az indukált feszültség és a c·Φ szorzat.

1. lépés: U_i = U_k − I_a · R_a = 400 V − 50 A · 0,8 Ω
              = 400 − 40 = 360 V

2. lépés: U_i = c · Φ · n   ->   c · Φ = U_i / n
          c · Φ = 360 V / 1450 1/min = 0,2483 V/(1/min)

(b) Az indítási áram előtétellenállás nélkül. Álló állapotban n = 0, tehát U_i = c·Φ·n = 0: az áramot egyedül az armatúrakör ellenállása korlátozza.

3. lépés: I_indítási = U_k / R_a = 400 V / 0,8 Ω = 500 A
4. lépés: a névlegeshez viszonyítva: 500 A / 50 A = 10-szeres

Ez éppen a fejezetben megadott 10–30-szoros tartomány alja. Egy ekkora áramlökés a kommutátort körbeégeti, a tekercselést károsítja, és a hajtásláncot is megrántja – ezért kell indítóellenállás.

(c) A szükséges indítóellenállás, ha I_ind ≤ 1,5 · I_n.

5. lépés: a megengedett indítási áram:
   I_meg = 1,5 · I_n = 1,5 · 50 A = 75 A

6. lépés: a szükséges teljes armatúrakör-ellenállás:
   R_össz = U_k / I_meg = 400 V / 75 A = 5,333 Ω

7. lépés: a beiktatandó indítóellenállás:
   R_i = R_össz − R_a = 5,333 − 0,8 = 4,533 Ω

Az indítóellenállást a felfutás során fokozatosan ki kell iktatni: ahogy nő a fordulatszám, nő az U_i, csökken az áram, és egyre kisebb előtétre van szükség; ha bent marad, a motor nem tudja leadni a névleges nyomatékát. Az ellenálláson a kezdeti pillanatban P = I² · R = 75² · 4,533 = 25,5 kW hőteljesítmény keletkezik – ez nem tartós üzemre méretezett alkatrész.

(d) Mezőgyengítés a névleges 90 %-ára, változatlan terhelő nyomaték mellett. A kulcs a nyomatékképlet: M = k · Φ · I_a. Ha M állandó és Φ a 0,9-szeresére csökken, akkor I_a-nak 1/0,9-szeresére kell nőnie.

8. lépés: az új fluxusszorzó:
   c · Φ' = 0,9 · 0,2483 = 0,2234 V/(1/min)

9. lépés: az azonos nyomatékhoz tartozó armatúraáram:
   I_a' = I_a / 0,9 = 50 A / 0,9 = 55,56 A        (+11,1 %)

10. lépés: az új indukált feszültség:
   U_i' = U_k − I_a' · R_a = 400 − 55,56 · 0,8
        = 400 − 44,44 = 355,6 V

11. lépés: az új fordulatszám:
   n' = U_i' / (c · Φ') = 355,6 V / 0,2234 = 1591 1/min      (+9,7 %)

Tanulság: a mezőgyengítés megemeli a fordulatszámot (1450 → 1591 1/min), de azonos nyomaték mellett megnöveli az armatúraáramot (50 → 55,6 A). Ha az áram a névleges fölé megy, a gép túlmelegszik – ezért a mezőgyengített tartományban a terhelhető nyomatékot csökkenteni kell.

(e) Az n–M jelleggörbe. A párhuzamos (sönt) gerjesztésű motor jelleggörbéje kemény, azaz enyhén eső egyenes:

n = (U_k − I_a · R_a) / (c · Φ),   és   M ~ I_a   ->   n = n_0 − (R_a / konstans) · M

Az üresjárási (terhelés nélküli) fordulatszám:
   n_0 = U_k / (c · Φ) = 400 / 0,2483 = 1611 1/min

A névleges munkapont:  M_n-nél  n = 1450 1/min
A fordulatszám-esés a névlegesig:  1611 − 1450 = 161 1/min, azaz 10,0 %

A vázlaton tehát a függőleges tengelyen n, a vízszintesen M; a görbe az n_0 = 1611 1/min pontból indul, és enyhén, egyenletesen esik.

Ha az armatúrakörbe állandó előtétellenállást iktatunk: az n_0 nem változik (üresjárásban I_a ≈ 0, tehát az előtéten nem esik feszültség), de a görbe meredekebbé válik, azaz a jelleggörbe „lágyul”: ugyanakkora nyomatéknál a fordulatszám kisebb lesz. Az egyenessereg tehát közös pontból (n_0) legyezőszerűen nyílik szét, a nagyobb előtéthez meredekebb egyenes tartozik. Ez a fordulatszám-szabályozás harmadik módja – egyszerű, de veszteséges, mert az előtéten hő keletkezik.

22.3. feladat. Szociális intézmény tartalékáramforrása.

(a) A tartós látszólagos teljesítményigény. Motoroknál kétszer kell „visszafelé” számolni: előbb a hatásfokkal a felvett hatásos teljesítményre, majd a cos φ-vel a látszólagosra.

1. lépés – világítás (cos φ = 1,0, nincs hatásfok-adat, ez a leadott = felvett):
   S_1 = P / cos φ = 6 kW / 1,0 = 6,00 kVA

2. lépés – hűtőkamra kompresszormotorja:
   felvett hatásos:   P_fel = 7,5 kW / 0,88 = 8,523 kW
   látszólagos:       S_2   = 8,523 kW / 0,85 = 10,03 kVA

3. lépés – keringtető szivattyúk:
   felvett hatásos:   P_fel = 4 kW / 0,85 = 4,706 kW
   látszólagos:       S_3   = 4,706 kW / 0,80 = 5,882 kVA

4. lépés – összegzés (a biztonság felé kerekítő, algebrai összeadással):
   S_tartós = 6,00 + 10,03 + 5,882 = 21,91 kVA ≈ 22 kVA

⚠ A számítás – a fejezet 22.8 mintapéldájához hasonlóan – nem veszi figyelembe az egyidejűséget, és a látszólagos teljesítményeket algebrailag adja össze (nem vektorosan). Ez a biztonság felé kerekít.

(b) A csúcsigény a kompresszor indításakor.

5. lépés: a kompresszor névleges árama:
   I_n = S_2 / (√3 · U) = 10 030 VA / (1,7321 · 400 V)
       = 10 030 / 692,8 = 14,47 A

6. lépés: az indítási áram:
   I_ind = 6 · I_n = 6 · 14,47 = 86,82 A

7. lépés: az indítási látszólagos teljesítmény:
   S_ind = √3 · U · I_ind = 1,7321 · 400 V · 86,82 A = 60 152 VA ≈ 60,15 kVA

8. lépés: a pillanatnyi csúcsigény (a világítás és a szivattyúk járnak,
          a kompresszor éppen indul):
   S_csúcs = S_1 + S_3 + S_ind = 6,00 + 5,882 + 60,15 = 72,03 kVA

A csúcsigény tehát a tartós igény több mint háromszorosa (72 kVA a 22 kVA-hez képest). A gépet ezért nem szabad 22 kVA-re méretezni: vagy az indítási lökést elviselő, nagyobb aggregátort kell választani, vagy a kompresszor indítási áramát kell csökkenteni (lágyindító, frekvenciaváltó – 24. és 25. fejezet), esetleg az indítási sorrendet kell úgy megválasztani, hogy a kompresszor induljon elsőként, a többi terhelés előtt.

(c) Az üzemmód és a párhuzamos kapcsolódás megakadályozása. A berendezés a 22.10 alfejezet négyes felosztása szerint a 2. üzemmódba: a tartalék (készenléti) táplálás, azaz „a közcélú táplálás átkapcsolható alternatívája” kategóriába tartozik (a jegyzet ezt a 30. fejezetbe utalja).

Ebben az üzemmódban a párhuzamos kapcsolódást meg kell akadályozni. A szabvány által felsorolt megoldások:

• villamos, mechanikus vagy elektromechanikus reteszelés;
• egyetlen, átvihető kulcsú zárrendszer;
• hárompozíciós, „megszakítás bekapcsolás előtt” (I–0–II állású) átkapcsoló;
• önműködő átkapcsoló készülék (ATS) megfelelő reteszeléssel.

A vonatkozó szerelési szabvány az MSZ HD 60364-5-551.

(d) Miért nem elég a meglévő kismegszakítókra hagyatkozni? Mert ⭐ a generátor zárlati árama kicsi és időben csökken: egy áramfejlesztő hozzájárulása a zárlati áramhoz időfüggő, és sokkal kisebb lehet, mint egy közép-/kisfeszültségű transzformátoré. A kismegszakító mágneses (zárlati) kioldója viszont a névleges áram többszörösét igényli a gyors működéshez – generátoros üzemben ez az áram egyszerűen nem jön össze, ezért a kioldó nem működik, és az önműködő lekapcsolás nem történik meg az előírt időn belül. A hálózatról méretezett védelem tehát generátoros üzemben nem igazolt.

Erre az MSZ HD 60364-5-56:2019 F melléklete ad külön számítási utat és „B tervet”: a fázis-föld zárlati impedanciát a generátortekercsek impedanciájából kell számítani, és ha a hibaáram így is túl kicsi az önműködő lekapcsoláshoz (F4. szakasz), az érintési feszültséget kell csökkenteni – alkalmazható a U_L ≤ 25 V csökkentett egyezményes érintési feszültség. Ezen felül: a túláramvédelmi eszközt a lehető legközelebb kell elhelyezni az áramfejlesztő kapcsaihoz, és a védelmi eszközök zárlati megszakítóképességét egyik tervezett üzemmódban sem szabad túllépni.

(e) A generátor csillagpontja és a nullavezető. ⭐ Saját földelésről kell gondoskodni. A szabály a fejezet szerint: ha az áramfejlesztő a közcélú táplálás átkapcsolható alternatívájaként üzemel, a táplálás önműködő lekapcsolásán alapuló védelem nem támaszkodhat az elosztóhálózat földelt pontjához (csillagpontjához) való csatlakozásra – megfelelő földelési eszközről kell gondoskodni.

Az indoklás: átkapcsoláskor a transzformátor csillagpontja leválik a berendezésről. Ha a generátor csillagpontja nem lenne külön földelve, a berendezés generátoros üzemben gyakorlatilag földeletlen (IT-szerű) rendszerré válna, amelyben az első testzárlat nem hajt akkora hibaáramot, hogy az önműködő lekapcsolás működjön – a védelem tehát megszűnne. Ezért a generátor csillagpontját saját földelővel a földhöz kell kötni, és a nullavezetőt (illetve a védővezetőt) ehhez a ponthoz kell rendelni.

⚠ Hiányzó adat: azt, hogy az átkapcsolónak a nullavezetőt is kapcsolnia kell-e (négypólusú átkapcsoló), és hogy a rendszer generátoros üzemben TN- vagy TT-elrendezésű legyen-e, a 22. fejezet szövege nem részletezi – ezt az MSZ HD 60364-5-551 vonatkozó szakaszából, illetve a 33. fejezet rendszerelrendezéseiből kell megállapítani.

Tudáspróba – megoldókulcs

F1.23 A 23. fejezet megoldásai

Gyakorlatok

23.1. feladat. Besorolás vezérlés vagy szabályozás kategóriába. A döntő kérdés mindig ugyanaz: visszavezetjük-e a kimenetet, és képezünk-e különbséget az alapjellel? Ha nem, vezérlés.

A két kért blokkvázlat.

(c) NYITOTT hatáslánc – szállítószalag START/STOP (VEZÉRLÉS)

  [ kezelő: START/STOP ] → [ vezérlőkör: -QA1 tekercskör ] → [ -QA1 főérintkezők ]
        → [ motor ] → [ szalag mozog ]

  A lánc EGYENES VONAL: a szalag tényleges mozgása nem tér vissza a lánc elejére.
  Zavarás (pl. megcsúszott szíj) esetén a vezérlés nem tud róla.

(b) ZÁRT hatáslánc – kemencehőmérséklet 180 °C-on (SZABÁLYOZÁS)

           x_a = 180 °C
                │
                ▼
   ┌───→ (különbségképzés) ──x_r──→ [ szabályozó ] ──x_v──→ [ fűtésteljesítmény-
   │            ▲                                             beavatkozó szerv ]
   │            │ x_e                                              │ x_b
   │      [ érzékelő: hőelem ]                                     ▼
   │            ▲                                          [ KEMENCE (szakasz) ]
   │            │                                                  │ x_m
   └────────────┴──────────── x_s = a kemence tényleges ───────────┘
                              hőmérséklete        ↑ x_z (ajtónyitás)

  A lánc KÖR: az eredmény visszatér a lánc elejére, és ott
  összehasonlítjuk az alapjellel.

23.2. feladat. Csarnok szellőztetése: a beltéri hőmérsékletet 20 °C-on tartjuk a ventilátor fordulatszámával, amelyet frekvenciaváltó hajt; a hőmérsékletet fali érzékelő méri.

(a) A blokkvázlat és a nyolc jel.

  x_a = 20 °C (beállított érték)
        │
        ▼
  (különbség) ──x_r──→ [ SZABÁLYOZÓ ] ──x_v──→ [ FREKVENCIAVÁLTÓ ] ──x_b──→
        ▲                                                                  │
        │ x_e                                                              │ x_m
        │                                                                  ▼
  [ fali hőmérséklet-érzékelő ] ←──────── x_s ──────── [ CSARNOK + VENTILÁTOR ]
                                                                  ▲
                                                                  │ x_z
                                          (külső hőmérséklet, napsütés,
                                           géphő, ajtónyitás, létszám)

(b) Három zavaró jellemző (x_z).

1. A külső levegő hőmérsékletének változása (nappal-éjszaka, évszak) – közvetlenül megváltoztatja a befújt levegő hőtartalmát és az épület hőveszteségét.
2. A csarnokban működő gépek és világítás hőterhelése – ha egy nagy gép elindul, hőt ad le; a hőterhelés a műszakkal együtt ugrásszerűen változik.
3. Kapunyitás, ajtónyitás, illetve a bent tartózkodó személyek számának változása – gyors, lökésszerű zavarás.

(További lehetőség: a napsütés a tetőn és az üvegfelületeken, a szellőzőszűrő eltömődése, amely azonos fordulatszámon kevesebb levegőt enged át.)

(c) Mi változna kapcsolóórás megoldásnál? A kapcsolóóra megadott időpontban be-, majd kikapcsolja a ventilátort, függetlenül attól, hány fok van a csarnokban. Ezzel a rajzról eltűnik a visszacsatolás ága: nincs érzékelő, tehát nincs x_e ellenőrző jel, és mivel különbségképzés sincs, nincs x_r rendelkező jel sem. A kör felszakad, nyitott hatáslánc, azaz vezérlés lesz belőle.

A következmény: a rendszer csak azokra a zavarásokra tud reagálni, amelyeket a tervező előre számításba vett – vagyis gyakorlatilag egyre sem. Ha meleg a nap, a csarnok túlmelegszik; ha hideg, feleslegesen szellőztet és kifűti az épületet; a kapunyitás vagy egy leállt gép hatását nem veszi észre. A 20 °C-os alapjel értelmét veszti: a beállított idő, nem a beállított hőmérséklet teljesül.

23.3. feladat. Kontaktortekercs hosszú vezérlővezetéken. U = 230 V, l = 60 m (oda-vissza 120 m), A = 1,5 mm² réz, I_behúzás = 0,5 A (feladatbeli mintaadat), a tekercs a névleges feszültség 85 %-át igényli.

(a) A vezeték ellenállása. A 2. fejezet képlete R = ρ · l / A, és a teljes vezetékhosszal (oda-vissza!) kell számolni:

1. lépés: a számításba veendő hossz:
   l = 2 · 60 m = 120 m

2. lépés: a vezetékpár ellenállása (ρ_Cu = 0,01724 Ω·mm²/m):
   R = ρ · l / A = 0,01724 Ω·mm²/m · 120 m / 1,5 mm²
     = 2,0688 / 1,5 = 1,379 Ω

(b) A feszültségesés és a tekercsre jutó feszültség.

3. lépés: ΔU = I · R = 0,5 A · 1,379 Ω = 0,690 V

4. lépés: U_tekercs = U − ΔU = 230 V − 0,690 V = 229,3 V

5. lépés: százalékosan: 229,3 / 230 · 100 % = 99,70 %
          (a feszültségesés mindössze 0,30 %)

(c) Behúz-e a kontaktor? ⭐ Igen, bőségesen behúz. A tekercsre jutó 229,3 V a névleges 99,7 %-a, ami messze a megkövetelt 85 % fölött van. Nézzük meg, hol lenne a határ:

6. lépés: a megengedhető legnagyobb feszültségesés:
   ΔU_max = (100 % − 85 %) · 230 V = 0,15 · 230 = 34,5 V

7. lépés: az ehhez tartozó áram ezen a vezetéken:
   I_max = ΔU_max / R = 34,5 V / 1,379 Ω = 25,0 A

A behúzási áram tehát ötvenszerese is lehetne a 0,5 A-nek, mielőtt a kontaktor bizonytalanná válna. A feladat adataival tehát nincs hiba – ez maga is fontos tanulság: 230 V-os vezérlőfeszültségnél a hosszú vezérlővezeték ritkán okoz behúzási problémát.

⚠ Hol jelentkezik mégis a hiba? Tipikusan kis vezérlőfeszültségnél, nagy behúzási áramnál és hosszú, vékony vezetéknél – vagy akkor, ha a vezérlőtranszformátor nincs a behúzási teljesítményre méretezve, és a behúzás pillanatában megroggyan. Ezt számolja végig az (e) pont.

Ha mégsem húzna be, három egymástól független megoldás:

1. Nagyobb keresztmetszetű vezérlővezeték (1,5 mm² helyett 2,5 vagy 4 mm²): R ~ 1/A, tehát a 2,5 mm² a feszültségesést 1,67-szeresen csökkenti.
2. A vezérlőfeszültség megemelése, illetve a vezérlőtranszformátor nagyobb teljesítményűre cserélése: azonos abszolút feszültségesés nagyobb névleges feszültségen kisebb százalékot jelent, a nagyobb transzformátor pedig nem roggyan meg a behúzási teljesítménylökésre.
3. Segédrelé (illesztő relé) beépítése a kontaktor mellé, közvetlenül a szekrénybe: a hosszú vezetéken így csak a kis áramú segédrelé tekercsének árama folyik, a nagy behúzási áramú kontaktortekercset pedig a rövid, szekrényen belüli vezeték táplálja.

(További lehetőség: egyenáramú, kis fogyasztású tekercsű kontaktor választása, vagy a vezérlőkör áthelyezése úgy, hogy a kontaktor közelebb kerüljön a táphoz.)

(e) A második adatsor: 24 V AC, 3 A behúzási áram, ugyanez a vezeték. A vezeték ellenállása nem változik, hiszen ugyanaz a hossz és keresztmetszet: R = 1,379 Ω.

1. lépés: a feszültségesés a behúzás pillanatában:
   ΔU = I · R = 3 A · 1,379 Ω = 4,14 V

2. lépés: ez a 24 V-nak hány százaléka?
   4,14 / 24 · 100 % = 17,2 %

3. lépés: mennyi marad a tekercsen?
   U_tekercs = 24 − 4,14 = 19,86 V
   19,86 / 24 · 100 % = 82,8 %

⚠ A kontaktor NEM húz be biztosan. A tekercsre jutó 19,86 V a névleges 82,8 %-a, ami a megkövetelt 85 % alatt van – éppen abban a „berregő", félbehúzott állapotban, amelyet a (d) pont ír le, és amely a legveszélyesebb.

⭐ Mit mutat meg a két adatsor összevetése? Ugyanaz a vezeték, ugyanaz az ellenállás – és az egyik esetben 0,30 %, a másikban 17,2 % a feszültségesés. A különbség két dologból adódik:

1. A vezérlőfeszültség nagysága. Az abszolút feszültségesés mindig ugyanakkora R mellett I-vel arányos, de a százalékos esés a névleges feszültséghez viszonyul: 230 V-on ugyanaz a volt annyi, amennyi 24 V-on majdnem tízszer annyi.
2. A behúzási áram. A kis feszültségű tekercs ugyanakkora teljesítményt vesz fel, tehát nagyobb áramot – a 24 V-os tekercs behúzási árama nagyságrenddel nagyobb, mint a 230 V-osé.

A gyakorlati szabály tehát: a vezérlővezeték feszültségesésével akkor kell komolyan foglalkozni, ha kis vezérlőfeszültséget (24 V AC vagy DC) használsz hosszú vezérlővezetéken – 230 V-os vezérlőkörnél ez a hiba szinte sosem lép fel. A 24 V-os körben a megoldás: nagyobb keresztmetszet, vagy – ami a tipikus ipari gyakorlat – segédrelé a szekrényben, hogy a hosszú vezetéken csak a kis áramú reléjel fusson.

(d) Miért veszélyesebb ez, mint egy egyszerű „nem működik”? Mert a hiba nem egyértelmű leállás, hanem köztes, félbehúzott állapot: a kontaktor „berreg”, zúg, nem csapódik be teljesen. A behúzatlan mágneskörben nagy a légrés, tehát nagy az áramfelvétel, ezért a tekercs gyorsan túlmelegszik és leéghet. A főérintkezők pedig nem záródnak teljesen: az érintkezési ellenállás nagy, ott hő fejlődik, az érintkezők beégnek, összeheged(het)nek, és a motor esetleg fázishiányosan kap táplálást – ami a 21. fejezet szerint a motort is tönkreteszi. Egy „nem működik” hibát azonnal észrevesznek és megjavítanak; ez a hiba viszont látszólag működő berendezés mellett, tűz- és gépkárveszélyt okozva rejtve marad.

23.4. feladat. Öntartó START/STOP vezérlés – az alapfeladat.

(a) A főáramkör áramútterve. A főáramkör felülről lefelé, készülékről készülékre:

FŐÁRAMKÖR – közvetlen indítású motorleágazás

L1  L2  L3   (3 × 400 V, 50 Hz + PE)
 │   │   │
 ▼   ▼   ▼
┌──────────────┐
│  -QB1        │  terheléskapcsoló-szakaszoló (leválasztás; QB = szétválasztás)
└──────────────┘  1-2 / 3-4 / 5-6
 │   │   │
 ▼   ▼   ▼
┌──────────────┐
│  -FC1        │  zárlatvédelem: olvadóbiztosító (aM jelleg) vagy motorvédő
└──────────────┘  megszakító, motoros karakterisztikával (17. fejezet)
 │   │   │
 ▼   ▼   ▼
┌──────────────┐
│  -QA1        │  a kontaktor FŐÉRINTKEZŐI
└──────────────┘  1/L1–2/T1,  3/L2–4/T2,  5/L3–6/T3
 │   │   │
 ▼   ▼   ▼
┌──────────────┐
│  -FC2        │  hőkioldó (termikus túlterhelésrelé) főáramköri része
└──────────────┘  beállítás a TÉNYLEGES I_n-re (21. fejezet)
 │   │   │
 ▼   ▼   ▼
┌──────────────┐
│  -MA1   3~   │  háromfázisú kalickás aszinkron motor
└──────────────┘  U1, V1, W1 kapcsok + PE a motorházon

A -FC2 hőkioldó 95-96 bontó és 97-98 záró segédérintkezője már a vezérlőkörbe kerül.

(b) A vezérlőkör áramútterve, számozott áramutakkal.

VEZÉRLŐKÖR – öntartó START/STOP (1 áramút)

     L1 (vagy a vezérlőtranszformátor kimenete)
      │
     [-FC3]  a vezérlőkör külön túláramvédelme
      │
─── 1. áramút ─────────────────────────────────────────────────────────────
      │
     [-FC2  95-96]      a hőkioldó BONTÓ érintkezője   (ÉS-feltétel, védelem)
      │
     [-SG1  11-12]      STOP nyomógomb, BONTÓ (NC)     (ÉS-feltétel, leállítás)
      │
      ├──[-SG2  13-14]──┐   START nyomógomb, ZÁRÓ (NO)      ┐
      │                 │                                   ├ VAGY-kapcsolat
      └──[-QA1  13-14]──┘   a -QA1 ÖNTARTÓ záró érintkezője ┘
      │
     (-QA1  A1 – A2)     a kontaktor működtetőtekercse
      │
      N

Az ágfelépítés logikája: soros érintkező = ÉS, párhuzamos ág = VAGY, bontó érintkező = NEM. A mondat, amit a rajz megvalósít: „A -QA1 akkor húzzon be, ha nincs kioldva a hőkioldó ÉS nincs benyomva a STOP ÉS (megnyomták a STARTot VAGY a -QA1 már behúzva van).”

(c) Anyagjegyzék.

A kontaktoron tehát egyetlen záró segédérintkező kell – ez a gyári alapkiépítésben rendszerint benne van.

(d) A próba. A szerelőlapra épített kapcsolást először a főáramkör leválasztásával, csak a vezérlőkörre kapcsolt feszültséggel kell kipróbálni: így a kontaktor behúzása és elejtése hallható és látható, a motor viszont nem indul, tehát a logikai hiba nem okoz gépkárt vagy balesetet. Ez a fejezet által is kiemelt előny: a karbantarthatóság, vagyis hogy a vezérlőkör logikája motor nélkül végigellenőrizhető. Csak a hibátlan logikai próba után szabad a főáramkört visszakapcsolni.

(e) Mi történik a három esetben?

(i) A START gombot nyomva tartod, és közben megnyomod a STOP gombot. A motor leáll. A STOP bontó érintkezője a tekercskörben sorosan, a START/öntartó párhuzamos ág előtt helyezkedik el; ha bont, az egész áramút megszakad, függetlenül attól, hogy a START gomb zárva van-e. A -QA1 elejt, az öntartó érintkező nyit. Ha ezután elengeded a STOP gombot, a motor nem indul újra, mert az öntartás megszűnt – csak a START ismételt megnyomására indul. (Ez a helyes viselkedés: ha a berendezés a nyomva tartott START miatt újraindulna, a kapcsolás hibás volna – valószínűleg az öntartó érintkező a STOP elé van kötve.)

(ii) A hőkioldó kiold. A -FC2 95-96 bontó érintkezője nyit, a tekercskör megszakad, a -QA1 elejt, a főérintkezők nyitnak, a motor leáll. Az öntartás megszűnik. A hőkioldó visszaállítása (reset) után a berendezés nem indul el magától – ez is a szabvány elvárása („a visszaállítás nem indíthat”); az újraindításhoz a START gombot kell megnyomni. A visszaállítás előtt persze meg kell keresni a kioldás okát (túlterhelés, fáziskimaradás, eltömődött hűtés – 21. fejezet).

(iii) Feszültségkimaradás, majd a feszültség visszatérése. A feszültségkimaradáskor a tekercs árama megszűnik, a rugó legyőzi a mágneses erőt, a -QA1 elejt, és az öntartó érintkezője kinyit. Amikor a feszültség visszatér, a tekercskör már nyitva van: a START gomb nincs benyomva, az öntartó érintkező sem zár – tehát a motor magától nem indul újra. Ez a nullfeszültség-védelem, amelyet az öntartó kapcsolás a szerkezetéből adódóan megvalósít. Ez az egyik legfontosabb oka annak, hogy a gépeket nem egyszerű kétállású kapcsolóval kapcsolják: egy karos kapcsolónál a feszültség visszatérésekor a gép magától elindulna – akkor is, ha közben a szerelő már a gép belsejében dolgozik.

23.5. feladat. Jelzőlámpás visszajelzés hozzáadása.

(a)–(c) A bővített vezérlőkör áramútterve.

VEZÉRLŐKÖR – öntartás + három visszajelzés (4 áramút)

  Közös tápág:  L1 ──[-FC3]──┬── mind a négy áramút innen ágazik le
                             ↓
  1. áramút  (a motor kontaktora)
      [-FC2 95-96] ─ [-SG1 11-12] ─┬─[-SG2 13-14]─┬─ (-QA1 A1-A2)
                                   └─[-QA1 13-14]─┘
  2. áramút  (zöld ÜZEMJELZÉS)
      [-QA1 43-44]  ZÁRÓ segédérintkező  ── (-PF1 zöld)
  3. áramút  (piros HIBAJELZÉS)
      [-FC2 97-98]  a hőkioldó ZÁRÓ érintkezője  ── (-PF2 piros)
  4. áramút  (ÜZEMKÉSZ jelzés, fehér/kék)
      [-QA1 21-22]  BONTÓ segédérintkező  ── (-PF3 üzemkész)

  Minden áramút alja a közös N vezetőre megy.
  ⭐ A 2., 3. és 4. áramút NEM a STOP/START ág után csatlakozik, hanem
     közvetlenül a -FC3 utáni közös tápágra.

• (a) Zöld üzemjelző (-PF1) – a -QA1 43-44 záró segédérintkezőjéről táplálva. Csak akkor világít, ha a kontaktor ténylegesen behúzott, tehát ha a motor jár.
• (b) Piros hibajelző (-PF2) – a hőkioldó -FC2 97-98 záró érintkezőjéről. Kioldáskor gyullad ki. (Ez a záró érintkező kifejezetten a jelzésre való; a védelmi funkciót a 95-96 bontó látja el.)
• (c) Üzemkész jelzés (-PF3) – a -QA1 21-22 bontó segédérintkezőjéről. Akkor világít, ha a vezérlőkör feszültség alatt áll (különben a lámpa sem kapna feszültséget), de a kontaktor nincs behúzva – vagyis a berendezés áll, de indításra kész. Amint a motor elindul, a bontó érintkező nyit, és ez a lámpa kialszik, miközben a zöld kigyullad. A két lámpa így soha nem világít egyszerre – ez önmagában is jó ellenőrzés a helyes bekötésre.

(d) Hány segédérintkező kell a kontaktoron? Összesen három:

Egy kisebb, gyári kontaktoron rendszerint egy záró (esetleg egy záró + egy bontó) segédérintkező van beépítve, ezért segédérintkező-modult (rápattintható, elöl vagy oldalt szerelhető blokkot) kell hozzátenni. A modul kiválasztásánál a szükséges záró/bontó kombinációra kell figyelni (például egy 1Z+1B modul már elegendő az alapkiépítés mellé). ⚠ Ha nincs elég hely a bővítésre, a hiányzó érintkezőket segédrelével (-KF, KF osztály) lehet pótolni, amelyet a kontaktortekerccsel párhuzamosan hajtunk meg.

(e) A START gomb ágáról vagy a kontaktor segédérintkezőjéről? ⭐ A kontaktor segédérintkezőjéről a helyes.

• Ha az üzemjelzőt a START gomb ágáról táplálnád, akkor a lámpa azt jelezné, hogy parancsot adtál – vagyis hogy a gombot megnyomták. Ez hamis biztonságérzetet ad: a lámpa akkor is világítana, ha a kontaktor a tekercsszakadás, a beszorult mechanika vagy a kioldott hőkioldó miatt nem húzott be, tehát a motor nem jár.
• Ha a kontaktor záró segédérintkezőjéről táplálod, a lámpa azt jelzi, hogy a parancs teljesült: a kontaktor mozgó vasmagja becsapódott, tehát a főérintkezők is zártak. Ez az igazi visszajelzés.

⚠ A fejezet figyelmeztetése ide is tartozik: a visszajelzés nem helyettesíti a feszültségmentesség ellenőrzését. Attól, hogy a lámpa nem világít, a berendezés még lehet feszültség alatt (kiéghetett az izzó, elszakadhatott a lámpa vezetéke). Munkakezdés előtt mindig a szabályos feszültségmentesítést és a feszültségmentesség műszeres igazolását kell elvégezni (38. fejezet).

23.6. feladat. Kétmotoros elszívórendszer, 10 s késleltetéssel.

(a) A feladat logikai feltételekként.

1. -QA1 (1. ventilátor): „A -QA1 akkor húzzon be, ha NINCS kioldva az 1. hőkioldó ÉS NINCS kioldva a 2. hőkioldó ÉS NINCS benyomva a STOP ÉS (megnyomták a STARTot VAGY a -QA1 már behúzva van).”
2. -KF1 (időrelé): „A -KF1 akkor kapjon feszültséget, ha a -QA1 behúzva van.” (Így az időzítés pontosan az 1. ventilátor indulásától számít.)
3. -QA2 (2. ventilátor): „A -QA2 akkor húzzon be, ha a -QA1 behúzva van ÉS a -KF1 beállított 10 másodperces késleltetése letelt.”
4. -PF1 (zöld lámpa): „A zöld lámpa akkor világítson, ha a -QA1 behúzva van ÉS a -QA2 is behúzva van.” (Két záró érintkező sorosan – ez az ÉS-kapcsolat.)
5. Közös leállítási feltétel: „A STOP megnyomása VAGY bármelyik hőkioldó kioldása mindkét motort azonnal leállítja.” – Ez azért teljesül magától, mert a két hőkioldó bontó érintkezője és a STOP a közös, mindkét tekercskör előtti ágban van.

(b) A fő- és a vezérlőkör áramútterve.

FŐÁRAMKÖR – két motorleágazás

L1 L2 L3 ──[-QB1 szakaszoló]──┬──[-FC1]──[-QA1 főé.]──[-FC2]──[-MA1  3~]
                              │
                              └──[-FC4]──[-QA2 főé.]──[-FC5]──[-MA2  3~]

  -FC1, -FC4 : zárlatvédelem   -FC2, -FC5 : a két külön hőkioldó

VEZÉRLŐKÖR – kétmotoros, késleltetett indítás (4 áramút)

  Közös ág (minden áramút előtt, sorosan, mind BONTÓ):
    L1 ─[-FC3]─[-FC2 95-96]─[-FC5 95-96]─[-SG1 11-12 STOP NC]─┐
                                                              ↓
  1. áramút  (1. ventilátor)
      ┌─[-SG2 13-14 START]──┐
      └─[-QA1 13-14 öntartó]┴── (-QA1 A1-A2)
  2. áramút  (időrelé)
      [-QA1 43-44] ── (-KF1 tekercs, A1-A2; ON-delay, t = 10 s)
  3. áramút  (2. ventilátor)
      [-KF1 15-18 késleltetve ZÁRÓ] ── (-QA2 A1-A2)
  4. áramút  (zöld lámpa: MINDKÉT ventilátor jár)
      [-QA1 53-54] ─ [-QA2 13-14]   (sorosan = ÉS)  ── (-PF1 zöld)

  Minden áramút alja a közös N vezetőre megy.

A két hőkioldó 95-96 bontó érintkezője és a STOP a közös ágban, sorosan van a leágazások előtt – így bármelyik kioldása vagy a STOP megnyomása mindkét motort leállítja, ahogy a feladat kéri. ⭐ A -QA1-nek két záró segédérintkezője kell (a 2. áramúthoz a 43-44, a 4. áramúthoz az 53-54 – a számjelölés szabálya szerint mindkettő záró, csak más sorszámú), ezt segédérintkező-modullal biztosítjuk.

(c) Milyen típusú időrelé kell? Behúzáskésleltetett (ON-delay) időrelé. Indoklás: a vezérlőjel (a -QA1 behúzása) felfutása után kell t = 10 s idővel bekapcsolnia a -QA2 körét, a jel megszűnésekor pedig azonnal el kell ejtenie – ez pontosan az ON-delay definíciója. Az elengedéskésleltetett (OFF-delay) típus fordítva működne: azonnal behúzna (tehát a 2. ventilátor is azonnal indulna), és a leállítás késne 10 másodpercet – ez éppen az ellenkezője a követelménynek.

(d) A próba. A késleltetést stopperrel, a START gomb megnyomásától a 2. kontaktor behúzásának hangjáig kell mérni. A készüléken két dolgot kell beállítani: a nagyságrendválasztót (például 1–10 s tartomány) és azon belül a 10–100 %-os finomállítót – a kettő szorzata adja a beállított időt. Tipikus hibaforrás, hogy csak a finomállítót állítják, és a tartomány marad rossz állásban. A mért és a beállított érték eltérésének a készülék tűrésén belül kell maradnia; a beállított értéket a dokumentációba is be kell írni, különben egy évekkel későbbi hibakeresésnél senki nem fogja tudni, miért éppen 10 másodperc van beállítva.

(e) Módosítás utánfutásra (a 2. ventilátor még 30 s-ig járjon a STOP után). Ekkor a késleltetést elengedéskor kell érvényesíteni, tehát:

1. A -KF1 behúzáskésleltetett időrelét elengedéskésleltetett (OFF-delay) típusra kell cserélni (vagy egy második, OFF-delay relét kell beépíteni), és t = 30 s-ra állítani. Ez a vezérlőjellel azonnal behúz, és a jel lefutása után t idővel kapcsol ki.
2. A -QA2 tekercskörét az OFF-delay relé késleltetve bontó érintkezőjéről kell táplálni, nem pedig a közös, STOP utáni ágból – különben a STOP a 2. ventilátort is azonnal leállítaná, és az utánfutás nem valósulna meg. A -QA2 ága tehát a STOP elé, közvetlenül a -FC3 és a hőkioldók után kerül, és csak az időrelé érintkezője kapcsolja.
3. ⚠ Biztonsági fenntartás: a hőkioldók bontó érintkezőinek és – ha van – a vészleállítónak ekkor is minden kontaktort azonnal, késleltetés nélkül kell bontaniuk. Ezért ezeket a -QA2 külön ágába is bele kell sorolni, illetve a vészleállítót a teljes vezérlőkör elé kell tenni (23.7. feladat). Az utánfutás technológiai funkció, nem biztonsági – biztonsági leállításnál nincs utánfutás.

Az OFF-delay relé egy hasznos tulajdonsága, hogy ha a vezérlőjel a késleltetés alatt újra felfut, a kikapcsolás nem következik be, hanem a késleltetés újraindul – így a kapcsoló többszöri működtetése után is mindig az utolsó leállítástól számít a 30 másodperc.

23.7. feladat. Vészleállítás beépítése a kétmotoros kapcsolásba.

(a) A bővített vezérlőköri áramútterv. A vészleállítók a tekercskör legelejére, a -FC3 után, még a STOP gomb elé kerülnek, és egymással sorosan:

VEZÉRLŐKÖR – vészleállítással kiegészítve

  Közös ág (minden áramút előtt, sorosan, mind BONTÓ):
    L1 ─[-FC3]─[-SG0a 11-12]─[-SG0b 11-12]─[-FC2 95-96]─
       ─[-FC5 95-96]─[-SG1 11-12 STOP]─┐
                                       ↓
    1. áramút:  START/öntartás ──────────────────── (-QA1)
    2. áramút:  [-QA1 43-44] ────────────────────── (-KF1)
    3. áramút:  [-KF1 15-18] ────────────────────── (-QA2)
    4. áramút:  [-QA1 53-54] ─ [-QA2 13-14] ─────── (-PF1)

  -SG0a = VÉSZLEÁLLÍTÓ a kezelőpulton
          (gombafejű, reteszelt, kényszerbontású NC)
  -SG0b = VÉSZLEÁLLÍTÓ a gép távolabbi végén
          (szintén reteszelt, kényszerbontású NC)

A két vészleállító sorba kapcsolódik: bármelyik működtetése a teljes vezérlőkört feszültségmentesíti, tehát mindkét kontaktor elejt és az időrelé is nullázódik. Mindkét kezelőszerv bontó (NC), kényszerbontású érintkezővel készül – ugyanaz a kényszerbontási elv, mint a STOP nyomógombnál: ha a vezeték elszakad vagy az érintkező elkorrodál, a berendezés leáll, tehát a hiba a biztonságos állapot felé viszi a gépet.

(b) Melyik STOP-kategória? A STOP 0. kategória: „feltétel nélküli azonnali” energialeválasztás. Indoklás: a vészleállító megnyomásakor a teljes vezérlőkör feszültségmentessé válik, minden kontaktor azonnal elejt, a főérintkezők nyitnak, tehát a motorok energiaellátása azonnal és feltétel nélkül megszűnik – nincs vezérelt lefékezés, nincs sorrend. Ez elszívóventilátoroknál a helyes választás: a kifutó járókerék önmagában nem hoz létre új veszélyt. (Az 1. kategória – előbb vezérelt lefékezés, azután energialeválasztás – ott volna a helyes, ahol az azonnali áramtalanítás újabb veszélyt teremtene: nagy tehetetlenségű kifutó tömeg, emelt teher, a munkadarabban maradó szerszám.)

(c) Elindul-e magától a berendezés a feloldás után? Nem – és ez a helyes viselkedés. A vészleállítás alatt a -QA1 elejtett, tehát az öntartó érintkezője kinyílt; a feloldás (a gombafej kihúzása vagy elfordítása) után a tekercskör ugyan újra záródik a vészleállítónál, de az 1. áramútban sem a START gomb, sem az öntartó érintkező nem zár. Az újraindításhoz a kezelőnek szándékosan meg kell nyomnia a START gombot. Ez pontosan az az elv, amelyet a szabvány elvár: a visszaállítás önmagában nem indíthat.

Ha a kapcsolásod mégis magától elindulna, akkor a hiba szinte biztosan az, hogy a vészleállító nem a teljes vezérlőkör elé, hanem csak egy részágba került, vagy hogy valamelyik kontaktort nem öntartás, hanem közvetlen (állandóan zárt) feltétel tartja behúzva – például ha az időrelés -QA2 ága a -QA1 érintkezője helyett közvetlenül a tápról kap feszültséget. Ellenőrizni kell azt is, hogy a vészleállító tényleg reteszelt állapotban marad-e működtetés után (nem áll-e magától vissza).

(d) Miért nem elég a vészleállító gomb? ⭐⭐ Egy mondatban: a vészleállítás mindig kiegészítő biztonsági intézkedés, soha nem helyettesíthet biztonsági funkciót (a teljes forrásmondat: „…biztonsági funkciót vagy technológiai funkciót”). A hivatkozott szabványi elv az MSZ EN ISO 13850:2016 (a gépek villamos berendezéseire vonatkozó általános követelményekkel együtt az MSZ EN 60204-1:2019 + A1:2025) szerinti kiegészítő intézkedés elve. Ebből következik, hogy a vészleállító nem pótolja a védőburkolatot, a reteszelt védőajtót, a védőberendezést (fényfüggöny, biztonsági szőnyeg, kétkezes indítás) és a normál üzemi STOP funkciót sem. A gép biztonságát az elsődleges védelmi megoldásoknak kell megteremteniük; a vészleállítás csak a maradékkockázatot csökkenti, vagyis az utolsó lehetőség akkor, amikor minden más már nem működött.

(e) Kezelőszerv 40 m hosszú szállítószalaghoz. Húzókötél (kötélkapcsoló), a szalag teljes hossza mentén kifeszítve. Indoklás: a szabvány szerint a vészleállító kezelőszerve nem csak nyomógomb lehet, hanem „kötél, rúd, fogantyú stb.” is – és egy 40 méteres szalagnál a gombafejű nyomógomb elvi hiba volna, mert a kezelő olyan helyre kerülhetne (a szalag közepére), ahonnan nem éri el egyik gombot sem. A kifeszített kötél lényege éppen az, hogy bárhonnan, bármelyik pontról működtethető, és a kezelő nem tud olyan helyre kerülni a szalag mellett, ahonnan ne érné el.

A szerelési magasság a forrás szerinti ajánlás alapján 0,6–1,7 m a hozzáférési szint fölött – ez az a sáv, amely álló ember számára gyors, tétovázás nélküli mozdulattal elérhető. A kötelet a szalag mindkét oldalán, e magasságban kell kifeszíteni, ügyelve arra, hogy ne takarja anyag, burkolat vagy kábeltálca, és hogy a kötélkapcsoló a kötél elszakadására is kioldjon (kényszerbontás).

23.8. feladat. Keverőberendezés – szöveges leírásból áramútterv.

(a) A hat lépés, kiemelten a 3. és a 4. lépéssel.

1. lépés – a feladat megértése, a készülékek kigyűjtése.

2. lépés – események és állapotok. Az indítást a START gomb váltja ki (meg kell jegyezni → öntartás kell); a további lépésváltásokat idő váltja ki (5 s, majd 20 s → két időrelé); a leállítást a STOP, a fedélnyitás vagy a vészleállító.

3. lépés – a logikai leírás (magyar mondatokban).

1. „A -QA1 (keverőmotor) akkor húzzon be, ha NINCS működtetve a vészleállító ÉS NINCS benyomva a STOP ÉS NINCS kioldva a hőkioldó ÉS a fedél ZÁRVA van ÉS (megnyomták a STARTot VAGY a -QA1 már behúzva van).”
2. „A -KF1 (5 s) akkor kapjon feszültséget, ha a -QA1 behúzva van.”
3. „A -QA2 (adagolószelep) akkor húzzon be, ha a -QA1 behúzva van ÉS eltelt 5 s (a -KF1 késleltetve zárt) ÉS NEM telt még el a 20 s adagolási idő (a -KF2 késleltetve bontó érintkezője zárt).”
4. „A -KF2 (20 s) akkor kapjon feszültséget, ha a -KF1 5 másodperces késleltetése letelt” – tehát a 20 s az adagolás kezdetétől számít, de ⭐ a -KF2 a -QA2-vel párhuzamosan, nem a -QA2 érintkezőjéről kap feszültséget (lásd a (c) pont indoklását).
5. „A -PF1 zöld lámpa akkor világítson, ha a -QA1 behúzva van.”
6. „A -PF2 sárga lámpa akkor világítson, ha a -QA2 behúzva van.”

4. lépés – a fordítás kapcsolásra. A fejezet szabálya szerint gépies munka:

5. lépés – a rajz. Külön főáramkör, külön vezérlőkör, számozott áramutak, kapocsszámok, érintkező-kiosztási mező a tekercsek alatt.

6. lépés – ellenőrzés végigjátszással – lásd a (d) pontot.

(b) Az áramútterv.

FŐÁRAMKÖR

L1 L2 L3 ─[-QB1]─[-FC1]─[-QA1 főé.]─[-FC2 hőkioldó]─[-MA1 3~ keverő]

  A mágnesszelep (-MB1) egyfázisú fogyasztó: a vezérlőkörben, a -QA2
  érintkezőjén át kapja a táplálást (kis teljesítménynél a -QA2 lehet
  segédrelé is).

VEZÉRLŐKÖR – keverőberendezés (5 áramút)

  Közös ág (minden áramút előtt, sorosan, mind BONTÓ):
    L1 ─[-FC3]─[-SG0 11-12 VÉSZLEÁLLÍTÓ]─[-FC2 95-96]─
       ─[-SG1 11-12 STOP]─[-BG1 fedél NC]─┐
                                          ↓
  1. áramút  (keverőmotor)
      ┌─[-SG2 13-14 START]──┐
      └─[-QA1 13-14 öntartó]┴── (-QA1 A1-A2)
  2. áramút  (5 s-os időrelé)
      [-QA1 43-44] ── (-KF1  ON-delay, t₁ = 5 s)
  3. áramút  (adagolószelep + a 20 s-os időrelé, PÁRHUZAMOSAN)
      [-KF1 15-18 kés. ZÁRÓ] ─┬─[-KF2 15-16 kés. BONTÓ]─ (-QA2 A1-A2)
                              └──────────────────────── (-KF2  t₂ = 20 s)
  4. áramút  (zöld lámpa: a keverő jár)
      [-QA1 53-54] ── (-PF1 ZÖLD)
  5. áramút  (sárga lámpa: adagolás)
      [-QA2 13-14] ── (-PF2 SÁRGA)

  Minden áramút alja a közös N vezetőre megy.
  A -MB1 mágnesszelep a -QA2 egy érintkezőjén keresztül kap feszültséget.

  ⭐ A 3. áramút a feladat kulcsa: a -KF2 a -KF1 érintkezője UTÁN, a -QA2
     tekercsével PÁRHUZAMOSAN, a -KF2 15-16 bontója ELÉ csatlakozik.

Figyeld meg, hogy a vészleállító, a hőkioldó, a STOP és a fedél-végálláskapcsoló a közös ágban, minden áramút előtt van, bontó érintkezővel. Ezért teljesül magától az a két követelmény, hogy a STOP „bármikor mindent leállít”, és hogy „a fedél nyitása üzem közben azonnal leállít mindent”.

(c) Milyen és hány időrelé kell? Két darab, mindkettő behúzáskésleltetett (ON-delay).

• -KF1 – t₁ = 5 s, a -QA1 indítja; késleltetve záró érintkezője kapcsolja be az adagolást.
• -KF2 – t₂ = 20 s, a -KF1 késleltetve záró érintkezője indítja (tehát az adagolás megkezdésének pillanatában); késleltetve bontó érintkezője kapcsolja ki az adagolást 20 másodperc után.

⭐⭐ Hova kell kötni a -KF2-t, és miért éppen oda? Ez a feladat legfontosabb – és a leggyakrabban elrontott – pontja. Kézenfekvőnek tűnik a -KF2-t a -QA2 egy záró segédérintkezőjéről táplálni, hiszen „a 20 s az adagolás kezdetétől számít”. Ez a bekötés azonban ciklikusan újraindítja az adagolást, és a feladat követelményét (az adagolószelep 20 másodperc után zár) nem teljesíti. Játszd végig a 23.14 alfejezet 6. lépése szerint:

1. 25 s-nál a -KF2 késleltetése lejár, a 15-16 bontója nyit → a -QA2 elejt.
2. Ha a -KF2 a -QA2 érintkezőjéről kapná a feszültséget, a -QA2 elejtésével a -KF2 is feszültségmentes lenne – és a behúzáskésleltetett relé a jel megszűnésekor azonnal nullázódik.
3. A -KF2 15-16 érintkezője tehát visszazárna; mivel a -KF1 15-18 továbbra is zárt (a keverő jár), a -QA2 újra behúzna, és az egész 20 másodpercenként ismétlődne: a szelep 20 s-ig nyitva, néhány tíz ezredmásodpercig zárva, majd újra nyitva – ami technológiailag hibás és a mágnesszelepet is tönkreteszi.

A helyes bekötés ezért az, ami a fenti áramúttervben szerepel: a -KF2 a -KF1 15-18 érintkezője utáni pontról, a -QA2 tekercsével párhuzamosan, a -KF2 15-16 bontója elé csatlakozik. Így a -KF2 a késleltetés lejárta után is feszültség alatt marad, amíg a keverő jár: a bontója nyitva marad, a -QA2 nem tud újra behúzni, az adagolás tehát egyszeri. A -KF2 akkor nullázódik, amikor a -QA1 elejt (STOP, fedélnyitás, vészleállítás, hőkioldó-kioldás vagy feszültségkimaradás) – vagyis pontosan akkor, amikor a következő ciklusra készülünk.

⚠ Elengedéskésleltetett (OFF-delay) relével is meg lehetne oldani a 20 másodperces adagolási időt, de az ON-delay + bontó érintkező megoldás áttekinthetőbb, és pontosan az adagolás kezdetétől számol.

(d) A hat lépés 6. lépése – végigjátszás nyolc üzemállapotra.

(Kiegészítő állapot: hőkioldó-kioldás – ugyanaz, mint a 6. sor, azzal a különbséggel, hogy a -FC2 97-98 záró érintkezőjéről táplált piros hibajelző kigyullad, ha beépítjük. Feszültségkimaradás és -visszatérés – a nullfeszültség-védelem miatt a berendezés nem indul újra magától.)

23.9. feladat. Hibakeresés a beépített hibákkal.

(a) Az ellenőrzés sorrendje – mindhárom esetre ugyanaz a hét lépéses módszertan.

1. Kérdezz és figyelj meg: mit csinál, és mit kellene csinálnia; mikor kezdődött; volt-e előtte beavatkozás.
2. Szerezd meg a rajzot – áramútterv nélkül a hibakeresés találgatás.
3. Szemrevételezés feszültségmentes állapotban: kioldott biztosító vagy kismegszakító, kioldott hőkioldó, kilazult vezeték, megégett érintkező, benyomott vészleállító.
4. Szűkítsd a hibát a fő- és a vezérlőkör között: kap-e a kontaktortekercs feszültséget? Ha igen, és mégsem húz be → a kontaktornál vagy a mechanikánál a hiba. Ha nem kap → a tekercs előtti feltételek valamelyikénél.
5. A vezérlőkörben haladj ágról ágra, feszültségméréssel, felülről lefelé: ahol a feszültség eltűnik, ott a nyitott érintkező vagy a szakadás. ⚠ Ez feszültség alatti munka – csak ép mérőműszerrel, megfelelő egyéni védőeszközzel, a 7. és a 38. fejezet szabályai szerint.
6. Csak bizonyított hiba után cserélj alkatrészt.
7. Javítás után ellenőrizz és dokumentálj – minden üzemállapot végigjátszása.

A három tünet mindegyikénél a 4. lépés dönti el a további irányt: az (1) és a (2) tünetnél a tekercs kap feszültséget és a kontaktor be is húz, tehát a hiba a vezérlőkör bekötési logikájában van; a (3) tünetnél a tekercs kap ugyan feszültséget, de a kontaktor nem húz be rendesen, tehát a feszültség nagyságát és a készülék mechanikáját kell vizsgálni.

(b) A legvalószínűbb ok és a bizonyítás.

(c) Milyen veszélyt jelent a (2) hiba? ⚠⚠ A berendezést nem lehet leállítani a rendeltetésszerű kezelőszervvel. Ha a kezelő veszélyhelyzetben megnyomja a STOP gombot, a gép tovább jár – és éppen az a másodperc vész el, amely a baleset megelőzésére szolgálna. A kezelő ráadásul azt hiszi, hogy leállította a gépet, ezért nyugodtan a veszélyes tér közelébe léphet vagy benyúlhat. Ez a hiba tehát nemcsak működési, hanem közvetlen baleseti kockázat.

Ehhez járul, hogy ilyen bekötés mellett a berendezést csak a betáplálás megszakításával (biztosító, szakaszoló) lehet megállítani, ami veszélyhelyzetben lassú és nehezen elérhető. Ezért ilyen berendezést átadni tilos: a vezérlőberendezés próbájának éppen az a célja, hogy minden üzemállapotot – köztük a leállítást és a vészleállítást – végigjátszva igazolja a helyes működést. A hibás berendezés átadása a szerelő felelősségét is felveti.

(d) Hibajegyzőkönyv (minta).

A jegyzőkönyv záró sorába minden esetben be kell írni az összes üzemállapot végigjátszásának eredményét (alaphelyzet, indítás, üzem, leállítás, hőkioldó-kioldás, feszültségkimaradás és -visszatérés), valamint az ellenőrzés dátumát és a végzőjének nevét.

Tudáspróba – megoldókulcs

F1.24 A 24. fejezet megoldásai

Gyakorlatok

24.1. feladat. Három fogyasztó egy műhelyben: (a) 18 kW-os ellenállásfűtésű kemence, (b) 11 kW-os szállítószalag-hajtás napi két indítással, (c) nyomdagép-hajtás, amelyet a beállításhoz percenként többször léptetnek és ellenáramban fékeznek.

(1) Az üzemi kategóriák a Table 1 „jellemző terhelés” oszlopa alapján.

(2) Igaz-e, hogy „AC-3 is elég, a szabvány megengedi az alkalmi léptetést”? A Table 1 ᵃ lábjegyzete valóban megengedi ezt, de három feltétellel egyszerre:

1. a léptetés, illetve az ellenáramú fékezés alkalomszerű (occasional) legyen, korlátozott ideig, jellemzően gépbeállításkor;
2. a műveletek száma percenként legfeljebb öt;
3. a műveletek száma tíz percenként legfeljebb tíz.

A feltétel ellenőrzése a feladat adatával:

1. lépés: a feladat szerint a léptetés "percenként többször" történik.
          Legyen ez akár csak 3 művelet percenként (a legkedvezőbb
          értelmezés):

2. lépés: 3 művelet/perc · 10 perc = 30 művelet tíz perc alatt
          A 3. feltétel korlátja:  10 művelet / 10 perc
          30 > 10   ->   A FELTÉTEL NEM TELJESÜL

3. lépés: az 1. feltétel sem teljesül: a léptetés és az ellenáramú
          fékezés itt a MINDENNAPI ÜZEM része (a gépet minden
          beállításnál így kezelik), nem "alkalomszerű" esemény.

⚠ A gépkezelő állítása tehát hamis ebben az esetben: a második feltételt (5/perc) esetleg még tartaná, a harmadikat (10/10 perc) azonban biztosan nem, és a léptetés nem alkalomszerű. Az AC-3 készülék érintkezői néhány hónap alatt tönkremennének, a legvalószínűbb következmény az érintkezőhegedés – amikor is a gép már nem kapcsolható le. AC-4 minősítésű készülék kell.

(3) Melyikhez kell a legnagyobb, és melyikhez a legkisebb készülék azonos névleges áram mellett? A döntő adat nem a Table 7 ritka, 50 ciklusos vizsgálata, hanem a Table 10 – a 6 000 ciklusos, mindennapi üzemet modellező egyezményes üzemi teljesítőképesség:

• A legnagyobb készülék a (c) nyomdagéphez kell: ugyanazt a 6 000 ciklust hatszoros árammal kell teljesítenie, vagyis háromszor akkora árammal, mint az AC-3 készüléknek. Ezért ad meg a gyártó ugyanahhoz a típushoz lényegesen kisebb AC-4, mint AC-3 áramot.
• A legkisebb készülék az (a) kemencéhez elég: AC-1-ben nincs 6–10-szeres indítási áramlökés, ott a korlátot lényegében a melegedés szabja meg, nem a bekapcsolási ív.

⚠ Hiányzó adat: a feladat nem adja meg a hálózati feszültséget és a motorok adattábláit, ezért konkrét I_e értéket nem lehet számolni – a kiválasztás áramadatai mindig az adattábláról jönnek. A módszer az (a) esetben (ohmos, cos φ = 1) így néz ki, ha a kemence 3 × 400 V-ról táplált:

I = P / (√3 · U) = 18 000 W / (1,7321 · 400 V) = 18 000 / 692,8 = 25,98 A
   ->  a katalógusból AC-1: I_e ≥ 26,0 A áramú készülék

A (b) és a (c) esetben a motor adattáblájának I_n értékét kell keresni, és I_e (AC-3) ≥ I_n, illetve I_e (AC-4) ≥ I_n alapján választani.

24.2. feladat. 400 V-os hálózat, I_n = 55 A névleges áramú kalickás motor.

A kiválasztás alapfeltétele minden kategóriában I_e ≥ I_n, ezért a vizsgálati áramokat az I_e = 55 A értékkel számoljuk ki (a katalógusból ennél nem kisebb I_e-jű készüléket kell választani).

(a) A Table 7 szerinti be- és kikapcsolási vizsgálati áramok. ⚠ Figyelj arra, hogy a Table 7-nek két része van: az első a kikapcsolási (break), a második a bekapcsolási (make) feltételeket adja meg – a két szorzó nem azonos!

1. lépés – KIKAPCSOLÁSI áram (Table 7, első rész: I_c / I_e):
   AC-3:   I_c = 8,0 · 55 A = 440 A
   AC-3e:  I_c = 8,5 · 55 A = 467,5 A
   AC-4:   I_c = 10,0 · 55 A = 550 A

2. lépés – BEKAPCSOLÁSI áram (Table 7, második rész: I / I_e):
   AC-3:   I = 10 · 55 A = 550 A
   AC-3e:  I = 12 · 55 A = 660 A
   AC-4:   I = 12 · 55 A = 660 A

3. lépés – ellenőrzés: a bekapcsolási áram minden kategóriában
   NAGYOBB a kikapcsolásinál (a bekapcsoláskor még áll a motor,
   s = 1), és az AC-4 értékei a legnagyobbak.   OK

(b) A vizsgálati feszültség és a cos φ.

4. lépés – az AC-3e bekapcsolási teljesítménytényezője (ᵐ lábjegyzet):
   I_e = 55 A ≤ 100 A   ->   cos φ = 0,1 · (I / I_e) − 0,85
                             cos φ = 0,1 · 12 − 0,85 = 1,20 − 0,85 = 0,35

⚠ Két további részlet, amit a Table 7 lábjegyzetei írnak elő: a bekapcsolási vizsgálatnál az U/U_e értékre ± 20 % tűrés fogadható el (ᵍ), és az AC-3, AC-3e, AC-4 kategóriákban az 50 kapcsolási ciklusból 25-öt a vezérlőkör névleges feszültségének 110 %-án, 25-öt a 85 %-án kell elvégezni (ⁱ) – vagyis a mágnesnek gyenge és túlfeszült vezérlésnél is működnie kell.

(c) A Table 8 szerinti kikapcsolt idő az AC-4 bekapcsolási vizsgálati áramhoz.

5. lépés: a vizsgálati áram I = 660 A (AC-4, bekapcsolás)
   A Table 8 sávjai:  400 < I ≤ 600  ->  60 s
                      600 < I ≤ 800  ->  80 s   <- ide esik a 660 A
   Kikapcsolt idő:  80 s

Ez azt jelenti, hogy két kapcsolás között legalább 80 s szünetet kell tartani, hogy a készülék le tudjon hűlni.

(d) A Table 10 szerinti egyezményes áram és az arány.

6. lépés: AC-3:  I_c = 2,0 · 55 A = 110 A,  6 000 cikluson át
          AC-4:  I_c = 6,0 · 55 A = 330 A,  6 000 cikluson át

7. lépés (az arány):  330 A / 110 A = 3,0   ->  HÁROMSZOROS

⭐ Ez a fejezet egyik kulcsszáma. Az AC-4-hez azért kell lényegesen nagyobb (drágább) készülék, mert ugyanazt a 6 000 ciklust háromszoros árammal kell megszakítania – nem pedig a ritka, 50 ciklusos szélsőséges vizsgálat miatt.

(e) A Table 11 szerinti túlterhelés-állóság.

8. lépés: I_e = 55 A ≤ 630 A   ->   a Table 11 első sora érvényes
          I_vizsg = 8 · I_e max = 8 · 55 A = 440 A
          időtartam:  10 s

⚠ A Table 11 lábjegyzete szerint 20-as és nagyobb kioldási osztályú túlterhelésvédelemmel készülő indítónál a mágneskapcsoló megválasztása a gyártó és a felhasználó megállapodásának tárgya – mert a 10 s-os alapvizsgálat a hosszabb felfutást már nem fedi le (lásd a 24.5. feladatot).

24.3. feladat. 30 kW-os, I_n = 55 A, 400/690 V Δ/Y adattáblájú motor csillag-delta indítóval, 400 V-os hálózaton; a hőkioldó a tekercságban van.

Először tisztázzuk a kiindulást: az adattábla első száma a delta kapcsoláshoz tartozik, tehát 400 V-on a motor deltában üzemel, és az I_n = 55 A a vonali áram deltakapcsolásban, névleges terhelésen. Deltában a tekercs- (fázis-) áram ennek 1/√3-ad része.

(a) A hálózati (-QA1) és a delta- (-QA2) mágneskapcsoló legkisebb AC-3 árama. Mindkét készülék a deltába kötött motor egy-egy tekercságának áramát vezeti:

1. lépés: I(QA1) = I(QA2) = I_n / √3 = 55 A / 1,7321 = 31,75 A
          (a kerekített 0,58-as szorzóval: 0,58 · 55 A = 31,90 A)

2. lépés: a katalógusból olyan készülék kell, amelynek
          I_e (AC-3, 400 V) ≥ 31,8 A

(b) A csillag- (-QA3) mágneskapcsoló legkisebb AC-3 árama. A csillagfokozatban a tekercsáram a delta üzemi tekercsáram további 1/√3-ad része, tehát a névleges vonali áramhoz képest a harmada:

3. lépés: I(QA3) = I_n / 3 = 55 A / 3 = 18,33 A

4. lépés: a katalógusból  I_e (AC-3, 400 V) ≥ 18,4 A  (felfelé kerekítve)

(c) A hőkioldó beállítása. A relé a tekercságban van, tehát tekercsáramot mér:

5. lépés: I_r = I_n / √3 = 55 A / 1,7321 = 31,75 A  ≈ 31,8 A
          (kerekített szorzóval: 0,58 · 55 A = 31,9 A)
          -> olyan relé kell, amelynek beállítási tartománya
             tartalmazza a 31,8 A-t

⚠⚠ Ez a fejezet egyik legfontosabb figyelmeztetése. Ha ezt a relét „adattábla szerint”, 55 A-re állítanánk, a motor gyakorlatilag védelem nélkül maradna (a relé csak 55 · √3 = 95,3 A vonali áramnál oldana ki). Ha viszont a betáplálásban lévő relét állítanánk 31,8 A-re, a hajtás minden indításnál kioldana. A beállított értéket és a relé helyét az üzembe helyezési jegyzőkönyvbe be kell írni.

(d) A motor csillagban felfut, de az átkapcsolás után a hőkioldó azonnal kiold – három lehetséges ok és az ellenőrzésük.

⭐ A hibakeresés helyes sorrendje: ① mérés (áramlökés, három fázisáram, felfutási idő), ② a bekötés összevetése a rajzzal, ③ a beállítások ellenőrzése – és csak ezután szabad bármit átállítani. ⛔ Amit tilos: „megoldásként” feljebb állítani a hőkioldót.

(e) A két reteszelés, és miért nem elég az egyik.

Miért nem elég az egyik? A villamos reteszelés csak azt akadályozza meg, hogy a két tekercs egyszerre kapjon feszültséget – beragadt (hegedt) főérintkező vagy hibás bekötés esetén nem véd, hiszen ilyenkor a készülék a tekercs feszültsége nélkül is zárva marad. A mechanikus reteszelés viszont a vezérlőáramkör bármely hibája esetén is hat. A két megoldás különböző hibákra véd, ezért nem helyettesítik egymást; az egyidejű behúzás következménye a főáramkörben fázisközi zárlat volna. Csillag-delta indítónál ezért mindkettőt be kell építeni.

24.4. feladat. 400 V-os, 7,5 kW-os hajtás nagy lendkerekes vágógépen; a vágás után 5 s-on belül meg kell állni, és a szerszámcseréhez álló helyzetben meg kell tartani a tengelyt.

(a) A javasolt elsődleges (gyors) fékezés: ⭐ az egyenáramú (dinamikus) fékezés. A választás indoklása a 24.19. táblázat szempontjai szerint:

A vágógépet minden vágási ciklus után meg kell állítani, tehát a fékezés gyakori művelet. Ellenáramú fékezésnél a forgórészben lényegesen nagyobb hő keletkezik, mint egy indításnál (a mozgási energia többszöröse – ⚠ számszerű szorzót a jegyzet forrásai nem adnak), ezért a gyakorisága erősen korlátozott – emiatt esik a választás az egyenáramú fékezésre. ⚠ Ha az üzembe helyezéskor mérve kiderül, hogy az 5 s-os követelmény egyenáramú fékezéssel a lendkerék tehetetlensége miatt nem tartható, akkor kell ellenáramú fékezésre áttérni – de akkor AC-4 készülékkel, fordulatszám-relével és korlátozott fékezésszámmal.

Miért nem a generátoros (visszatápláló) fékezés? Mert az csak a szinkron fordulatszám fölött hat (s < 0): abban a pillanatban, ahogy a fordulatszám a szinkron alá esik, a gép megint motorüzembe kerül, és a fékezés megszűnik. Megállítani tehát elvileg sem tud – arra jó, hogy egy lefelé mozgó terhet állandó sebességen tartson, nem arra, hogy a hajtást 5 s alatt nullára vigye.

(b) Elegendő-e önmagában a villamos fékezés a szerszámcseréhez? ⛔ Nem.

⚠ Alapszabály: a villamos fékezés nulla fordulatszámon nyomatékot nem ad – nincs relatív mozgás, nincs indukció –, ezért terhet megtartani nem tud. Az egyenáramú fékezésnél ráadásul az álló motorban tovább folyó egyenáram már csak melegít.

Amit mellé kell tenni: ⭐ mechanikus, rugóerővel záró (fail-safe) tárcsafék a motor hátsó pajzsán.

• A működés elve: a féket rugóerő zárja és elektromágnes nyitja. Amíg a motor feszültséget kap, a mágnes behúz, és a fék nyitva van; amint a feszültség megszűnik, a rugó zár. Áramkimaradáskor, vezetékszakadáskor és vészleállításkor a fék tehát magától zár, mert a záráshoz nem kell energia – ez a „hibabiztos” elv.
• ⚠ Szerelési részlet: a fékmágnes körét az egyenáramú oldalon kell megszakítani. Ha csak a váltakozó áramú oldalt bontjuk, az egyenirányító kondenzátora és a mágnes induktivitása miatt a fék késleltetve zár.
• ⛔ A fék nem helyettesíti a feszültségmentesítést. A szerszámcseréhez a gépet a 28. fejezet szerint feszültségmentesíteni és kizárni kell (a visszakapcsolás megakadályozásával); a tartófék a tengelyt tartja, nem a villamos veszélytől véd.

(c) Az üzemi kategória ellenáramú fékezésnél: ⭐ AC-4. Indoklás a Table 1 alapján: az AC-4 jellemző terhelése „kalickás motorok: indítás, ellenáramú fékezés (plugging), léptetés (inching)”. A készülékoldali ok számokkal:

1. lépés – amit a Table 7 megkövetel (I_e-re vetítve):
   bekapcsolás:  12 · I_e   (AC-3-ban 10 · I_e)
   kikapcsolás:  10 · I_e   (AC-3-ban  8 · I_e)

2. lépés – a MINDENNAPI üzem, Table 10:
   AC-4:  6 · I_e , 6 000 cikluson át
   AC-3:  2 · I_e , 6 000 cikluson át
   arány: 6 / 2 = 3   ->  HÁROMSZOROS áram, azonos ciklusszámmal

Fizikailag: ellenáramú fékezéskor a fékező mágneskapcsoló a járó motorra kapcsol rá ellenfázisban, tehát a megszakított áram az indítási áram nagyságrendje, ráadásul rossz teljesítménytényezővel (cos φ = 0,45, ha I_e ≤ 100 A) – az ív energiája nagyságrenddel nagyobb, mint a járó motor lekapcsolásakor.

(d) Az érzékelő, amely megakadályozza az ellenkező irányú felpörgést: ⭐ fordulatszám-relé (-BG1). Centrifugális vagy elektronikus fordulatszám-érzékelő, amely nulla közeli fordulatszámnál bontja a fékezőkört. ⚠ Ha a fékező mágneskapcsoló bekapcsolva marad, a motor a fékezés végén ellenkező irányban felpörög – vágógépnél ez közvetlen balesetveszély. Időrelés megoldás csak akkor fogadható el, ha a hajtás tehetetlensége és terhelése állandó; változó terhelésnél az idő nem jó jelzés a fordulatszámra.

(e) Az ellenáramú fékezés vezérlőáramköre vázlatosan. A -SG1 STOP kétáramkörös nyomógomb: a bontó érintkezője az üzemi ágat szakítja meg, a záró érintkezője ugyanabban a mozdulatban zárja a fékező ágat. A -QA2 fékező mágneskapcsolónak nincs öntartása – a fékezés csak a STOP nyomva tartása alatt, illetve a fordulatszám-relé elejtéséig tart.

   L (vezérlőkör fázisa)
   │
   ├─[ -FC2 95-96 ]────  hőkioldó, BONTÓ (kihagyni TILOS)
   │
   ├──────────────────────────┬──────────────────────────────┐
   │                          │                              │
   │      ÜZEMI (HAJTÓ) ÁG    │        FÉKEZŐ ÁG             │
   │                          │                              │
   │   [ -SG1 11-12 ]         │     [ -SG1 13-14 ]           │
   │     STOP, BONTÓ          │       STOP, ZÁRÓ             │
   │          │               │            │                 │
   │   ┌─[ -SG2 13-14 ]─┐     │     [ -BG1 ]                 │
   │   │   START, ZÁRÓ  │     │       fordulatszám-relé:     │
   │   └─[ -QA1 13-14 ]─┘     │       n ≈ 0-nál BONT         │
   │       ÖNTARTÁS           │            │                 │
   │          │               │            │                 │
   │   [ -QA2 21-22 ]  ⚠      │     [ -QA1 21-22 ]  ⚠        │
   │     VILLAMOS RETESZ      │       VILLAMOS RETESZ        │
   │          │               │            │                 │
   │      ( -QA1 A1-A2 )      │        ( -QA2 A1-A2 )        │
   │       hálózati mk.       │      fékező mk. (2 fázis     │
   │                          │      felcserélve, AC-4)      │
   └──────────────────────────┴──────────────────────────────┘
                              N

   ⚠ RETESZELÉS 1. szint (VILLAMOS): a -QA2 21-22 a -QA1 körében,
     a -QA1 21-22 a -QA2 körében  ->  a rajzon jelölve.
   ⚠ RETESZELÉS 2. szint (MECHANIKUS): a -QA1 és a -QA2 közé
     szerelt mechanikus reteszelő elem  ->  a készüléklistán és a
     rajz jelmagyarázatában rögzítendő. A kettő NEM helyettesíti
     egymást (lásd a 24.3. feladat e) pontját).
   ⚠ A -FC2 97-98 záró érintkezője a hibajelzésre (-PF2) megy.

24.5. feladat. 22 kW-os, I_n = 42 A névleges áramú motor nagy tehetetlenségű centrifugán; mért felfutási idő 25 s; a hőkioldó elektronikus, fáziskiesés-érzékeny.

(a) A kioldási osztály megválasztása. A felfutás alatt a motor árama a Table 3 „D” pontjának (7,2 · I_r) nagyságrendjében van, tehát a relének a 25 s-os felfutást kioldás nélkül el kell viselnie. A Table 2 sávjait ehhez kell mérni:

A választás: 30-as kioldási osztály. ⚠ Figyelem: a 30-as osztály alsó határa 9 s, tehát egy szabványos 30-as relé elvileg már 9 s-nál is kioldhat a D áramnál – a 25 s-os felfutás elviselése nem garantált pusztán az osztályjelből. Ezért ⭐ a szűkebb E tűréssávú 30E relé a jobb választás (20 < T_p ≤ 30), és a hajtást üzembe helyezéskor be kell mérni.

(b) A Table 3 négy vizsgálati pontja elektronikus relére. Az elektronikus relé sora: A = 1,05, B = 1,2, C = 1,5, D = 7,2 (a D pontot csak 20 °C-on kell vizsgálni).

1. lépés – az áram-beállítás: I_r = I_n = 42 A
          (a relé a betáplálásban van, a teljes vonali áramot méri)

2. lépés – A pont:  1,05 · 42 A = 44,10 A
          hideg állapotból 2 óránál rövidebb idő alatt NEM old ki

3. lépés – B pont:  1,20 · 42 A = 50,40 A
          az A vizsgálat utáni felterhelésből 2 órán belül KIOLD
          (⚠ ha a termékdokumentáció eltérő értéket deklarál, az
           sem lehet több 1,25-nél:  1,25 · 42 A = 52,50 A,
           és az értéket a készüléken fel kell tüntetni)

4. lépés – C pont:  1,50 · 42 A = 63,00 A
          a hőegyensúlyból indulva, az osztályhoz tartozó időn belül

5. lépés – D pont:  7,20 · 42 A = 302,4 A
          hideg állapotból, a 30-as osztálynál  9 s < T_p ≤ 30 s

(c) Mennyi ideig várhat a relé a C pontnál? A Table 3 „C” oszlopának követelménye osztályonként: 2/3/5/10A → 2 min, 10 → 4 min, 20 → 8 min, 30 → 12 min, 40 → 16 min.

A választott 30-as osztálynál tehát a relének a 1,5 · I_r = 63,0 A áramnál – a hőegyensúlyból indulva – 12 percen belül ki kell oldania.

⭐ Miért éppen 1,5-szeres ez a pont? Mert az IEC 60034-1:2022 szerint a legfeljebb 315 kW-os és 1 kV-os többfázisú motoroknak a névleges áramuk 1,5-szeresét legalább 2 percen át el kell viselniük – a hőkioldó ezen az árampontan tehát a motorhoz igazodik.

(d) Mekkora árammal old ki két sarkon fáziskiesés esetén? A Table 4 harmadik sora (termikus kompenzált vagy elektronikus, fáziskiesés-érzékeny, +20 °C):

6. lépés – a B oszlop (ekkor 2 órán belül KI KELL oldania):
          2 sarkon:  1,15 · 42 A = 48,30 A
          1 sarkon:  0 A  (a kiesett fázis)

7. lépés – az A oszlop (ekkor még NEM szabad kioldania 2 órán belül):
          2 sarkon:  1,00 · 42 A = 42,00 A
          1 sarkon:  0,90 · 42 A = 37,80 A

⭐ Az összehasonlítás mutatja meg a fáziskiesés-érzékeny relé értékét: nem érzékeny, kompenzált vagy elektronikus relénél ehhez 1,32 · 42 A = 55,44 A, nem kompenzáltnál 1,25 · 42 A = 52,50 A kellene. A fáziskiesés-érzékeny relé tehát az elektronikus reléktől egyébként elvárt 55,44 A-hez képest 7,1 A-rel kisebb kétsarkú áramnál is észreveszi a bajt. Az A oszlop 0,9-es értéke pedig arról gondoskodik, hogy a szokásos, kis mértékű áram-aszimmetria ne okozzon indokolatlan lekapcsolást.

(e) A Table 11 lábjegyzete szerinti kiegészítő lépés. A Table 11 alapkövetelménye I_e ≤ 630 A-nél 8 · I_e áram 10 másodpercig – esetünkben 8 · 42 A = 336 A, 10 s.

⚠ A mi felfutásunk viszont 25 s-ig tart, tehát a mágneskapcsolót a Table 11 alapvizsgálata nem fedi le. A lábjegyzet ezért kimondja: 20-as és nagyobb kioldási osztályú túlterhelésvédelemmel készülő indítónál a mágneskapcsoló (illetve az IMPSD) megválasztása a gyártó és a felhasználó megállapodásának tárgya.

A teendő tehát: nem elég a hőkioldót 30-as osztályúra választani – a gyártói dokumentációban (illetve a gyártóval egyeztetve) ellenőrizni kell, hogy a kiválasztott mágneskapcsoló a 25 s-os, nagy áramú felfutást termikusan elviseli-e; szükség esetén nagyobb I_e-jű készüléket kell beépíteni. ⚠ Ezt az adatot a jegyzet nem tudja megadni – termékfüggő, a gyártói táblázatból kell kivenni.

⭐ Két kiegészítő megjegyzés ehhez a hajtáshoz. ① Elektronikus relénél nézd meg, nincs-e rajta áthúzott „Thm” jel: az azt jelenti, hogy nincs termikus memóriája – nagy tehetetlenségű, hosszan induló hajtáshoz az ilyen készülék nem való, mert feszültségkimaradás után „hideg” motorral számol. ② A 25 s-os felfutás és a nagy lendítőtömeg miatt érdemes PTC-termisztoros védelmet is beépíteni (24.12), mert a gyakori vagy melegen ismételt indítás hőhatását az áram pillanatértéke nem mutatja.

24.6. feladat. 7,5 kW, I_n = 15,5 A, 230/400 V Δ/Y adattábla, 3 × 400 V-os hálózat; üresen induló ventilátor, felfutási idő 6 s; a beépítési hely zárlati árama 6 kA; az üzem leállása nem okoz nagy kárt.

(a) A bekötés, és miért nem használható csillag-delta indítás. Az adattáblán a feszültségpár első száma a delta, a második a csillag kapcsoláshoz tartozik:

⭐ A motort tehát 400 V-on csillagba (Y) kell kötni – a kapocsdobozban a U2-V2-W2 kapcsokat kell a csillagponti hídlemezzel összekötni, a hálózatot pedig az U1-V1-W1 kapcsokra vezetni.

Miért nem használható csillag-delta indítás? Mert ennél a motornál a csillag az üzemi kapcsolás, nem az indítási fokozat:

1. lépés – mi jutna a tekercsre deltában, 400 V-os hálózaton?
   deltában a tekercsre a VONALI feszültség jut:  U_tekercs = 400 V
   a megengedett (adattáblai) érték:              U_tekercs = 230 V
   400 V > 230 V   ->   a tekercs perceken belül tönkremegy

2. lépés – a csillag-delta indítás feltétele 400 V-os hálózaton:
   400/690 V Δ/Y adattáblájú motor kell, amely ÜZEMBEN delta,
   INDÍTÁSKOR csillag.
   Itt viszont az üzemi kapcsolás maga a csillag  ->  nincs
   "magasabb" fokozat, ahová át lehetne kapcsolni.

⚠ Ez a 24.14. táblázat második sora, és a leggyakoribb tekercsleégési ok. (Szerencsére a feladat hajtása üresen induló ventilátor, tehát a csökkentett indítónyomaték amúgy sem volna gond – de a motor akkor sem alkalmas rá.) A megoldás: közvetlen (DOL) indítás, három eres motorkábellel.

(b) A mágneskapcsoló üzemi kategóriája és árama. Kalickás motor, indítás és forgás közbeni kikapcsolás; léptetés és ellenáramú fékezés nincs → AC-3.

3. lépés – a szükséges névleges üzemi áram:
   I_e (AC-3, 400 V) ≥ I_n = 15,5 A

4. lépés – amit a készüléknek tudnia kell (Table 7):
   bekapcsolás:  10 · 15,5 A = 155 A
   kikapcsolás:   8 · 15,5 A = 124 A
   feszültség:   1,05 · 400 V = 420 V
   cos φ:        I_e ≤ 100 A  ->  0,45
   ciklusszám:   50   (ebből 25 a vezérlőfeszültség 110 %-án,
                       25 a 85 %-án)
   kikapcsolt idő (Table 8): a 155 A a "100 < I ≤ 200" sávba
                             esik   ->   20 s

5. lépés – a mindennapi üzem (Table 10):
   2 · 15,5 A = 31,0 A , 6 000 cikluson át

6. lépés – túlterhelés-állóság (Table 11):
   I_e = 15,5 A ≤ 630 A  ->  8 · 15,5 A = 124 A , 10 s-on át

⚠ Ha a motor gyártói adatlapja NE vagy HE tervezésű gépet jelöl (IEC 60034-12, tipikusan IE3–IE4 hatásfokosztálynál), akkor a katalógusban AC-3e adatot kell keresni, mert a kisebb belső impedancia miatt nagyobb a bekapcsolási áramlökés. Jelölése a rajzon: -QA1.

(c) A hőkioldó beállítása és a kioldási osztály.

7. lépés – az áram-beállítás:
   A motor CSILLAGBAN üzemel, és a relé a betáplálásban van,
   tehát a teljes vonali áramot méri. Csillagkapcsolásban a
   vonali áram MEGEGYEZIK a tekercsárammal, ezért nincs
   1/√3-os szorzó:
        I_r = I_n = 15,5 A

⚠ Itt tehát nincs 0,58-as tényező – az csak a csillag-delta indító tekercságában lévő relére vonatkozik (24.3. feladat). A relé beállítási tartományának tartalmaznia kell a 15,5 A-t.

8. lépés – a kioldási osztály a 6 s-os felfutáshoz (Table 2):
   5-ös osztály:    0,5 < T_p ≤ 5      -> max. 5 s < 6 s   NEM JÓ
   10A osztály:     2   < T_p ≤ 10     -> a felső határ jó, de az
                                          alsó csak 2 s          ⚠
   10-es osztály:   4   < T_p ≤ 10     -> MEGFELEL
   10E osztály:     5   < T_p ≤ 10     -> a legbiztosabb ⭐
   20-as osztály:   6   < T_p ≤ 20     -> megfelelne, de
                                          feleslegesen lassú

⭐ A választás: 10-es kioldási osztály, lehetőleg 10E. A 10E szűkebb sávja (5 s < T_p ≤ 10 s) azt jelenti, hogy a relé a D áramnál biztosan nem old ki 5 s előtt – ez közelebb van a 6 s-os felfutáshoz, mint a 10A osztály 2 s-os alsó határa. ⚠ Az alsó határ miatt a felfutási időhöz tartalékot kell hagyni, és a hajtást üzembe helyezéskor be kell mérni.

További jellemzők: fáziskiesés-érzékeny kivitel (Table 4: már 1,15 · I_r-nél kiold két sarkon), kézi visszaállítás (a ventilátor magától nem indulhat újra). Jelölése a rajzon: -FC2.

(d) A Table 3 négy vizsgálati pontjához tartozó áram (kompenzált termikus relé +20 °C-on, illetve elektronikus relé – mindkettőnél 1,05 / 1,2 / 1,5 / 7,2):

 9. lépés – A pont:  1,05 · 15,5 A =  16,28 A ≈ 16,3 A
                     hideg állapotból 2 h-n belül NEM old ki
10. lépés – B pont:  1,20 · 15,5 A =  18,60 A
                     2 h-n belül KIOLD
                     (⚠ eltérő deklarált érték esetén legfeljebb
                      1,25 · 15,5 A = 19,38 A ≈ 19,4 A)
11. lépés – C pont:  1,50 · 15,5 A =  23,25 A ≈ 23,3 A
                     hőegyensúlyból, 10-es osztálynál 4 percen
                     belül KIOLD
12. lépés – D pont:  7,20 · 15,5 A = 111,6 A
                     hideg állapotból, 10-es osztálynál
                     4 s < T_p ≤ 10 s  (10E-nél 5 s < T_p ≤ 10 s)

(e) A koordináció típusa és a gyártótól beszerzendő adat. A feladat kimondja, hogy az üzem leállása nem okoz nagy kárt – tehát vállalható, hogy a leágazás egy zárlat után javításra, alkatrészcserére szorul:

⭐ Az 1. típusú koordináció indokolt. Ez egyben az alapeset is: a szabvány 5.7.3 b) pontja szerint a külön szerelt termikus túlterhelés-reléknél a koordináció típusát 1. típusúként kell megadni. Jelentése: zárlati körülmények között a mágneskapcsoló és az indító nem jelenthet veszélyt személyekre és a berendezésre, viszont javítás és alkatrészcsere nélkül nem feltétlenül alkalmas a további üzemre (a zárlat után át kell vizsgálni, a relét és a mágneskapcsolót vissza kell állítani, olvadóbiztosítós védelemnél mindhárom olvadóbetétet cserélni kell).

Amit a gyártótól be kell szerezni: ⚠ a koordinációs táblázat – ez a jegyzetből nem vehető ki, mert termékfüggő vizsgálati eredmény, nem számítható adat. Az eljárás:

⛔ Amit tilos: „a biztosító úgyis 16 A, a mágneskapcsoló úgyis bírja” alapon párosítani. A gyártó ajánlásának meg nem felelő SCPD érvényteleníti a koordinációt – ezt a szabvány jegyzete szó szerint kimondja.

(f) Az üzembe helyezési jegyzőkönyvben rögzítendő adatok.

⚠ A beállítási értékek (I_r, kioldási osztály, visszaállítás módja) dokumentálásának elmulasztása a fejezet gyorslistájának 8. tipikus hibája: a következő karbantartó „kijavítja” őket, és megszünteti a védelmet.

Tudáspróba – megoldókulcs

F1.25 A 25. fejezet megoldásai

Gyakorlatok

25.1. feladat. 400 V-os hálózat, 7,5 kW-os frekvenciaváltó, 30 m árnyékolt kábel, négypólusú aszinkron motor.

(a) A hajtás blokkvázlata és a négy fő egység.

HÁLÓZAT           1. EGYENIRÁNYÍTÓ     2. KÖZTES KÖR      3. INVERTER        MOTOR
3 × 400 V, 50 Hz   (AC/DC)              (DC-link)          (DC/AC)
     │                 │                     │                 │               │
     ▼                 ▼                     ▼                 ▼               ▼
 ┌────────┐      ┌───────────┐        ┌────────────┐    ┌────────────┐   ┌──────────┐
 │  ~AC   │─────▶│ 6 diódás  │───────▶│ kondenzátor│───▶│ IGBT-s há- │──▶│  3~ M    │
 │ 400 V  │      │ háromfá-  │        │ (+ fojtó)  │    │ romfázisú  │   │ 4 pólusú │
 │ 50 Hz  │      │ zisú híd  │        │            │    │ híd, PWM   │   │          │
 └────────┘      └───────────┘        └────────────┘    └────────────┘   └──────────┘
   VÁLTAKOZÓ        VÁLTAKOZÓ →           EGYEN-            EGYEN- →        IMPULZUS-
   feszültség        EGYEN-             feszültség         VÁLTAKOZÓ        SOROZAT
   (állandó f)                          540–566 V DC                       (állítható f, U)
                                                │
                          4. VEZÉRLŐ- ÉS SZABÁLYOZÓELEKTRONIKA
                             (kezelőfelület, paramétertár, be- és kimenetek,
                              védelmi funkciók) – kisfeszültségű jelszint

(b) A köztes kör feszültsége.

1. lépés (terhelés alatt, az egyenfeszültség középértéke, háromfázisú híd):
   U_d = 1,35 · U_v = 1,35 · 400 V = 540 V

   ⚠ Az 1,35-ös szorzó a VONALI feszültségre vonatkozik!
   Ellenőrzés a fázisfeszültségről: U_d = 2,34 · U_f = 2,34 · 231 V = 540,5 V   OK

2. lépés (terheletlenül, a kondenzátor a vonali feszültség csúcsértékére töltődik):
   U_csúcs = √2 · U_v = 1,4142 · 400 V = 565,7 V ≈ 566 V
   (a gyakorlatban terheletlenül kb. 560–565 V mérhető)

(c) Melyik egység állítja elő a kimeneti frekvenciát, és hogyan? A 3. egység, az inverter (váltóirányító) – ez az egyetlen egység, amely a kimeneti frekvenciát és feszültséget ténylegesen előállítja. A módszer az impulzusszélesség-moduláció (PWM): egy komparátor összehasonlítja a nagyfrekvenciás háromszög alakú vivőjelet a kívánt frekvenciájú szinuszos alapjellel, és a metszéspontoknál kapcsolja az IGBT-ket. Ahol az alapjel a csúcsán jár, ott az impulzusok szélesek, a nullaátmenet közelében keskenyek. A motortekercs induktivitása aluláteresztő szűrőként viselkedik, ezért az áram lesz közel szinuszos – nem a feszültség.

(d) Mit mér egy közönséges, átlagértéket mérő multiméter? A hajtás kimenetén nem szinuszos feszültség van, hanem meredek élű impulzussorozat, a köztes kör teljes feszültségével (kb. 540 V csúcs). Az átlagértéket mérő multiméter az egyenirányított jel középértékét méri, és azt a szinuszra érvényes 1,11-es formatényezővel szorozza – ez a jelalak azonban semmilyen szinuszhoz nem hasonlít, tehát a kijelzett szám fizikailag értelmetlen, és jellemzően jelentősen eltér a valóságtól.

Amit használni kell helyette: valós effektívérték-mérő (TRMS) műszer, illetve – ami a leggyorsabb és legmegbízhatóbb – a hajtás saját kijelzője, amely a kimeneti feszültséget, frekvenciát és áramot a belső mérésből, a jelalak ismeretében adja meg.

(e) Három lépés a burkolat megbontása előtt. ⚠⚠ Ez a fejezet egyik kiemelt életvédelmi tartalma: a köztes köri kondenzátorokon 540–566 V egyenfeszültség van, amely a hálózat lekapcsolása után is megmarad.

1. Feszültségmentesítés és kizárás (a visszakapcsolás megakadályozása) – hogy a készülék a munka alatt biztosan ne kaphasson újra táplálást.
2. A gépkönyvben előírt kivárási idő letelte (az érték gyártó- és készülékfüggő) – ennyi idő kell a kondenzátorok kisüléséhez. ⚠ A kijelző kialvása nem bizonyíték: az elektronika tápja hamarabb esik le, mint ahogy a nagy kapacitású kondenzátorok kisülnek.
3. A feszültségmentesség igazolása méréssel, nemcsak a hálózati kapcsokon, hanem a köztes köri kapcsokon (+DC / −DC) is – csak ezután szabad a készüléket megbontani.

25.2. feladat. Szellőztetőventilátor: 400/690 V Δ/Y, 5,5 kW, 50 Hz, 1450 1/min, 11,0/6,4 A, cos φ = 0,82, saját hűtésű, IP 55; hálózat 3 × 400 V; szabályozás 20–50 Hz; 45 m árnyékolt motorkábel.

(a) A bekötés és a hajtásba beírandó áram. Az adattáblai feszültségpárban az első szám a delta, a második a csillag kapcsoláshoz tartozik. A hálózat vonali feszültsége 400 V = az első szám, tehát:

• a motort a kapocsdobozban deltába kell kötni (hidak: U1–W2, V1–U2, W1–V2);
• a frekvenciaváltóba a tényleges kapcsoláshoz tartozó adatokat kell beírni: U_n = 400 V és I_n = 11,0 A.

⚠ A 6,4 A a 690 V-os, csillagkapcsolású sor árama; ha ezt írnánk be, a hajtás túlterhelés-védelme jóval a valós terhelés alatt oldana ki, a nyomatékbecslés pedig használhatatlan lenne. A frekvenciaváltó a motort „nem látja” – csak azt tudja róla, amit beírtunk neki.

(b) Az U/f arány és a feszültség 20 Hz-en.

1. lépés: U/f = U_n / f_n = 400 V / 50 Hz = 8,0 V/Hz

2. lépés: U(20 Hz) = (U/f) · f = 8,0 V/Hz · 20 Hz = 160 V

Az arány tartásának oka a fluxus: Φ ≈ U / (k · f). Ha csak a frekvenciát csökkentenénk és a feszültséget 400 V-on hagynánk, a fluxus a 2,5-szeresére nőne, a vasmag mélyen telítésbe menne, a motor túlmelegedne és leéghetne.

(c) A tengelyfordulatszám 20 Hz-en.

3. lépés (a pólusszám és a névleges szlip 50 Hz-en):
   n_n = 1450 1/min  ->  a legközelebbi szinkron fordulatszám: 1500 1/min
   p = 60 · 50 / 1500 = 2 póluspár  ->  NÉGYPÓLUSÚ motor
   s = (1500 − 1450) / 1500 = 0,03333 = 3,33 %

4. lépés (a szinkron fordulatszám 20 Hz-en):
   n_s = 60 · f / p = 60 · 20 / 2 = 600 1/min

5. lépés (a tengelyfordulatszám a névleges szlippel):
   n = n_s · (1 − s) = 600 · (1 − 0,03333) = 600 · 0,9667 = 580 1/min

(d) A választandó vezérlési mód: U/f = állandó (skaláris). Indoklás a fejezet választási szabálya alapján: egy motor, egyszerű ventilátorhajtás, nincs szükség nagy nyomatékpontosságra és kis fordulatszámon nagy nyomatékra – ide az U/f-szabályozás elegendő, egyszerűbb és olcsóbb. A vektoros (SFVC) szabályozás akkor volna indokolt, ha nagy nyomatékpontosság vagy kis fordulatszámon nagy nyomaték kellene; többmotoros hajtásnál pedig csak az U/f választható.

(e) Két kockázat a tartós, 20 Hz-es üzemben és a védekezés.

⚠ A jegyzet külön kimondja, hogy a saját hűtésű motor kis fordulatszámú terhelhetőségi görbéjét a forrásbázisa nem tartalmazza, ezért számértéket nem közöl – a konkrét terhelhetőségi adatot a motor gépkönyve adja meg. Ventilátorhajtásnál kedvező körülmény, hogy a terhelőnyomaték a fordulatszám csökkenésével maga is csökken.

(f) Az öt legelőször beállítandó paraméter.

1. ⭐ A motoradatok az adattábláról: U_n = 400 V, I_n = 11,0 A, f_n = 50 Hz, n_n = 1450 1/min, P_n = 5,5 kW, cos φ = 0,82. Ezekből számol a hajtás minden védelmi és nyomatékbecslési funkciót – ez mindig az első.
2. Vezérlési mód (U/f) és a nyomatékkiemelés (boost).
3. Frekvenciahatárok: minimális frekvencia 20 Hz, maximális frekvencia 50 Hz – így a kezelő nem tudja a gépet a megengedett tartományon kívülre vinni.
4. Rámpák: a felfutási és a lassítási idő (ramp-up / ramp-down time), a ventilátor lendítőtömegéhez igazítva.
5. Vivőfrekvencia – a 45 m-es árnyékolt kábelre és a szivárgóáramra tekintettel a kisebb érték felé (25.7 és 25.13).

(Ezek után következnek a további üzemi paraméterek: az alapjel forrása – kezelőpanel, analóg bemenet, busz –, valamint az indítás/leállítás forrása.)

25.3. feladat. 11 kW-os, négypólusú szállítószalag lejtős szakasszal; 3 s alatt kell megállnia; lassításkor OU (túlfeszültség) hiba.

(a) A hiba oka és az energia útja. A hajtás generátorüzembe kerül. Ez itt két okból történik meg:

1. Lassításkor a hajtás a kimeneti frekvenciát a rámpa szerint csökkenti; a forgó tömegek (motor, hajtómű, szalag, rakomány) tehetetlensége miatt a forgórész a mindenkori szinkron fordulatszám fölött marad, azaz s < 0 – a gép a 21. fejezet szerinti generátorüzembe kerül.
2. Lejtős szakaszon lefelé a terhelés önmagában „hajtja” a motort, tehát a hajtás üzemszerűen is visszakap energiát.

Az energia útja:

  a szalag és a rakomány mozgási + helyzeti energiája
        ↓  (a motor generátorként működik)
  villamos energia a motorkábelen visszafelé
        ↓  (az inverter IGBT-ivel párhuzamos diódákon át)
  az EGYENÁRAMÚ KÖZTES KÖR kondenzátorába
        ↓
  a kondenzátor feltöltődik: U_DC az üzemi 540–565 V-ról emelkedni kezd
        ↓
  a beállított túlfeszültség-küszöb (tájékoztatóan ~700–800 V) elérése
        ↓
  a hajtás OU (overvoltage) hibával LEÁLL

Ezért hibátlan a hajtás indításkor: ott az energia a hálózatból a motor felé áramlik, a köztes kör feszültsége nem emelkedik. A jelenség tehát nem meghibásodás, hanem méretezési hiány: nincs hova tenni a fékezési energiát.

(b) A lehetséges megoldások, költség szerint rangsorolva.

(c) Miért nem jó megoldás a túlfeszültség-védelem határértékének megemelése? Mert a küszöb nem önkényes szám: a köztes köri kondenzátorok és az IGBT-k feszültségtűrése szabja meg. A védelem éppen azért van, hogy ezt a határt ne lépjük túl. Ha megemeljük (ahol egyáltalán lehetséges), akkor:

• a kondenzátorokat a megengedett fölé terheljük – gyorsított öregedés, végül robbanásszerű tönkremenetel;
• az IGBT-k záróirányú feszültségtűrése is véges – átütés, zárlat, a teljes inverter tönkremegy;
• a hiba nem szűnik meg, csak elrejtjük a tünetet, miközben a berendezés élettartama drasztikusan csökken.

A fejezet ezt egy mondatban rögzíti: „A megoldás nem az, hogy kikapcsoljuk a védelmet – hanem az, hogy hosszabb lassítási rámpát adunk, vagy fékellenállást építünk be.”

(d) Melyik megoldás, ha a gép naponta több százszor fékez? Ebben az esetben a visszatáplálás (regeneratív hajtás, AFE) a szakszerű választás, két okból:

1. Gazdaságosság. A fejezet szerint az AFE „ott gazdaságos, ahol sok és nagy energiájú fékezés van” – naponta több száz fékezés éppen ez az eset. A fékellenállásban minden egyes fékezés energiája elvész, az AFE viszont visszaadja a hálózatnak.
2. Hőterhelés. A fékellenállás a fékezési energiát hővé alakítja; napi több száz fékezésnél (a lejtmenet tartós visszatáplálásával együtt) az átlagteljesítmény olyan nagy lesz, hogy az ellenállás és a szekrény hőterhelése kezelhetetlen – a szekrényt hűteni kellene, ami maga is fogyaszt.

⚠ A döntés végül megtérülési számítás kérdése: a fékezések számából és energiájából számolt éves megtakarítást kell az AFE többletköltségével összevetni (a 21.2. feladathoz hasonló módszerrel). A fékezési energia számításának menetét a 25.8. mintapélda mutatja: E = 0,5 · J · ω², P_átlag = E / t. ⚠ Hiányzó adat: a feladat nem adja meg a hajtás tehetetlenségi nyomatékát (J) és a szállított tömeget, ezért a konkrét energiaérték itt nem számítható ki – ezeket a hajtott gép és a motor gépkönyvéből kell kikeresni.

(e) A fékellenállás elhelyezése a szerelvényszekrényben. A fékellenállás lényege, hogy az energiát hővé alakítja – tehát úgy kell elhelyezni, mint egy fűtőtestet:

• a szekrény legfelső, jól szellőző részébe vagy – nagyobb teljesítménynél – a szekrényen kívülre, mert a felmelegedő levegő felfelé áramlik;
• nem szabad hőérzékeny készülék (frekvenciaváltó, elektronika, sorkapocs, kábelszigetelés) fölé vagy közvetlen közelébe tenni; a gyártó által előírt szabad távolságokat meg kell tartani minden oldalon;
• a bekötés a hajtás erre a célra kijelölt kapcsaira történik (jellemzően Rb1/Rb2 vagy B+/B−), a gyártó által előírt vezetékkel;
• a szekrény hőterhelését a méretezésnél számításba kell venni (szellőzés, ventilátor, szűrő);
• az ellenállás hőkapcsolóját (ha van) be kell kötni a hajtás vagy a vezérlés hibakörébe, hogy túlmelegedéskor leálljon a berendezés;
• feltűnő helyen figyelmeztető feliratot kell elhelyezni a forró felület miatt.

⚠ Forrásfenntartás: a fejezet a fékellenállásról annyit rögzít, hogy külső komponens, a Rb1/Rb2, illetve B+/B− kapcsokra kötendő, hőterhelést okoz a szekrényben, és méretezni kell (csúcs- és átlagteljesítményre). A konkrét beépítési szabályokat – a szabad távolságokat, a szellőzési igényt, a hőkapcsoló bekötését – mindig a hajtás és az ellenállás gépkönyve adja meg; a fenti felsorolás ezekből az igazolt tényekből és az általános szerelési gyakorlatból következik.

25.4. feladat. 7,5 kW-os, háromfázisú frekvenciaváltós szivattyúhajtás: 30 mA-es A típusú áram-védőkapcsoló, 60 m árnyékolatlan NYY motorkábel, 12 kHz vivőfrekvencia.

(a) A felismerhető hibák és a kockázatuk.

(b) Melyik hiba életvédelmi, és pontosan miért veszélyes? Az A típusú áram-védőkapcsoló alkalmazása.

Az AC és az A típusú készülék összegző áramváltós elven működik: egy vasmagra tekercselt összegző transzformátor érzékeli, hogy az odamenő és a visszatérő áram különbözik-e. Ez az elv csak változó áramra működik, mert csak a változó fluxus indukál feszültséget az érzékelőtekercsben. Frekvenciaváltós hajtásnál viszont a hiba a kimeneten a DC-köztes körig „átlátszik”: a motorkábelen vagy a motorban keletkező zárlat a köztes körrel áll kapcsolatban, ezért a hibaáramnak lehet sima (nem lüktető) egyenáramú összetevője – ilyenkor „nagy a valószínűsége annak, hogy a hibaáram nem halad át a nullán”.

A sima egyenáram a vasmagban állandó fluxust hoz létre, és a vasmagot telítésbe viszi. Ekkor:

1. az egyenáramú hibát a készülék eleve nem érzékeli;
2. ⚠⚠ ami ennél is súlyosabb: a telített vasmag a váltakozó áramú hibát sem tudja átvinni – a védelem tehát nemcsak nem old, hanem el is veszíti a védőképességét.

Ez a fejezet legveszélyesebb szerelési hibája – nem az, ha nincs áram-védőkapcsoló, hanem az, ha AC vagy A típusú van, és a felhasználó abban a hiszemben él, hogy védve van. A készülék „hallgat”: nem old, és nem is jelzi, hogy elvesztette a működőképességét.

(c) Mire kell cserélni, és mit tud a régihez képest? ⭐ B típusú áram-védőkapcsolóra (fokozott tűzvédelmi igénynél B+ típusra).

A típusok sora bővülő: AC → csak szinusz; A → + lüktető egyenáram; F → + kevert, frekvenciás összetevők (egyfázisú hajtásokhoz); B → + sima egyenáram; B+ → ugyanaz, 20 kHz-ig.

(d) Két intézkedés a motorkábelre.

1. ⭐ Árnyékolt, szimmetrikus motorkábelre cserélni, az árnyékolást mindkét végén, 360°-ban, nagy felületen földelve (EMC-bilinccsel vagy tömszelencével – nem „malacfarokkal”, azaz nem egyetlen vékony sodrattal). Indoklás: a zavar nagyfrekvenciás, egy vékony, hosszú földelőszál induktivitása nagyfrekvencián már számottevő impedancia, tehát az árnyékolás „gyakorlatilag nincs is ott”; a nagy felületű, körkörös kontaktus viszont kis impedanciát ad, és a zavaráram valóban vissza tud folyni a hajtásba. Az árnyékolt kábel és a 360°-os árnyékolásföldelés minden kábelhossznál alapkövetelmény. A 60 m (≈ 200 láb) emellett a 25.19. táblázat első sávjába esik (kb. 90 m, azaz 300 láb alatt), ahol a forrás „3 %-os kimeneti fojtót” (3 % output load reactor) javasol – ezt a hajtás gépkönyvének megengedett kábelhosszaival együtt kell mérlegelni.
2. A nyomvonal rendezése és a hossz csökkentése: a motorkábelt a hálózati és a jelkábelektől fizikailag el kell választani (külön kábeltálca, vagy legalább távolságtartás; keresztezni derékszögben), a nyomvonalat rövidre és egyenesre kell venni – ideális esetben a hajtást a motorhoz közelebb telepítve. Ez a szivárgóáramot is csökkenti, tehát a téves kioldás ellen is hat.

⚠ Kiegészítő megjegyzés a szivárgóáramról: egy gyártói kézikönyv a 30 mA-es B típusú védelemhez ≤ 10 m árnyékolt motorkábelt ajánl, hogy a védelem ne oldjon ki feleslegesen. Ez az érték készülékfüggő, de mutatja, hogy 60 m-nél a szivárgóáramot mindenképpen figyelembe kell venni (csökkentett szivárgóáramú EMC-szűrő, kisebb vivőfrekvencia, esetleg a védelem szelektív átgondolása a gyártó adatai szerint).

(e) Három érv a 12 kHz csökkentése mellett.

1. A frekvenciaváltó melegedése. A kapcsolási veszteség a vivőfrekvenciával egyenesen arányos (P_kapcs = 6 · f_c · E): a frekvencia megduplázása a veszteséget is megduplázza. A hő a hűtőbordán jelenik meg, ezért kell sok készüléket 8 kHz fölött leterhelni (derating), azaz kisebb motorárammal üzemeltetni.
2. A szivárgóáram csökkentése. A kisebb vivőfrekvencia kisebb szivárgóáramot jelent, tehát megszűnik az áram-védőkapcsoló téves kioldásának oka. Ha egy hajtás védelme „ok nélkül” old, először ne a védelmet cseréljük nagyobbra, hanem a vivőfrekvenciát és a kábelhosszat nézzük meg.
3. Kisebb zavarkibocsátás (EMC). A ritkább kapcsolás kevesebb nagyfrekvenciás zavart sugároz és vezet – különösen fontos itt, ahol a kábel ráadásul árnyékolatlan.

(Negyedik érv: kisebb kapcsolási frekvencián időegység alatt kevesebb feszültségimpulzus éri a motortekercselést, ami mérsékli a részkisüléses szigetelésöregedést.)

Az ára: a motor hangosabb lesz, a kimeneti áram hullámformája romlik, és a motor melegedése nő. A fejezet egymondatos összefoglalója: a magas vivőfrekvencia a motornak jó, a frekvenciaváltónak és az EMC-nek rossz.

(f) Mit teszünk a burkolat megbontása előtt, és miért nem elég a kijelző kialvása? A munkaszabály:

1. feszültségmentesítés és kizárás (a visszakapcsolás megakadályozása);
2. a gépkönyvben előírt kivárási idő letelte (az érték gyártó- és készülékfüggő);
3. ⭐ a feszültségmentesség igazolása méréssel, a köztes köri kapcsokon (+DC / −DC) is;
4. csak ezután szabad a készüléket megbontani.

Miért nem elég a kijelző kialvása? Mert a kijelzőt és a vezérlőelektronikát egy kis teljesítményű, kis energiatárolású belső tápegység látja el: ennek a tápja hamarabb esik le, mint ahogy a nagy kapacitású köztes köri kondenzátorok kisülnek. A kijelző tehát már sötét lehet, miközben a kondenzátorokon még mindig több mint 500 V egyenfeszültség van – ez közvetlen életveszély. A feszültségmentesség egyetlen elfogadható bizonyítéka a mérés.

Tudáspróba – megoldókulcs

F1.26 A 26. fejezet megoldásai

Gyakorlatok

26.1. feladat. 68 m²-es, háromszobás lakás áramkörjegyzéke.

A felosztás elve. A fejezet négy elvét alkalmazzuk: funkció szerinti szétválasztás (világítás és dugalj külön), több világítási áramkör, nagyfogyasztó külön körön, tartalék kapacitás az elosztóban.

A háromfázisú villanytűzhely árama:

1. lépés: I = P / (√3 · U · cos φ) = 7 200 W / (1,7321 · 400 V · 1)
            = 7 200 / 692,8 = 10,39 A
   -> 3 × B16 kismegszakító, 5 × 2,5 mm² Cu
      (a tartalék és a bekapcsolási lökés miatt nem B10)

A klíma árama (egyfázisú, cos φ = 1 közelítéssel):

2. lépés: I = P / U = 2 000 W / 230 V = 8,70 A
   -> B16, 2,5 mm² Cu (a fejezet táblázata szerinti külön kör)

Az áramkörjegyzék.

Hol kötelező a legfeljebb 30 mA-es áram-védőkapcsoló, és mi a helyes szabványhely?

⚠⚠ Gyakori téves hivatkozás: a 30 mA-es követelményt sokan az MSZ 447:2019-nek tulajdonítják. A szabvány teljes szövegében a „mA” kifejezés nem szerepel: az MSZ 447 csak annyit mond ki, hogy az áram-védőkapcsoló kizárólag a mért hálózatban alkalmazható, a mérőrekeszben nem helyezhető el. A helyes forrás a fenti táblázat.

⚠ Fontos korlát (415.1.2.): „Az ilyen eszközök használata nem fogadható el a védelem egyedüli módjaként…” – az áram-védőkapcsoló nem helyettesíti a védővezetőt.

⚠ Magyar nemzeti feltétel: a csak rögzítetten szerelt vízmelegítőt tápláló áramkörre a 30 mA-es kiegészítő védelem nem előírás (7-701 ZA melléklet). Ebben a lakásban ilyen áramkör nincs; a törölközőszárító nem vízmelegítő, tehát rá a kivétel nem alkalmazható.

Ellenőrzés.

1. Egyetlen áram-védőkapcsoló mögött sincs a lakás teljes világítása – az 1. kör az RCD1-en, a 2. kör az RCD2-n van, tehát egy hiba nem sötétíti el az egész lakást. ✔
2. A nagyfogyasztók külön RCD-t kaptak (tűzhely, klíma, fürdőszoba), így a hibájuk nem kapcsolja le a lakás lakóterét. ✔
3. A kismegszakítók és a keresztmetszetek csak akkor véglegesíthetők, ha a 16. fejezet szerinti terhelhetőségi (fektetési mód, halmozás, hőmérséklet) és feszültségesés-ellenőrzés, valamint a 17. fejezet szerinti szelektivitás- és zárlatiszilárdság-vizsgálat megtörtént. A táblázat értékei tipikus kiindulópontok.
4. A karakterisztika (B vagy C) megválasztása hurokimpedancia-számítással történik (32–34. fejezet), nem szokásból. A lakóépületben a B jelleg a szokásos, mert kisebb túláramnál működik, tehát kisebb zárlati áram mellett is teljesíthető az előírt lekapcsolási idő (TN, 230 V, végáramkör: 0,4 s).
5. Az elosztó modulszáma: 11 kismegszakító (ebből a tűzhely 3 modul) + 5 áram-védőkapcsoló + főkapcsoló + túlfeszültség-védelem, plusz legalább 25 % tartalék – a lakás villamos igénye a következő tíz évben biztosan nő (elektromos járműtöltő, indukciós főzőlap).
6. A végáramkörök egyedi kismegszakítói legfeljebb 32 A-esek lehetnek – ez itt teljesül.

⚠ Hiányzó adat: a feladat nem adja meg a törölközőszárító teljesítményét, sem a klíma teljesítménytényezőjét, sem a vezetékek fektetési módját és hosszát. A jegyzék ezért a fejezet tipikus értékeivel dolgozik; a végleges méretezéshez ezek az adatok szükségesek.

26.2. feladat. 18 m hosszú, kétrekeszes kábelcsatorna irodahelyiségben: 6 db háromfázisú (5 eres) és 4 db egyfázisú (3 eres) áramkör, valamint a strukturált hálózat kábelei.

(a) Miért kétrekeszes a csatorna? Mert a csatornában erősáramú és gyengeáramú (strukturált hálózati) kábelek egyszerre futnak, és ezeket fizikailag el kell választani egymástól. Három indok:

1. EMC. Az erősáramú kábelek árama és kapcsolási tranziensei a szomszédos adatpárokba beszűrődnek (induktív és kapacitív csatolás), ami a strukturált hálózat átviteli minőségét rontja. A 25. fejezet EMC-ökölszabályai kimondják: az erősáramú és a jelkábeleket fizikailag szét kell választani, külön tálcán vagy legalább távolságtartással; keresztezni lehetőleg derékszögben.
2. Biztonság. A két rekesz elválasztó fala megakadályozza, hogy egy erősáramú szigeteléshiba a törpefeszültségű, laikus által is érinthető gyengeáramú rendszerre kerüljön át. A gyengeáramú oldalon dolgozó (informatikus, biztonságtechnikus) nem érintkezik a 230/400 V-os körökkel.
3. Üzemeltethetőség. A gyengeáramú rekesz feszültségmentesítés nélkül nyitható és bővíthető – az irodai hálózatban ez a leggyakoribb beavatkozás. A kiviteli tervnek egyébként is meg kell jelenítenie az épületvillamossági alrendszerek egymásra épülését (26.11).

⚠ Forrásfenntartás: a fejezet a kétrekeszes kivitel kötelező voltát önálló szabványhelyre hivatkozva nem mondja ki; a fenti indoklás a fejezet EMC-elveiből és a gyengeáramú rendszerek felsorolásából következik. A kötelező érvényű elválasztási követelményeket a strukturált hálózat termékszabványa és a tervezői előírás adja meg.

(b) A csatorna méretének megválasztása. A gondolatmenet ugyanaz, mint a védőcső kitöltési tényezőjénél – csak nem kör, hanem téglalap keresztmetszettel:

A kitöltés számításának menete:

1) Rekeszenként összeadjuk a behúzott kábelek KÜLSŐ keresztmetszetét:
   erősáramú rekesz:  6 db 5 eres + 4 db 3 eres kábel
   A_kábel = Σ (d_i² · π / 4)          [d_i = a kábel KÜLSŐ átmérője]

2) A rekesz BELSŐ keresztmetszete:
   A_rekesz = szélesség × magasság (a fedél és a bordák helyét levonva)

3) Kitöltési tényező:
   k = A_kábel / A_rekesz  ->  a gyártói dokumentációban (MSZ EN 50085 /
       MSZ EN 61084 szerinti rendszeradat), illetve a tervben megadott
       megengedett érték alatt kell maradnia

⚠ Hiányzó adat: a feladat nem adja meg a kábelek külső átmérőjét és a csatorna belső méreteit, ezért számszerű eredmény nem adható. A méret megválasztásának szempontjai viszont felsorolhatók:

(c) Mit ellenőrizne a 16. fejezet szerint? ⭐ A halmozási (csoportosítási) tényezőt – ez a legfontosabb, és a leggyakrabban elfelejtett ellenőrzés.

1. lépés: az áramkörök száma egy nyomvonalon:
   6 (háromfázisú) + 4 (egyfázisú) = 10 áramkör

2. lépés: az elrendezés: burkolatban (kábelcsatornában) KÖTEGELVE
   -> az MSZ HD 60364-5-52 B.52.17. táblázatának ELSŐ sora érvényes

3. lépés: a tényező:  9 áramkörre  k_halm = 0,50
                     12 áramkörre  k_halm = 0,45
   -> 10 áramkörre a biztonság felé a kisebb, 0,45–0,50 közötti értékkel
      kell számolni (a pontos sort a szabvány táblázatából kell kiolvasni)

4. lépés: mit jelent ez? A vezeték terhelhetősége nagyjából a FELÉRE esik:
   I_z,szükséges = I_n / (k_hőm · k_halm)
   B16-os kismegszakítónál, k_halm = 0,45 és k_hőm = 1 mellett:
   I_z ≥ 16 A / 0,45 = 35,6 A

Vagyis a szokásos 2,5 mm²-es vezeték nem elegendő ilyen halmozásban – vagy nagyobb keresztmetszet kell, vagy meg kell szüntetni a halmozást.

⭐ A legjobb megoldás – és ez a fejezet legértékesebb tervezői fogása: a szabvány kimondja, hogy ha a szomszédos kábelek vízszintes távolsága meghaladja a külső átmérőjük kétszeresét, nem kell csökkentő tényezőt alkalmazni. Egy kábelcsatornában tehát a kábeleket egy rétegben, osztástávolsággal (nem kötegben) kell fektetni – néhány centiméter térköz „ingyen” visszaadja a terhelhetőség 20–40 %-át. Ez ugyanakkor nagyobb csatornát kíván – itt kapcsolódik össze a (b) és a (c) pont.

Amit még ellenőrizni kell a 16. fejezet szerint:

• a hőmérséklet-korrekciós tényező (k_hőm), ha a csatorna napsütötte vagy fűtött falszakaszon fut;
• a feszültségesés (18 m rövid nyomvonal, ezért itt várhatóan nem korlátoz; az ajánlás világításnál 3 %, egyéb áramkörnél 5 %);
• ezek után a terhelhetőségi feltétel teljesülése: I_n ≤ I_z,korrigált.

(d) Jelölések a csatornán. A jelölés célja, hogy évek múlva is bontás nélkül lehessen tájékozódni:

A fejezet elve: a dokumentáció a szerelés része, nem utólagos adminisztráció – amit lezárás előtt nem jelöltünk és nem fényképeztünk le, azt később csak bontással lehet megtudni.

26.3. feladat. A kádat elbontják, helyére zuhanytálca nélküli, padlóösszefolyós zuhany kerül; a rögzített vízkifolyás a falon 220 cm magasan van. (A helyiség a 26.8 kidolgozott példájából: 2,40 m × 1,80 m.)

(a) Az 1-es sáv mérete és alakja. A tálca nélküli zuhanynál az 1-es sáv függőleges hengerpalást által határolt tér:

1. lépés – VÍZSZINTES kiterjedés:
   a falon lévő rögzített vízkifolyás középpontjától 120 cm SUGARÚ
   függőleges hengerpalást
   -> tehát 120 cm sugarú, 240 cm ÁTMÉRŐJŰ kör alapú henger

   ⚠ A szaklapokban terjedő „120 cm átmérő” HIBÁS. Az elsődleges
      szabványszöveg (701.30.3. b) a függőleges síkot a vízkifolyás
      középpontjától 120 cm TÁVOLSÁGRA helyezi -> 120 cm SUGÁR.
      A kettő között kétszeres a különbség.

2. lépés – FÜGGŐLEGES kiterjedés:
   a burkolt padló szintjétől a rögzített vízkifolyás síkjáig VAGY
   a padlótól 225 cm-ig – amelyik MAGASABB.
      vízkifolyás: 220 cm  <  225 cm
   -> a felső határ 225 cm a burkolt padlószinttől

3. lépés – korlátozás:
   A sávot a falak és a mennyezet elhatárolják. A helyiség 1,80 m széles,
   a 120 cm-es sugár tehát a szemközti falig (max. 180 cm) NEM ér el
   teljes egészében, de a helyiség nagy részét lefedi.

Tehát: 120 cm sugarú, 225 cm magas függőleges henger, amelynek alsó 10 cm-e a 0-s sáv, és amelyet a helyiség falai és mennyezete határolnak.

(b) Van-e 2-es sáv? Nincs. Zuhanytálca nélküli zuhanynál a szabvány nem határoz meg 2-es sávot – helyette az 1-es sáv vízszintes mérete nőtt meg 120 cm-re. (A 60 cm-es 2-es sáv a fürdőkádra és a zuhanytálcás zuhanyra vonatkozik.)

(c) A 0-s sáv magassága és kiterjedése. A tálca nélküli zuhanynál:

• magassága: 10 cm a burkolt padló fölött;
• felületi kiterjedése megegyezik az 1-es sáv vízszintes kiterjedésével, tehát 120 cm sugarú kör (a falakkal határolva).

Azaz egy 120 cm sugarú, 10 cm vastag „korong” a padlón. Ebben a sávban semmilyen szerelvény és csatlakozóaljzat nem helyezhető el, fogyasztókészülék pedig csak akkor, ha egyszerre teljesíti a három feltételt: megfelel a termékszabványának és a gyártó szerint abba a sávba való; rögzített és állandó csatlakoztatású; legfeljebb 12 V a.c. / 30 V d.c. SELV-vel védett (⚠ PELV nem!).

(d) A tükörvilágítás besorolása és a rá vonatkozó követelmények.

4. lépés: a vízszintes távolság a vízkifolyás középpontjától: 1,05 m = 105 cm
          105 cm  <  120 cm   ->  a lámpatest az 1-es SÁVBA esik

⚠ Ez az a pont, ahol a „120 cm átmérő” téves adat végzetes lenne: átmérőként számolva a sugár 60 cm volna, és a lámpatest kívül esne a sávon. A helyes besorolás: 1-es sáv.

Az 1-es sávban a lámpatestre a következők vonatkoznak:

(e) Változik-e a válasz 18 cm-rel megemelt dobogónál?

5. lépés: a magyar nemzeti feltétel (701.30.3. a) vizsgálata:
   „Ha a fürdőkád vagy zuhanyTÁLCA ALJA a padlószintnél több mint
    15 cm-rel magasabban van, a 225 cm-es síkot a kád/tálca aljától
    kell számítani.”

   Itt TÁLCA NINCS – padlóösszefolyós zuhanyról van szó.
   ⚠ A nemzeti feltétel szó szerinti szövege erre az esetre NEM
      alkalmazható közvetlenül; a fejezet erre az esetre külön
      szabályt nem közöl.

A szakszerű, biztonság felé tévedő értelmezés: a sávok referenciasíkja mindig a zuhanyzási felület burkolt padlószintje – itt tehát a dobogó felső síkja. Ennek megfelelően:

• a 0-s sáv a dobogó felső síkjától számított 10 cm (az eredeti padlótól 18–28 cm között);
• az 1-es sáv felső határa a dobogó síkjától 225 cm, azaz az eredeti padlótól 243 cm;
• a vízszintes 120 cm-es sugár nem változik, mert azt a vízkifolyás középpontjától mérjük.

A (d) pont válasza tehát nem változik: a tükörvilágítás 105 cm-re van a vízkifolyástól, ez továbbra is az 1-es sávon belül van, és ugyanazok a követelmények vonatkoznak rá. Ami változik: a sáv felső határa 18 cm-rel feljebb tolódik, tehát a magasabban elhelyezett szerkezetek (például egy 230 cm magasan tervezett ventilátor) is a sávba kerülhetnek.

⚠ Kimondandó bizonytalanság: azt, hogy a dobogó a nemzeti feltétel szempontjából „tálcának” minősül-e, a fejezet forrásbázisa nem dönti el. Konkrét kivitelezésnél a szabvány hatályos szövegét és – ha kétséges – a szabványügyi értelmezést kell alapul venni. A biztonság felé tévedés (a magasabb sávhatár figyelembevétele) mindig megengedett.

Kitekintés: a fejezet jelzi, hogy az MSZ HD 60364-7-701:2007 érvényessége 2027. december 6-án lejár, és a 2025-ös kiadás 2027. december 7-től hatályos; a tervezett változások között szerepel az egységes sávrendszer (megszűnik a kád és a tálca nélküli zuhany külön kezelése) és a beágyazási mélység 5 cm-ről 6 cm-re növelése. ⚠ Ezt a jegyzet egyetlen forrásból közli, és nem tényként tanítja – a vizsgán a 2007-es kiadás adatai a mérvadók.

26.4. feladat. 1968-ban épült, 54 m²-es panellakás felmérése.

(a) Állapotfelmérő jegyzék a 26.11 alfejezet 10 szempontja szerint.

(b) Részleges vagy teljes csere? – írásos javaslat.

Megállapítás. A fejezet három olyan jelet nevez meg, amelyek bármelyike önmagában is a teljes hálózat cseréje mellett szól. Ebben a lakásban mind a három egyszerre fennáll:

1. ⭐ Alumíniumvezeték a végáramkörökben. Az alumínium kúszása és a rézzel eltérő hőtágulása miatt a csavaros kötések idővel meglazulnak, a kötés melegszik és tűzveszélyessé válik. Ilyen hálózaton a „csak a szerelvényeket cseréljük” megközelítés ideiglenes megoldás.
2. ⭐ Nullázott, kétvezetékes hálózat (nincs önálló védővezető). Ilyen hálózaton nem alakítható ki a mai követelményeknek megfelelő védővezetős rendszer, nem köthető be szabályosan az áram-védőkapcsoló (MSZ HD 60364-4-41 415.1.2.: az áram-védőkapcsoló nem fogadható el a védelem egyedüli módjaként, tehát nem pótolja a védővezetőt), és nem építhető ki a kiegészítő EPH sem.
3. ⭐ Áramkörhiány. A 4 áramkör a 2,2 kW-os korabeli méretezés maradványa; a mai igény ennek a többszöröse.

Ehhez járul két önálló, azonnali kifogás:

• a fürdőszobai mosógép-dugalj a 2-es sávban van (45 cm < 60 cm) – az MSZ HD 60364-7-701 szerint a 0-s, 1-es és 2-es sávban hálózati feszültségű csatlakozóaljzat tilos; a helyiség minden áramkörét ≤ 30 mA-es RCD-nek kellene védenie (701.415.1.), és ki kellene alakítani a kiegészítő EPH-t (701.415.2.), amely Magyarországon nem hagyható el;
• a konyhában elosztóról táplált mosogatógép és mikrohullámú sütő – a nagyfogyasztónak a fejezet szerint saját áramkör jár.

Javaslat: a lakás villamos hálózatának TELJES cseréje. A részleges felújítás (szerelvénycsere, egy-két új kör) ebben az esetben csak halasztás lenne, mert a védővezető hiánya és az alumíniumvezeték a hálózat egészére vonatkozik, tehát a mai védelmi rendszer semelyik eleme nem alakítható ki szabályosan.

A munka tartalma: új lakáselosztó tartalék modulhellyel; teljes új, rézvezetékes, védővezetős (TN-S jellegű) végáramköri hálózat; áram-védőkapcsolók a 411.3.3., 411.3.4. és 701.415.1. szerint; fő és kiegészítő egyenpotenciálú összekötés (a fürdőszobában kötelezően); a fürdőszobai berendezés sávhelyes áthelyezése (a mosógép legalább 60 cm-re a kád peremétől, vagy a helyiségen kívülre); a szerelői ellenőrzés, a mérések és a minősítő irat kiállítása a 37. fejezet szerint; megvalósulási dokumentáció (áramkörjegyzék, egyvonalas séma, nyomvonalrajz vagy fényképsorozat vakolás előtt, fürdőszobai sávrajz, a kiegészítő EPH nyomvonala).

Ügyfélkommunikációs megjegyzés. A fejezet tanácsa szerint ne azt mondjuk, hogy „ezt ki kell cserélni”, hanem tegyük láthatóvá a döntési logikát: „ez a hálózat alumíniumvezetékes és kétvezetékes, ezért nem alakítható ki rajta védővezetős rendszer és áram-védőkapcsolós védelem – a részleges felújítás ezért csak halasztás lenne.”

(c) Az új hálózat áramkörjegyzéke (54 m², panellakás).

⚠ Hiányzó adat: a feladat nem közli a beépítendő főzőkészülék típusát és teljesítményét, a lakás helyiségeinek pontos kiosztását, sem a fürdőszoba új berendezését – ezek nélkül a 10. sor és a fürdőszobai kör részletei nem méretezhetők véglegesen. A jegyzék ezért a fejezet tipikus értékeivel dolgozik; a végleges keresztmetszet- és készülékválasztás a 16. (terhelhetőség, halmozás, feszültségesés) és a 17. fejezet (karakterisztika, szelektivitás, zárlati szilárdság), a lekapcsolási idő igazolása pedig a 32–34. fejezet szerinti számítással történik.

Ellenőrzés: a két világítási kör külön áram-védőkapcsolón van (RCD1 és RCD2), tehát egyetlen RCD kioldása sem sötétíti el a teljes lakást; a fürdőszobai kör külön RCD-n van; az elosztóban legalább 25 % tartalék modulhely marad.

26.5. feladat. Négyszintes, KK kockázati osztályú irodaépület tűzeseti lekapcsolása.

(a) Hol helyezzük el a tűzeseti lekapcsoló tablót (TLT), és milyen magasságban?

A feladat kimondja, hogy állandó portaszolgálat nincs, és tűzoltósági beavatkozási központról sem szól. Az elhelyezési rangsor ezért a harmadik lépcsőnél zárul: a tablót az épület bejáratának közelében, attól legfeljebb 15 méterre kell elhelyezni. A kapcsolókészülékek elhelyezési magassága 1 és 1,5 m között legyen, hogy a beavatkozó tűzoltó segédeszköz (például létra) nélkül működtethesse. A tablónak áttekinthetőnek kell lennie: a tűzoltó helyzetváltoztatás nélkül lássa át a lekapcsolás pillanatnyi állapotát – tehát a kapcsolók és a visszajelzések egy felületen, egymás közelében legyenek. Véletlen működtetés ellen mechanikai védelem vagy plombálás szükséges. Mivel az épületben tűzoltósági vezérlőtabló (TVT) is indokolt lehet (hő- és füstelvezetés vezérlése), a két tabló elhelyezése közösen javasolt.

(b) Mely köröket kell a tablóról vezérelni és visszajelezni?

A feladat adataiból az irányelv hatsoros felsorolásából öt sor biztosan adódik:

A hatodik sor (központi akkumulátoros biztonsági világítási központ lekapcsolása) csak akkor kell, ha a biztonsági világítás központi akkumulátortelepes kivitelű – ezt a feladat nem adja meg, tehát a tervezéskor tisztázandó. Minden beavatkozásról fényjelzéssel vagy a kapcsoló állásával tájékoztatni kell, a fényjelzést a kapcsolási helyen, a kapcsolókat és a visszajelzéseket egyértelmű felirattal ellátva.

(c) Melyik körnél kell motoros felhúzású megszakító, és miért?

A biztonsági tápellátásról működő hálózatrész (3. sor) lekapcsolásánál. Az irányelv ehhez a sorhoz köti ki, hogy a táv-visszakapcsoláshoz motoros felhúzású megszakító szükséges: a beavatkozás után a biztonsági hálózatrészt távolról, a tablóról kell tudni visszakapcsolni, márpedig a hagyományos megszakító kézi felhúzást igényel. ⭐ Kivétel, amikor ez nem szükséges: ha kizárólag saját biztonsági tápforrású tűzeseti fogyasztók üzemelnek (tűzjelző központ, saját akkumulátoros biztonsági világítás, természetes szellőzésű hő- és füstelvezetők).

(d) Melyik távműködtetési elvet válasszuk a napelemes DC-leválasztóhoz, és mi a kábelezési következménye?

Az a) nyugvóáramú elvet – ezt az irányelv a napelemes DC-lekapcsolásnál kifejezetten javasolja. Ilyen a feszültségcsökkenési kioldó és a vezérlőfeszültség megszűnésekor önműködően lekapcsoló motoros hajtás.

A kábelezési következmény éppen az, hogy nincs külön tűzvédelmi követelmény: a nyugvóáramú elvnél a működtető vezeték szakadása vagy zárlata maga váltja ki a lekapcsolást, ezért a működtető vezeték szerelésére nincs külön tűzvédelmi megkötés. Ha ezzel szemben a b) munkaáramú elvet (munkaáramú kioldót) választanánk, a működtető vezetékeket mechanikailag védett, tűzálló kábelrendszer formájában kellene kivitelezni, a készülék működőképességére pedig a tűzeseti fogyasztókra vonatkozó szabályok vonatkoznának – bizonyos esetekben rágcsálók elleni védelemmel kiegészítve.

(e) Honnan vesszük a tűzeseti fogyasztók működési időtartamát?

⚠ Nem a tűzvédelmi műszaki irányelvből. A TvMI egyetlen perc-értéket sem ad meg; minden érintett pontjában az OTSZ (54/2014. (XII. 5.) BM rendelet) 11. mellékletének 1. táblázatára hivatkozik. KK kockázati osztályban a jellemző működőképesség-megtartási idő 60 perc – de a táblázat soronként eltérhet, ezért a konkrét fogyasztóra (biztonsági világítás, gépi hő- és füstelvezetés, tűzoltósági rádióerősítő stb.) tételesen kell kikeresni. Röviden: a TvMI a „hogyan", az OTSZ a „mennyi ideig" kérdésre válaszol.

26.6. feladat. Családi ház, 12 db napelemmodul – a DC-nyomvonal távolságszabályai.

Az adatok rendezése.

  tetősíkon, a modulok legközelebbi pontjától ....... 1,8 m
  a homlokzaton lefelé ............................. 1,4 m
  --------------------------------------------------------
  kültéri szakasz összesen ......................... 3,2 m

  a falon való belépéstől az inverterig (garázs) .... 6,2 m
  --------------------------------------------------------
  beltéri szakasz .................................. 6,2 m

(a) Belefér-e a beltéri nyomvonal az 5 méteres korlátba?

Nem. A szabály szerint az inverterbe épített DC-oldali leválasztás akkor elegendő, ha a kábel épületbe való belépési pontjától mért teljes beltéri hossz legfeljebb 5 m, és a nyomvonal nem halad át egynél több egymás feletti szinten, idegen tulajdonon, bérleményen vagy tűzszakaszon.

  6,2 m  >  5 m   ->  a korlát NEM teljesül

A további feltételek viszont teljesülnek: a garázs a lakótérrel azonos tűzszakaszban van, szintváltás nincs, idegen tulajdon és bérlemény nem érintett. A bukás tehát kizárólag a hosszon múlik.

(b) Bele kell-e számítani a homlokzati 1,4 m-t a kültéri nyomvonalba?

Igen. A szabály: ha a tetősík oldalfali peremétől mért, oldalfalon futó DC-szakasz nem haladja meg a 2 m-t, azt bele kell számítani a kültéri nyomvonalba. Itt 1,4 m ≤ 2 m, tehát a homlokzati levezetés a kültéri nyomvonal része. (Ha 2 m-nél hosszabb lenne, akkor a leválasztást már a modulok közelében kellene elhelyezni.)

A kültéri szakasz így 1,8 + 1,4 = 3,2 m, ami jóval a 10 m-es küszöb alatt van – kültéri DC-leválasztás tehát nem szükséges. ⚠ A hosszba nem számít bele a PV-modul saját (tartozék) kábele, sem a modulok által fedett területen és az attól legfeljebb 0,5 m-en belül haladó szakasz.

(c) Kell-e külön DC-leválasztás, és hova?

Kell – az (a) pont miatt. Ha bármely beltéri feltétel nem teljesül, külön DC-leválasztást kell beépíteni, mégpedig úgy, hogy a feszültség alatt maradó beltéri szakasz így is legfeljebb 5 m legyen. A gyakorlati megoldás: a leválasztó készüléket a kábel belépési pontjához a lehető legközelebb, a garázs falán elhelyezni – így a belépési pont és a leválasztó közötti feszültség alatt maradó beltéri szakasz néhány deciméterre rövidül, az inverterig vezető 6,2 m pedig a leválasztó mögé kerül.

A készülékre a szokásos követelmények érvényesek: legalább szakaszolókapcsoló (a C.2.1. b) szerint terhelés-szakaszoló) és távlekapcsolási funkció, az MSZ HD 60364-7-712 szerinti tokozat és telepítés, lekapcsoláskor mindkét pólus (+ és −) megszakítása, és – ez a legfontosabb – az AC-oldali tűzeseti főkapcsoló lekapcsolásával a DC-oldali is működtetve legyen, külön készülék alkalmazása nélkül. A távlekapcsolás helye családi háznál a bejárat közelében, attól legfeljebb 15 m-en belül, illetve az elszámolási fogyasztásmérőhelynél alakítható ki.

(d) Hány jelölőtáblát kell elhelyezni, és hova?

A jelölési kötelezettség a lekapcsolással nem lekapcsolható, feszültség alatt maradó DC-vezetékekre vonatkozik: ez a modulok és a DC-leválasztó közötti szakasz, vagyis a 3,2 m-es kültéri nyomvonal és a hozzá csatlakozó rövid falátvezetés.

  a feszültség alatt maradó szakasz  ~ 3,2 m  <  5 m
  ->  ELEGENDŐ EGY tábla, lehetőleg a nyomvonal közepén
      (gyakorlatilag a homlokzati levezetés felénél)

A szabály: nyomvonalszakaszonként legalább egy tábla, két tábla között legfeljebb 5 m; ha a szakasz nem hosszabb 5 m-nél, elegendő egy tábla, lehetőleg a nyomvonal közepén.

⚠ Ezen felül – és ezt a feladat kérdése mellett is ki kell mondani – két további felirat kötelező: a tűzeseti DC-távlekapcsolási helyet a „Napelemes rendszer tűzeseti DC-lekapcsoló" felirattal kell ellátni, az épület főbejáratánál pedig (tűzeseti lekapcsoló tábla hiányában a tűzeseti főkapcsolónál) a „FIGYELEM, AZ ÉPÜLETBEN NAPELEM/PV RENDSZER ÜZEMEL! …" kezdetű figyelmeztető feliratot vagy biztonsági jelet kell elhelyezni.

26.7. feladat. Tűzálló kábelrendszer nyomvonala egy KK kockázati osztályú épületben.

(e) előre: honnan vesszük a tűzállósági osztályt? Ezt kell először tisztázni, mert ebből következik a (b) pont számértéke. A tűzvédelmi műszaki irányelv percértéket nem ad meg; az OTSZ 11. mellékletének 1. táblázata adja, kockázati osztályonként. A gépi hő- és füstelvezetés villamos rendszerelemeire KK osztályban a jellemző működőképesség-megtartási idő 60 perc, tehát a kábelrendszer E60 osztályú legyen. (A táblázat sorait tételesen kell kikeresni, mert egyes sorok eltérnek a 30 / 30 / 60 / 90 perces alapsortól.)

(a) Mely szakaszokon kell tűzálló kábeltartó-szerkezet?

A harmadik szakasz a 8.2.5. szerinti végponti könnyítés esete: a tűzeseti fogyasztóhoz csatlakozó, legfeljebb 15 m hosszú szakaszon nem szükséges tűzálló kábeltartó-szerkezetet alkalmazni, éppen azért, mert ott rendszerint nincs TKRA-építményszerkezet.

  9 m  <=  15 m   ->  a könnyítés alkalmazható

⚠ A kábel viszont ezen a szakaszon is tűzálló kábel marad – a könnyítés csak a tartószerkezetre szól. A rögzítésre olyan megoldást kell választani, amely „vélelmezhetően nem rontja a vezetékrendszer tűzeseti működési jellemzőit"; az irányelv példája szerint ilyen, ha a végponti szakaszon ugyanaz a tűzálló kábeltartó-szerkezet készül, csak éppen nem TKRA-szerkezethez rögzítve.

(b) A hőszigetelt födém ⭐ 2026-os feltételei – számértékekkel.

A kialakítás: profilsín + kengyelbilincsek, a profilsínek rögzítése a hőszigetelést átfogó menetesszárral, úgy, hogy a profilsín a hőszigetelés síkjába kerüljön.

(c) Mi a teendő, ha egy szakaszon csak trapézlemez födémhez lehet rögzíteni?

A trapézlemez födém nem TKRA-építményszerkezet, ezért – egyéb lehetőség hiányában – a tűzvédelmi hatóságnál eltérési engedélyezési eljárást kell lefolytatni. Az eljárás során javasolt műszaki megoldások: a trapézlemez födémhez kizárólag fém kötőelemekkel történő rögzítés, illetve a kalodás (szimmetrikus) rögzítés, amelynél a kábeltálcát kétoldalt menetes szárral függesztett profilsín támasztja alá, a menetes szárak pedig felül a födémgerendára keresztirányban felfekvő profilsínhez kapcsolódnak. A felfekvő profilsín szélessége legfeljebb 100 mm-rel haladhatja meg a gerenda szélességét, a nyomvonalat pedig a tartó födémgerendákhoz a lehető legközelebb kell vezetni.

(d) Hova és milyen tartalmú adattábla kerüljön?

Az adattáblákat az egyes szakaszok tápforrás felőli végén – a kábelrendszeren vagy annak közelében – kell elhelyezni, úgy, hogy az adott szakaszon alkalmazott műszaki megoldás azonosítható legyen. Itt tehát a főelosztó felőli végen, és a két eltérő kialakítású szakasz (vasbeton födém, illetve hőszigetelt födém) határán is célszerű egy-egy tábla.

Az adattábla időtálló legyen, és tartalmazza:

1. a kivitelező (cég) nevét,
2. a kivitelezés dátumát,
3. a kábelrendszer tűzállósági osztályát (itt: E60),
4. ⭐ a rendszer megnevezését a megfelelőséget igazoló dokumentumnak megfelelően.

A teljes nyomvonal 22 + 12 + 9 = 43 m, ami 50 m alatt van, tehát a „több helyen is célszerű jelölni" ajánlás nem lép be. A végponti 9 m-es szakasz jelölése akkor hagyható el, ha a szakasz 15 m-nél rövidebb (teljesül), legfeljebb egy kábelt tartalmaz, kábelbilincsekkel van rögzítve és közvetlenül a tűzeseti fogyasztóhoz csatlakozik – mind a négy feltételt ellenőrizni kell, egyetlen teljesült feltétel nem elég.

⚠ Külön dokumentum a megfelelőségi nyilatkozat, amelyet az MSZE 24102 szerint a kivitelezőnek építményenként kell kiállítania arról, hogy a megvalósított megoldás a vizsgálati jegyzőkönyvben foglaltaknak megfelel.

26.8. feladat. 90 lakásos társasház zárt mélygarázsa, 34 gépjármű, 14 db 11 kW-os fali AC töltő.

(a) Elhelyezhető-e ilyen teljesítményű AC töltő? És mi lenne 50 kW-os DC-vel?

Igen, a 11 kW-os AC töltő elhelyezhető – két, egymást erősítő szabály alapján:

Az 50 kW-os DC töltő viszont NEM helyezhető el. A P.1.2. a 22 kW-os AC korlát alóli kivételt kizárólag a közösségi rendeltetésű épületek gépjárműtárolójára adja meg (legfeljebb 50 kW DC); egy társasház mélygarázsa lakó rendeltetésű. Ezen túl az oltóberendezéssel nem védett tárolóra vonatkozó megjegyzés kifejezetten váltakozó áramú, legfeljebb 22 kW-os töltőberendezésről szól – DC-töltésről nem.

⭐ Egy továbbgondolás a 34 gépjárműhöz. A tároló befogadóképessége 20 gépjárműnél több, ezért a P.1.6.7. szerinti töltőhely-egység szabály is érvényes. Oltóberendezéssel nem védett tárolóban, ha a töltőhelyek egymástól mért távolsága (szélétől szélig) legalább 1 m, egy töltőhely egységhez 6 gépjármű tartozhat; ha az 1 m nem tartható, csak 3. A 14 töltőt tehát tűzgátló szerkezetekkel elválasztott egységekre kell bontani.

(b) Hogyan kell kialakítani a töltők áramköreit, és mekkora feszültségesés engedhető meg?

• Minden töltési célra kialakított csatlakozóaljzatot külön áramkörként kell kialakítani –
  „felfűzött rendszer nem megengedett" (TvMI 1.7 P melléklet). A 14 töltő tehát 14 önálló
  áramkör, nem egy közös betáplálásra felfűzve.
• A megengedett feszültségesés 1 %, a főelosztótól számítva. Ez szokatlanul szigorú érték:
  a hagyományos 3 / 5 %-os tervezési gyakorlathoz szokott szerelőnek ez jellemzően nagyobb
  keresztmetszetet jelent, mint amit a terhelhetőség önmagában megkívánna – a méretezést a
  16. fejezet módszerével, de ezzel a határértékkel kell elvégezni.

⚠ A töltési helyenkénti „túláramvédelem + áram-védőkapcsoló + külön leválasztási lehetőség" követelménye az S melléklet (mikromobilitás) szabálya, a P mellékletben ilyen nincs. A töltő áramkörének túláram- és áram-védőkapcsolós védelme ettől függetlenül a létesítési szabványokból következik; az áram-védőkapcsoló típusát külön mérlegelni kell, mert a töltő egyenáramú hibaáram-összetevőt is okozhat (lásd a 26.9 alfejezet járműtöltő-figyelmeztetését).

(c) Elfogadható-e, ha a töltőket „konnektorról" táplálják?

Nem. 20 gépjárműnél több tárolása esetén a töltőket közvetlenül a villamos hálózatba kell bekötni, fali vagy oszlop kivitelű töltőként; a fali csatlakozó („konnektor") nem elfogadott. Itt 34 gépjárműről van szó, tehát ez a szigorúbb szabály érvényes. (A legfeljebb 20 gépjárműre vonatkozó enyhébb szabály – 16 A-es aljzat, vész-töltés 13 A-es kismegszakítóval – ebben az esetben nem alkalmazható.) Hosszabbítót használni egyik esetben sem szabad.

(d) Mit vált ki egy tűzjelzés, és miben különbözik ez a tűzeseti főkapcsolótól?

A P melléklet szó szerint: „A beépített tűzjelző berendezés általi tűzjelzés megszakítja – gépjárműtároló tűzzel érintett tűzszakaszában – a töltést vagy az energiaellátást (a töltők automatikus villamos lekapcsolása megtörténik)." A feladatban a garázs beépített tűzjelző berendezéssel rendelkezik, tehát ez a vezérlés kiépíthető és kiépítendő.

Három különbség az épület tűzeseti főkapcsolójához képest:

A kettő tehát külön vezérlési út, külön beavatkozó szervekkel – a kiviteli tervben nem szabad összevonni őket.

(e) Ki köteles gondoskodni a villamos biztonsági felülvizsgálatról?

A P melléklet 1.4. pontjának 5. megjegyzése szó szerint kimondja, hogy a társasházi zárt gépjárműtárolóban lévő töltőpont, töltőberendezés és az ezek energiaellátását biztosító villamos vezetékrendszer – a felülvizsgálati kötelezettség vonatkozásában – nem tekinthető a lakás villamos berendezésének akkor sem, ha a táplálását a lakások mért főelosztójából kapja, és ezt a hálózatrészt villamos biztonsági felülvizsgálattal ellenőrizni szükséges.

Vagyis a lakóépületi mentességre (VMBSZ: a legfeljebb 32 A-es, 30 mA-es áram-védőkapcsolóval védett lakásberendezés) nem lehet hivatkozni. ⚠ Azt, hogy személy szerint kit terhel a kötelezettség, a melléklet nem mondja ki – a felülvizsgálat elvégeztetése a villamos berendezés üzemeltetőjének feladata (VMBSZ), ami a közös tulajdonban lévő garázsban a társasházat, illetve a közös képviselőt jelenti. Ha egy-egy töltő kizárólagos használatú, a felelősség megosztását a szervezeti-működési szabályzatban vagy a használati megállapodásban kell rendezni.

26.9. feladat. Kórházi rekonstrukció: B2ca-s1,d1,a1 és E90 ugyanarra a folyosószakaszra.

(a) Mit jelent külön-külön a négy tag, és melyik NEM a legjobb?

A kérdésre a válasz tehát: a d1 nem a legjobb a maga csoportjában (és a B2ca sem a főosztályok között).

(b) Igaz-e, hogy a B1ca „minden szempontból jobb", ha a megengedett lángterjedése nagyobb?

Az ellentmondás látszólagos, és a lángforrás megnevezése oldja fel:

  B1ca:  FS <= 1,75 m    30   kW-os lángforrással (+ kalcium-szilikát háttérlap)
  B2ca:  FS <= 1,50 m    20,5 kW-os lángforrással

A B1ca-t erősebb tűzben vizsgálják, ezért a nagyobb megengedett érték mellett is szigorúbb a követelmény. A szabvány kimondja azt is, hogy az adott osztályba sorolt termékek minden alacsonyabb osztály követelményét is teljesítik – tehát a B1ca a főosztály tekintetében valóban jobb a B2ca-nál. ⛔ Ezért a kritériumot a lángforrás megnevezése nélkül idézni hiba.

⚠ Egy fenntartás viszont marad: a „B1ca minősítésű" megnevezés önmagában semmit nem mond a kiegészítő osztályokról. A kiírás s1, d1 és a1 kiegészítő osztályt is előír, ezért a beszállítótól a teljes jelölést kell kérni (például B1ca-s1,d1,a1). Ha a kábel csak „B1ca-s2,d2,a3", akkor a füstre, az égve csepegésre és a savasságra nem felel meg a kiírásnak, hiába jobb a főosztálya.

(c) Kiváltja-e a B1ca minősítés az E90 követelményt?

Nem – és ez a feladat lényege. Két különböző fogalomról van szó, két különböző szabvánnyal:

Egy kábel lehet egyszerre B1ca-s1,d1,a1 és egy adott rendszerben E90 – a kettőt külön kell előírni és külön kell igazolni. A jó Euroclass-osztály tehát nem helyettesíti az E90-et. ⛔ Az MSZ EN 13501-6 E-osztályt nem is tartalmaz.

(d) Mit kell bekérni az E90 elfogadásához, és mire kell figyelni a kötődoboznál?

Bekérendő:

1. a megfelelőséget igazoló dokumentum (vizsgálati jegyzőkönyv) az MSZE 24102 szerint,
   amely a kábelre és a kábeltartó-szerkezetre együtt, rendszerként szól – „E90-es kábelt"
   önmagában nem lehet venni;
2. a rendszerhez tartozó kivitelezési útmutató;
3. annak tisztázása, hogy szabványos vagy kábelspecifikus rendszerről van-e szó: a
   szabványos rendszernél a kábel besorolása az MSZE 24102 szerinti szabványos
   tartószerkezetre (tálca 300 mm, létra 400 mm, tartóosztás 1200 mm) vonatkozik, ezért külön
   kell igazolni a kábel és külön a tartószerkezet tűzállóságát; a kábelspecifikus rendszernél a
   besorolás az alkalmazni kívánt konkrét tartószerkezetre szól, és a kettőt egy közös
   dokumentum is igazolhatja;
4. a kivitelezéstől a megfelelőségi nyilatkozat (építményenként) és a tartós adattábla.

⚠⚠ A kötődoboz csapdája. Az MSZE 24102 6.3.3.5. szakasza szerint a csatlakozóelemeket (csatlakozóhüvelyek, kötődobozok) az integrált tűzállóságú kábelrendszerrel együtt kell vizsgálni, és „csatlakozóelemek nélküli vizsgálat esetén a vizsgálati eredmények csak az ilyen elemek nélküli rendszerekre érvényesek". Ha tehát a bekért jegyzőkönyv kötődoboz nélküli elrendezésre készült, a nyomvonalba nem szabad kötődobozt beépíteni – az első kötődobozzal a minősítés elveszik. Vagy kötés nélkül végigfutó nyomvonalat kell tervezni, vagy a rendszerrel együtt bevizsgált, igazolt kötődobozt kell használni.

(e) Hány próbadarabot vizsgálnak, és melyik eredmény dönt?

Legalább 2 azonos próbadarabot, és a besorolásnál a kedvezőtlenebb eredmény dönt. Ha tehát az egyik próbadarab 95 percig, a másik 78 percig marad működőképes, a rendszer E60 lesz, nem E90.

Tudáspróba – megoldókulcs

F1.27 A 27. fejezet megoldásai

⭐ Előzetes megjegyzés a fejezet minden feladatához. Ebben a fejezetben két kötelező forrás van egymás mellett: az MSZ 447:2019 szabvány és a területileg illetékes elosztóhálózati engedélyes műszaki szabályzata. A megoldásokban mindenütt jelöljük, hol a szabvány, és hol az elosztói előírás a mértékadó – és azt is, hol szigorúbb az elosztói előírás a szabványnál. A fejezet egyik legfontosabb tanulsága: az áramváltós mérés küszöbértékét a szabvány nem tartalmazza, azt kizárólag az elosztói szabályzat adja meg.

Gyakorlatok

27.1. feladat. 40 lakásos, tízszintes társasház; minden lakás háromfázisú; 16 lakásban vezérelt, hőtárolós vízmelegítő, egyenként 1,8 kW; villamos alapfűtés nincs.

ADATOK
  n     = 40 lakás
  P_m   = 13,8 kW/lakás      (MSZ 447:2019, 4.2.3.2. – 3 × 20 A)
  P_v   = 16 · 1,8 kW = 28,8 kW   (vezérelt vízmelegítő, 4.2.3.6.)
  P_f   = 0  (nincs villamos alapfűtés),  P_átf = 0
  U_v   = 400 V,  cos φ = 1   (4.2.3.1.)

1. lépés – az egyidejűségi tényező (4.2.3.4., A melléklet):
   e = 0,2 + 0,8/√n = 0,2 + 0,8/√40 = 0,2 + 0,8/6,325
     = 0,2 + 0,1265 = 0,3265  ->  a táblázat n = 40-re 0,33-at ad
   (A táblázat és a képlet egyezik – ez a szabvány A mellékletének
    legjobb ellenőrzési módja.)

2. lépés – az eredő méretezési teljesítmény, (1) képlet:
   P_e = (n · P_m) · e + Σ(P_f + P_v) + Σ(P_átf · 0,2)
       = (40 · 13,8 kW) · 0,33 + 28,8 kW + 0
       = 552 kW · 0,33 + 28,8
       = 182,16 + 28,8 = 210,96 kW ≈ 211,0 kW

3. lépés – az egyidejű terhelőáram:
   I_e = P_e / (√3 · U_v · cos φ) = 210 960 W / (1,7321 · 400 V · 1)
       = 210 960 / 692,8 = 304,5 A

4. lépés – az első túláramvédelmi készülék (4.3.5.1.):
   késes olvadóbiztosító, a szabványos betétsorból a következő nagyobb
   érték:  I_n = 315 A      (a 250 A kevés, a 315 A a legkisebb megfelelő)

5. lépés – hány százaléka a számtani összegnek?
   a számtani összeg: Σ P_m = 40 · 13,8 = 552 kW
   arány: 210,96 / 552 = 0,3822  ->  38,2 %

Értelmezés. A 40 lakás névleges összege 552 kW lenne; az egyidejűség és a vezérelt terhelés együtt ezt 211 kW-ra, azaz a 38 %-ára csökkenti. Ha valaki az egyidejűséget elhagyja, közel háromszoros keresztmetszetet és háromszoros védelmi készüléket méretez – feleslegesen drágán, és a beépíthetőség határán.

⚠ Figyeljük meg, hogy a vezérelt vízmelegítők 28,8 kW-ja nem szorzódik az egyidejűségi tényezővel: a szabvány (1) képlete a Σ(P_f + P_v) tagot teljes értékkel adja hozzá, mert a vezérelt terhelés éppen egyszerre, a vezérlési időszakban kapcsol be. Ez tipikus hibaforrás.

⚠ Kiegészítő szabály: a szabvány 4.2.3.1. szakasza szerint a P_e-t külön ki kell számítani a világítási csúcsidőszakra és a külön mért csúcsidőszakra, és a nagyobb értékkel kell méretezni. A fenti számítás a kettő közül a nagyobbat adja (a vezérelt terhelés hozzáadásával képzettet).

⚠ Ellenőrzendő tovább: a betápláló fővezetéknek ezt a 304,5 A-t a terhelhetőség szempontjából is bírnia kell (MSZ HD 60364-5-52, illetve MSZ 13207 – 16. fejezet), és a feszültségesésre az 1 %-os méretlen részkorlátot is teljesítenie kell.

27.2. feladat. Nyaraló, 1 × 32 A egyfázisú bekötés; csatlakozóvezeték 48 m földkábel, méretlen fővezeték 5 m.

(a) Az egy vezetékre jutó megengedett feszültségesés az 1 %-os részkorlátnál. Egyfázisú hálózaton a szabvány 4.2.3.1. szakaszának képlete:

1. lépés: ε = (e/100) · (U_f / 2) = (1/100) · (230 V / 2)
             = 0,01 · 115 = 1,15 V

   A „/2” azért van, mert a feszültségesésen a FÁZIS- és a NULLAVEZETŐ
   EGYÜTT osztozik. (A nyaralóra a méretezési teljesítmény a lakással
   azonos: 1 × 32 A = 7,36 kW, tehát I = 32 A.)

(b) A szükséges keresztmetszet réz és alumínium vezetővel. A (2) képlet: A = ρ · l · I · cos φ / ε, cos φ = 1.

2. lépés – RÉZ (ρ = 0,0185 Ω·mm²/m):
   A_Cu = 0,0185 · 48 m · 32 A / 1,15 V
        = 0,0185 · 48 = 0,888;  0,888 · 32 = 28,42;  28,42 / 1,15 = 24,71 mm²
   szabványos érték felfelé:  25 mm² Cu

3. lépés – ALUMÍNIUM (ρ = 0,0294 Ω·mm²/m):
   A_Al = 0,0294 · 48 m · 32 A / 1,15 V
        = 0,0294 · 48 = 1,4112;  1,4112 · 32 = 45,16;  45,16 / 1,15 = 39,27 mm²
   szabványos érték felfelé:  50 mm² Al

(c) Összevetés az 5.1.5. szakasz legkisebb megengedett keresztmetszeteivel.

A tanulság: 48 m hosszú, egyfázisú, 32 A-es bekötésnél a feszültségesés dönt, nem a minimális keresztmetszet. Ez a hosszú, egyfázisú nyaralóbekötések tipikus esete: a hossz és az egyfázisú képletbeli /2 együtt viszi fel a keresztmetszetet.

(d) A 2 %-os együttes korlát ellenőrzése. A méretlen fővezeték itt egyetlen felhasználási helyet táplál, ezért a legkisebb keresztmetszete 6 mm², anyagától függetlenül (6.2.2.).

4. lépés – a csatlakozóvezeték TÉNYLEGES feszültségesése:
   RÉZ, 25 mm²:
     ε₁ = 0,0185 · 48 · 32 / 25 = 28,42 / 25 = 1,137 V
     e₁ = ε₁ / 115 · 100 = 1,137 / 115 · 100 = 0,99 %   ≤ 1 %  ✔

   ALUMÍNIUM, 50 mm²:
     ε₁ = 45,16 / 50 = 0,903 V
     e₁ = 0,903 / 115 · 100 = 0,785 %                    ≤ 1 %  ✔

5. lépés – a méretlen fővezeték (5 m, réz, 6 mm²):
   ε₂ = 0,0185 · 5 · 32 / 6 = 2,96 / 6 = 0,4933 V
   e₂ = 0,4933 / 115 · 100 = 0,43 %                     ≤ 1 %  ✔

6. lépés – AZ EGYÜTTES KORLÁT (4.2.2.):
   réz csatlakozóvezetékkel:  e = 0,99 + 0,43 = 1,42 %   ≤ 2 %  ✔
   alumínium csatlakozóvezetékkel: e = 0,785 + 0,43 = 1,22 % ≤ 2 % ✔

Válasz: a csatlakozóvezeték 25 mm² réz vagy 50 mm² alumínium földkábel, a méretlen fővezeték 6 mm² (anyagától függetlenül; ha a terhelhetőség többet kíván, 10 mm²). Mind a részkorlátok (≤ 1 % + ≤ 1 %), mind az együttes 2 %-os korlát teljesül.

⚠ Kimondandó fenntartás: az együttes 2 %-os korlát az elsődleges előírás; az 1 % + 1 % csak az alapértelmezett felosztás, amelytől az elosztóhálózati engedélyessel meg lehet állapodni eltérően. Ha például az elosztó 1,5 %-ot engedne a csatlakozóvezetékre, a réz keresztmetszet 16 mm²-re csökkenhetne. ⚠ Külön ellenőrizendő még a terhelhetőség (MSZ HD 60364-5-52, MSZ 13207 – 16. fejezet); ezt a feladat adatai (fektetési mód, talajhőmérséklet) nélkül nem lehet elvégezni.

27.3. feladat. Hatlakásos társasház méretlen hálózata: csatlakozó főelosztó a telekhatáron, 12 m betápláló fővezeték a lépcsőházi méretlen főelosztóig, onnan egy felszálló fővezeték hat lakáshoz, szintenkénti leágazó dobozokkal.

A kért adatok – az MSZ 447:2019 6. fejezete szerint.

⚠ Gyakori vizsgahiba – a két keresztmetszet-előírás összekeverése. A csatlakozóvezeték előírása anyagfüggő (Cu 10 mm² / Al 16 mm² – 5.1.5.), a méretlen fővezetéké viszont anyagtól független (10 mm² több, 6 mm² egyetlen felhasználási helynél – 6.2.2.). Több szakmai összefoglaló összemossa a kettőt.

⚠ A hat lakás miatt a szintenkénti leágazó dobozokra a 15. pont a mértékadó: mivel egy burkolatból legfeljebb három szint leágazó fővezetéke indítható, hatlakásos, többszintes épületnél legalább két leágazó burkolatra van szükség.

⚠ A feszültségesés külön ellenőrizendő: a 12 m betápláló + a felszálló + a leágazó szakaszok együtt legfeljebb 1 %-ot vihetnek el (a másik 1 % a csatlakozóvezetéké), és a hossz dönt – a felszálló fővezeték a leghosszabb szakasz, ezért az viszi el a keret nagy részét. A számítás menete a 27.4 mintapélda szerinti.

Miért nem szabad a felszálló fővezetékben PEN-vezetőt alkalmazni? A szabvány 4.4.2. szakasza kimondja: ⭐ új létesítésnél, ha felszálló fővezeték szükséges, abban PEN-vezetőt nem szabad használni – vagyis az új társasházi felszálló fővezeték ötvezetős, TN-S kivitelű. Az indokok:

1. A PEN egyszerre üzemi és védővezető. Ha a PEN-vezető megszakad (kilazul egy kötés, elkorrodál egy kapocs), akkor a nullavezető funkció megszűnésével a fogyasztók feszültsége fázisonként eltolódik, ugyanakkor a védővezető funkció is elvész: a berendezések testére a fázisfeszültség kerülhet. Egyetlen hiba tehát egyszerre okoz üzemzavart és közvetlen életveszélyt – és ez a hiba kívülről nem látszik.
2. A felszálló fővezeték a legkritikusabb szakasz. Egyetlen PEN-szakadás az egész épület összes lakásának védővezető-potenciálját elviszi; a kockázat tehát nem egy fogyasztóra, hanem több tíz emberre terjed ki.
3. A PEN-en üzemi áram folyik (az aszimmetriából és a harmonikusokból), ezért rajta feszültségesés van: a védővezető-potenciál nem nulla, és lakásonként eltérő. Ez rontja az áramütés elleni védelmet, és zavart okoz a gyengeáramú rendszerekben.
4. Áram-védőkapcsoló nem működtethető PEN-vezetős szakaszon: a védővezetőn folyó üzemi áram a védelem szempontjából „hibaáramnak” látszana. A szabvány ezért is köti ki, hogy áram-védőkapcsolót csak a mért felhasználói hálózatban szabad alkalmazni (4.4.3.).

Ehhez tartozik a szabvány másik, fejből tudandó előírása: a felhasználói hálózat TN-rendszerű, védővezetőként létesített üzemi PEN-vezetőjének potenciálját a csatlakozó vagy méretlen főelosztóban önállóan számottevő, lehetőleg 10 Ω-nál nem nagyobb földeléshez kell rögzíteni, és ennek méréssel végzett ellenőrzését az elosztói zárópecsét bontása nélkül lehessen elvégezni – erre szolgál a vizsgáló összekötő. A PE-N szétválasztás helye a csatlakozó főelosztóban lévő csatlakozási pont, vagy ha ez műszakilag nem lehetséges, a csatlakozási pont utáni valamely elosztó kötéspontja (4.4.2.).

27.4. feladat. Csoportos mérőhely nyolc lakás számára, társasházi lépcsőházban – ellenőrzőlista.

A kizárólagos őrizet megvalósulása közös használatú lépcsőházban. A kizárólagos őrizet a 18/2017. (XII. 21.) MEKH-rendelet szerint a fogyasztásmérőhely olyan elhelyezkedése, amelynél a mérőhöz és a védelmét biztosító berendezéshez való hozzáférés csak a felhasználó által vagy közreműködésével biztosítható; a szabvány 3.11.4. szakasza kimondja, hogy a mérőhely kialakításának ezt meg kell valósítania.

Egy közös használatú lépcsőházban a lakók mind bejutnak a térbe, tehát a kizárólagos őrizet nem a helyiség zártságából, hanem a szekrény kialakításából következik. A megvalósítás:

1. Zárható, zárópecsételhető mérőszekrény, amelyet a felhasználó (illetve a társasház) közreműködése nélkül nem lehet felnyitni; az elosztói szabályzat szerint a szekrényt két vagy négy, zárópecsételésre alkalmas csavarral zárják.
2. Rekeszkiosztás: a mérőrekesz eltávolíthatatlanul elválasztott, és csak a mérőt és tartozékait tartalmazza; a felhasználói készülékek (leválasztókapcsoló, RCD) más rekeszbe kerülnek, ahová a felhasználó hozzáfér.
3. Egy felhasználási hely – egy egység: minden lakás mérője a saját, összeillesztett szekrényegységében van, tartós, egyértelmű jelöléssel – így egyértelmű, kinek a mérőjéhez ki fér hozzá, és kinek a felelőssége.
4. A felhasználó számára szükséges műveletek plomba nélkül is elvégezhetők: leolvasás, a vezérelt mérő kapcsolási állapotának ellenőrzése, a saját kismegszakító kezelése.
5. A méretlen hálózat minden nyitható eleme (dobozok, sorozatkapcsok, biztosítók) plombálható, tehát az illetéktelen beavatkozás nyom nélkül nem lehetséges – ez a zárópecsételhetőség oldala, amely a kizárólagos őrizettel együtt adja a teljes védelmet.

⚠ A két fogalom nem ugyanaz: a zárópecsételhetőség az elosztó érdekét szolgálja (a szabálytalan vételezés kizárását), a kizárólagos őrizet viszont a felhasználó felelősségét alapozza meg.

27.5. feladat – teljes mérőhely-kialakítási feladat. Fémmegmunkáló műhely új csatlakozása: P_beépített = 140 kW, technológiai egyidejűségi tényező 0,5; hálózat 400/230 V; csatlakozókábel 40 m, réz; méretlen fővezeték 9 m; áramváltó–mérő nyomvonal 2,5 m; áramváltó S_névl = 5 VA; mérő 0,2 VA; átmeneti ellenállások 0,1 VA.

⚠ Előzetes megjegyzés: ez nem lakóépület, ezért az MSZ 447 (1) képlete és az e = 0,2 + 0,8/√n egyidejűségi tényező nem alkalmazható – a szabvány 4.2.3. MEGJ. szerint az ipari létesítmények csatlakozási teljesítményének meghatározása a tervező feladata. Ezért dolgozunk a megadott, technológiai elemzésből származó e = 0,5 értékkel és az elosztói cos φ = 0,9 számítási móddal.

(a) Az egyidejű teljesítmény, a csatlakozási áram és a csatlakozási fokozat.

1. lépés – az egyidejű (méretezési) teljesítmény:
   P = P_beépített · e = 140 kW · 0,5 = 70 kW

2. lépés – a csatlakozási áram (elosztói számítási mód, cos φ = 0,9):
   I = P / (√3 · U_v · cos φ) = 70 000 W / (1,7321 · 400 V · 0,9)
     = 70 000 / 623,5 = 112,3 A

3. lépés – a szabványos csatlakozási fokozat felfelé:
   I_n = 3 × 125 A

(b) Direkt vagy áramváltós mérés, és az első túláramvédelmi készülék.

4. lépés – összevetés az ELOSZTÓI szabályzat sávjaival:
   I_n ≤ 3 × 80 A            ->  közvetlen (direkt) mérés
   3 × 80 A < I_n < 3 × 100 A ->  direkt, de kombinált fogyasztásmérővel
   I_n ≥ 3 × 100 A           ->  KÖZVETETT, ÁRAMVÁLTÓS mérés
   125 A ≥ 100 A                                    =>  ÁRAMVÁLTÓS

⭐⭐ Itt az ELOSZTÓI ELŐÍRÁS a mértékadó, nem a szabvány. Az MSZ 447:2019 nem ad küszöbértéket az áramváltós mérésre – a szabvány teljes szövegében az „áramváltó”, „mérőváltó”, „közvetett” kifejezés összesen öt helyen fordul elő, és egyikben sincs küszöbérték. A fenti sávos szabály az MVM Hálózat Mérési rendszerek kialakítása (DH-SZAB-2) szabályzatából származik. ⚠ Az E.ON Áramhálózati Zrt. és az OPUS Titász hatályos küszöbértékét a jegyzet kutatása nem tudta hiteles forrásból igazolni, ezért más elosztó területén az értéket az ottani hatályos műszaki szabályzatból kell kikeresni – a küszöb történetileg is „mozgó” érték volt (2008-ban még 3 × 50 A).

Az első túláramvédelmi készülék – ⭐ itt viszont a SZABVÁNY a mértékadó (MSZ 447 4.3.1.): mérőváltós (közvetett) mérésnél késes olvadóbiztosító, vagy túlterhelés- és zárlatkioldással ellátott megszakító. ⚠⚠ Kismegszakító nem lehet – ha a projektfeladatban áramváltós mérőhelybe kismegszakítót építesz be első túláramvédelemként, az önmagában szabványsértés. A választás: 3 × 125 A késes olvadóbiztosító.

(c) Áramváltó-áttétel, szorzószám, a szekunder kör terhelése.

5. lépés – az áttétel megválasztása (szabványos sor: 100/5, 150/5, 200/5, 250/5):
   Alsó feltétel: az áramváltó névleges primer árama ne legyen kisebb a
   csatlakozási fokozatnál:  I_primer,névl ≥ 125 A   ->  a 100/5 kiesik

   Pontossági szempont – az üzemi áram aránya a névleges primerhez:
     150/5:  112,3 / 150 = 74,9 %
     200/5:  112,3 / 200 = 56,2 %
     250/5:  112,3 / 250 = 44,9 %
   A 150/5 adja a legnagyobb szekunder áramot, tehát a legkedvezőbb
   pontosságot, és a 125 A-es biztosító árama fölött van.
   VÁLASZTOTT ÁTTÉTEL: 150/5 A,  0,5S pontossági osztály

6. lépés – az áttétel és a szorzószám:
   K = I_primer,névl / I_szek,névl = 150 / 5 = 30
   k = K = 30       (kisfeszültségen feszültségváltó nincs)

7. lépés – az üzemi szekunder áram ellenőrzése:
   I_szek = 112,3 / 30 = 3,74 A   ≤ 5 A névleges   ✔

⭐ Az elosztói előírás: kizárólag 0,5S pontossági osztályú áramváltó építhető be.

8. lépés – A SZEKUNDER KÖR TERHELÉSÉNEK (burden) ELLENŐRZÉSE
   Feltétel:  0,25 · S_névl  ≤  S  ≤  S_névl

   a) a mérőköri vezeték ellenállása (oda- ÉS visszavezeték: 2 · l),
      2,5 mm² réz, l = 2,5 m:
      R_vez = ρ · 2l / A = 0,0185 · (2 · 2,5) / 2,5
            = 0,0185 · 5 / 2,5 = 0,0925 / 2,5 = 0,037 Ω

   b) a vezetéken fellépő terhelés a névleges szekunder áramnál:
      S_vez = I_szek,névl² · R_vez = 5² · 0,037 = 25 · 0,037 = 0,925 VA

   c) a teljes szekunder terhelés:
      S = S_vez + S_mérő + S_átmeneti = 0,925 + 0,2 + 0,1 = 1,225 VA

   d) a határok:
      alsó:  0,25 · S_névl = 0,25 · 5 VA = 1,25 VA
      felső: S_névl = 5 VA

   e) az összevetés:
      1,225 VA  <  1,25 VA        ->  ⚠ NEM FELEL MEG: ALULTERHELT!

⚠ Ez a feladat „csapdája”, és fontos gyakorlati tanulság: az 5 VA-es áramváltó a rövid (2,5 m-es) mérőköri vezeték és a kis fogyasztású elektronikus mérő mellett alulterhelt, ezért kilép a 0,5S pontossági osztályából. Két megoldás közül lehet választani:

1. Kisebb névleges terhelésű áramváltó beépítése, például S_névl = 2,5 VA: ekkor az alsó határ 0,25 · 2,5 = 0,625 VA, a felső 2,5 VA, és 0,625 ≤ 1,225 ≤ 2,5 ✔ – ez a szakszerű megoldás;
2. terhelő ellenállás beépítése a szekunder körbe, amely a terhelést az alsó határ fölé emeli (ez azonban további veszteséget és hőt jelent).

A választás előtt egyeztetni kell az elosztóval, mert az áramváltó az elosztó tulajdona és a plombája alá tartozik.

(d) A mérőköri vezeték és a feszültségszálak keresztmetszete.

9. lépés – az áramváltó és a fogyasztásmérő közötti vezeték:
   l = 2,5 m  ≤  5 m
   MSZ 447 6.2.2.:      1,5 mm² VAGY 2,5 mm² megengedett
   ⭐ ELOSZTÓI ELŐÍRÁS: legalább 2,5 mm²  ->  SZIGORÚBB
   VÁLASZTOTT: 2,5 mm² réz, tömör vagy különösen hajlékony,
               ÉRVÉGHÜVELYEZETT, ÉRJELÖLŐVEL ellátva

⭐ Ez a fejezet „az elosztó is előír” tanulságának iskolapéldája: az MSZ 447 5 m alatt 1,5 mm²-t is megengedne, az elosztó viszont egységesen legalább 2,5 mm²-t követel meg. Az elosztói előírás szigorúbb, ezért azt kell betartani – a vizsgán mindkettőt tudni kell, és meg kell tudni indokolni, melyiket miért alkalmazzuk. (A burden-számítás egyébként is a 2,5 mm² mellett szól: 1,5 mm²-rel a vezetékterhelés S_vez = 25 · 0,0185 · 5 / 1,5 = 1,54 VA lenne, a teljes terhelés 1,84 VA – ez az 5 VA-es váltónál MEGHALADNÁ az 1,25 VA-es alsó határt is; a pontosság szempontjából a döntést a fenti (c) pont szerinti váltóválasztás dönti el.)

A feszültségszálak (a mérő feszültségtekercseihez menő vezetékek): 1,5 mm² vagy 2,5 mm² keresztmetszetű, tömör vagy különlegesen hajlékony, érvéghüvelyezett rézvezeték (MSZ 447 6.2.2.). A feszültségszálakat külön biztosítani kell. A mérőváltók és a mérők közötti vezetékezés köpenyes vezetékkel is megvalósítható, az elosztó által elfogadott kivitelben.

(e) A csatlakozókábel és a méretlen fővezeték feszültségesésének ellenőrzése.

10. lépés – az egy vezetékre jutó megengedett feszültségesés (1 %),
    háromfázisú, négyvezetékes hálózaton:
    ε = 0,75 · (e/100) · (U_n/√3) = 0,75 · 0,01 · (400/1,7321)
      = 0,75 · 0,01 · 230,94 = 1,732 V
    (a 0,75 a szabvány terhelési aszimmetria-tényezője)

    A viszonyítási alap a százalékszámításhoz: 0,75 · 230,94 = 173,2 V

11. lépés – A CSATLAKOZÓKÁBEL (40 m, réz), (2) képlet, cos φ = 1:
    A₁ = ρ · l₁ · I / ε = 0,0185 · 40 · 112,3 / 1,732
       = 0,0185 · 40 = 0,740;  0,740 · 112,3 = 83,10;
         83,10 / 1,732 = 47,98 mm²
    szabványos érték felfelé:  50 mm² Cu
    (az 5.1.5. szerinti minimum réznél 10 mm² – itt a feszültségesés dönt)

    A tényleges feszültségesés 50 mm²-rel:
    ε₁ = 83,10 / 50 = 1,662 V
    e₁ = 1,662 / 173,2 · 100 = 0,96 %      ≤ 1 %   ✔

12. lépés – A MÉRETLEN FŐVEZETÉK (9 m, réz):
    A₂ = 0,0185 · 9 · 112,3 / 1,732
       = 0,1665 · 112,3 = 18,70;  18,70 / 1,732 = 10,80 mm²
    ⚠ 10,80 > 10, tehát a 10 mm² NEM elegendő:
      10 mm²-rel  e₂ = 18,70/10 / 173,2 · 100 = 1,08 %  >  1 %   ✘
    szabványos érték felfelé:  16 mm² Cu

    A tényleges feszültségesés 16 mm²-rel:
    ε₂ = 18,70 / 16 = 1,169 V
    e₂ = 1,169 / 173,2 · 100 = 0,67 %      ≤ 1 %   ✔

13. lépés – AZ EGYÜTTES KORLÁT ELLENŐRZÉSE (4.2.2.):
    e = e₁ + e₂ = 0,96 % + 0,67 % = 1,63 %   ≤ 2 %   ✔

Válasz (e): csatlakozókábel 50 mm² réz, méretlen fővezeték 16 mm² réz. A részkorlátok (0,96 % és 0,67 %) és az együttes 2 %-os korlát (1,63 %) is teljesül. ⚠ A terhelhetőséget a feladat szerint a 16. fejezet alapján teljesítettnek tekintjük; valós tervezésnél ezt külön igazolni kell (fektetési mód, halmozás, talajhőmérséklet), és a 125 A-es biztosítóhoz illesztve.

⚠ Megjegyzés a cos φ-hez: a keresztmetszet-számításnál a feladat előírása szerint a szabványi cos φ = 1-gyel dolgoztunk, a csatlakozási áram meghatározásánál viszont az elosztói cos φ = 0,9-cel – ez a kettősség a fejezet két kötelező forrásából ered, és a számításban mindig ki kell írni, melyiket alkalmazzuk.

(f) A mérőhely elhelyezési és plombálási követelményei – ellenőrzőlista.

(g) Az átadási dokumentáció tartalomjegyzéke.

1. Méretezési számítás
   1.1. a beépített teljesítmény és a technológiai egyidejűségi tényező levezetése;
   1.2. az egyidejű (méretezési) teljesítmény, a csatlakozási áram és a csatlakozási fokozat;
   1.3. a feszültségesés-számítás a 4.2.2. szerinti korlátok (1 % + 1 %, együtt 2 %) igazolásával – ⭐ a szakmai állásfoglalás szerint ezt számítással kell igazolni, tehát írásban is meg kell lennie;
   1.4. a terhelhetőségi ellenőrzés (16. fejezet);
   1.5. az áramváltó-áttétel megválasztása és a szekunder kör terhelésének (burden) ellenőrzése.
2. Kapcsolási és elrendezési rajz
   2.1. a csatlakozási pont, az első túláramvédelmi készülék;
   2.2. a PE-N szétválasztás és a földelés (vizsgáló összekötővel);
   2.3. a mérőhely elrendezése és a mérőkör bekötése az áttétellel és a szorzószámmal együtt;
   2.4. a plombálási pontok kijelölése.
3. A beépített készülékek adatai: szekrénytípus, biztosítók, áramváltók (áttétel, pontossági osztály, névleges terhelhetőség), a próbakapocsléc típusa.
4. Mérési eredmények (szerelői ellenőrzés – 37. fejezet): szigetelésiellenállás-mérés, folytonosság, a PEN-földelés ellenállása (≤ 10 Ω), hurokimpedancia.
5. Átadás-átvételi dokumentumok: kivitelezői nyilatkozat, üzembe helyezési jegyzőkönyv, megvalósulási dokumentáció.

⛔ Amit tudni kell: az MSZ 447:2019 egyetlen iratmintát sem tartalmaz – sem csatlakozási igénybejelentőt, sem kivitelezői nyilatkozatot, sem üzembe helyezési jegyzőkönyvet. Ezek az elosztói üzletszabályzat, illetve a 40/2017. (XII. 4.) NGM-rendelet szerintiek. A szabvány csak azt mondja ki, hogy csatlakoztatni kizárólag olyan hálózatot szabad, amely a 40/2017. NGM-rendelet szerinti műszaki biztonsági és szabványossági követelményeket teljesíti (4.1.4. MEGJ.).

⚠ Hiányzó adatok ehhez a feladathoz: a feladat nem adja meg a fektetési módot és a talajviszonyokat (a terhelhetőség-ellenőrzéshez), a mérőszekrény tervezett helyét és a gázmérő helyzetét (a 60 cm-es távolsághoz), sem a felhasználó technológiai terhelési görbéjét (a teljesítménydíj és a meddőelszámolás megítéléséhez). Ezek nélkül a fenti ellenőrzőlista f pontjai csak a helyszínen zárhatók le.

Tudáspróba – megoldókulcs

F1.28 A 28. fejezet megoldásai

Gyakorlatok

28.1. feladat. Egy beltéri és egy kültéri lámpatest adattáblájának kiolvasása.

⚠ Ez gyűjtő- és leolvasási feladat, ezért a válasz a kézbe vett konkrét termék adataitól függ – a függelék nem adhat meg „helyes” számokat. Amit meg lehet adni, az a kiolvasandó adatok listája, a helyes értelmezésük és a döntési logika. Az alábbi mintakitöltés két, a fejezet adatai szerint reális készüléket használ; a saját méréseidet ugyanígy vezesd fel.

A két mondat, amit a feladat kér – a döntési logika.

„A beltéri, IP20-as, I. védelmi osztályú, t_a 40 °C-os panel száraz, fűtött beltérbe (iroda, tanterem, folyosó) való, ahol nincs nedvesség, por és mechanikai igénybevétel. Nem való fürdőszobába, mosókonyhába, garázsba, hűtött raktárba és kültérre, mert az IP20 sem fröccsenő vizet, sem port nem bír, és a 40 °C-os t_a a hűtött vagy fűtetlen tér szélső hőmérsékleteit sem feltétlenül fedi.

A kültéri, IP65-ös, II. védelmi osztályú, IK08-as, ≤ 3000 K-es lámpatest szabadtérbe, kandeláberre, homlokzatra való, ahol csapadék, por és ütés is érheti; nem indokolt irodába vagy tanterembe, mert a 3000 K alatti, alacsony színvisszaadású fény a belső téri látási feladathoz nem megfelelő, és a magasabb védettségért feleslegesen fizetnénk.”

Amit a döntéshez az adattáblán túl is meg kell nézni:

• a fürdőszobában a sávbesorolás dönt (26. fejezet): a 0-s sáv IPX7-et, az 1-es és a 2-es sáv IPX4-et kíván;
• a tűzvédelmi távolság (0,5 / 0,8 / 1,0 m a lámpa teljesítménye szerint) minden irányban és a sugárnyaláb mentén is;
• a hőszigetelésbe süllyesztés csak az arra jelölt lámpatestnél megengedett;
• a felfogóeszköz legalább 5 kg-ot bírjon;
• a lámpatest módosítása tilos – más fényforrás beépítése, a védőüveg elhagyása, furat készítése a házon egyaránt megszünteti az adattáblán jelölt IP-védettséget és hőmérsékleti viszonyokat (ide tartozik a „LED-cső a régi fénycsöves lámpatestbe” gyakorlat is, hacsak a gyártó ezt kifejezetten meg nem engedi).

28.2. feladat. Irodai folyosó: 15,0 m × 2,4 m; E_m = 100 lx; Φ_L = 1200 lm; UF = 0,45; MF = 0,80 (a két tényező a feladat adata).

(a) A lámpatestszám a fényáram-módszerrel.

1. lépés – a megvilágítandó terület:
   A = a · b = 15,0 m · 2,4 m = 36,0 m²

2. lépés – a munkasíkra szükséges fényáram:
   Φ_hasznos = E_m · A = 100 lx · 36,0 m² = 3 600 lm

3. lépés – a lámpatestekből kilépő szükséges ÖSSZES fényáram:
   Φ_össz = Φ_hasznos / (UF · MF) = 3 600 / (0,45 · 0,80)
          = 3 600 / 0,36 = 10 000 lm

4. lépés – a szükséges lámpatestszám:
   n = Φ_össz / Φ_L = 10 000 / 1 200 = 8,33 db
   -> FELFELÉ kerekítve:  n = 9 db

5. lépés – ELLENŐRZÉS (a tényleges átlagos megvilágítás 9 lámpatesttel):
   E = (n · Φ_L · UF · MF) / A = (9 · 1 200 · 0,45 · 0,80) / 36,0
     = 3 888 / 36,0 = 108 lx
   108 lx > 100 lx      MEGFELEL  ✔

⚠ A felfelé kerekítés kötelező: a szabvány fenntartott megvilágítást ír elő, azaz az előírt értéknek a karbantartási ciklus végén is teljesülnie kell. Nyolc lámpatesttel E = 96 lx < 100 lx volna.

(b) A lámpatestek osztásköze. Két szokásos elrendezés lehetséges; a 15 m hosszú folyosó hossztengelyében, 9 lámpatesttel:

6/a. lépés – EGYENLETES OSZTÁS, fél osztásközzel a végeknél (ajánlott):
   d = L / n = 15,0 m / 9 = 1,667 m ≈ 1,67 m
   az első és az utolsó lámpatest a faltól:  d/2 = 0,83 m

6/b. lépés – VÉGPONTOKRA HELYEZETT elrendezés:
   d = L / (n − 1) = 15,0 m / 8 = 1,875 m
   az első és az utolsó lámpatest közvetlenül a falnál

⭐ A 6/a. elrendezés az ajánlott, mert az egyenletesség (U_0) szempontjából ez a kedvezőbb: a folyosó két vége nem sötétedik el, és a lámpatestek fényköre egyenletesen fedi át egymást. A folyosó szélessége (2,4 m) egysoros elrendezést tesz indokolttá, a hossztengelyben.

⚠ Fenntartás: a fényáram-módszer az átlagos megvilágítást adja. A káprázás (UGR) és az egyenletesség (U_0) ellenőrzése ezzel a kézi módszerrel nem végezhető el – ahhoz a lámpatest fényeloszlási görbéjével dolgozó tervezőprogram kell. Az osztásköz végleges értékét ezért a lámpatest fényeloszlása és a fénypontmagasság együtt dönti el.

(c) A javasolt vezérlés. ⭐ Mozgás- vagy jelenlétérzékelő, beállítható utánvilágítási idővel. Indoklás:

1. A folyosó a fejezet vezérlési táblázatában kifejezetten a mozgás-/jelenlétérzékelő tipikus alkalmazása (folyosó, lépcsőház, mosdó, raktár): az emberek csak átmenetileg tartózkodnak ott, a világítás az idő nagy részében feleslegesen égne.
2. A követelményszabvány kifejezetten megköveteli a vezérlés mérlegelését „mind világítás-minőségi, mind pedig energiahatékonysági szempontból”, a szakirodalom pedig kimondja: „magas energiahatékonyságú világítás csak mozgás- és fényfüggő automatikus világításműködtetéssel érhető el”.
3. A LED azonnal indul, tehát a gyakori kapcsolás nem rontja az élettartamát és nem okoz felfutási késést – ezért kombinálható jól mozgásérzékelővel.

Kiegészítés: ha a folyosón természetes fény is van (üvegezett homlokzat, ablak a folyosó végén), nappalifény-függő szabályozás (dimmelés) is indokolt – a gyakorlati tapasztalat szerint az 500 luxra méretezett irodában a valós szint szabályozás nélkül 700–1100 lux is lehet, vagyis a fölösleg energiában fizetendő ki.

⚠ Fontos elhatárolás: a menekülési útvonal biztonsági (vész-) világítása önálló rendszer, saját követelményszabvánnyal (MSZ EN 1838) – azt nem szabad mozgásérzékelőre bízni. A mozgásérzékelős vezérlés a normál világításra vonatkozik.

(d) Milyen adatokat kérne be a gyártótól a kismegszakító karakterisztikájának megválasztásához? A lámpatest-szabvány (MSZ HD 60364-5-559, 559.3.) név szerint felsorolja azt az öt jellemzőt, amelyet a szerelésnél kötelezően figyelembe kell venni – ezeket kell bekérni:

Ezen felül a teljesítmény és a teljesítménytényező (cos φ) kell az üzemi áram számításához: I = n · P₁ / (U · cos φ).

⚠⚠ A bekapcsolási áramcsúcs nagyságára a jegyzet számértéket nem közöl, mert az kizárólag a lámpatest, illetve a meghajtó gyártói adatlapjából olvasható ki. ⚠ Hiányzó adat ebben a feladatban: a lámpatest teljesítménye és teljesítménytényezője nincs megadva, ezért az üzemi áram és a kismegszakító névleges árama itt nem számítható ki.

Ha a csúcsáram túl nagy, három megoldás közül lehet választani (a fejezet szerint):

1. a kismegszakító karakterisztikájának megválasztása (B helyett C, indokolt esetben D) – ⚠ de ez nem ingyenes: a C és a D nagyobb áramnál old ki mágnesesen, ezért a hurokimpedancia-feltételt újra kell ellenőrizni (17. és 32–34. fejezet). Aki „a biztonság kedvéért” D karakterisztikát tesz egy hosszú, 1,5 mm²-es világítási körre, áramütés elleni védelmi hibát hoz létre;
2. az áramkörre kötött lámpatestek számának korlátozása vagy több áramkörre osztása (itt 9 lámpatest – ez kis szám, ezért valószínűleg nem lesz probléma);
3. bekapcsolásiáram-korlátozó vagy szakaszos (lépcsős) bekapcsolás.

28.3. feladat. 1,2 km hosszú lakóutca közvilágításának korszerűsítése: ernyőzetlen, gömb alakú, 80 W-os nagynyomású higanylámpás lámpatestek helyett 30 W-os LED; oszloptáv 30 m.

Írásbeli javaslat.

(a) A beépített teljesítmény csere előtt és után.

1. lépés – a lámpahelyek száma:
   N = L / d = 1 200 m / 30 m = 40 osztásköz  ->  40 lámpatest
   ⚠ A pontos darabszám az elrendezéstől függ: ha a szakasz mindkét
     végpontjára is jut lámpatest, 41 db; ha csak az egyikre, 40 db.
     A számítást 40 db-bal végezzük, és a végén jelezzük a ±1 db
     bizonytalanságot (ez 2,5 %-os eltérés).

2. lépés – a beépített teljesítmény CSERE ELŐTT:
   P_régi = N · P₁,régi = 40 · 80 W = 3 200 W = 3,20 kW

3. lépés – a beépített teljesítmény CSERE UTÁN:
   P_új = N · P₁,új = 40 · 30 W = 1 200 W = 1,20 kW

4. lépés – a különbség:
   ΔP = 3,20 − 1,20 = 2,00 kW      (a régi 62,5 %-a megtakarítható)

⚠ Kimondandó bizonytalanság: a 80 W a lámpa teljesítménye; a nagynyomású higanylámpa előtétvesztesége ehhez hozzáadódik (a tényleges rendszerteljesítmény nagyobb). A feladat ezt nem adja meg, ezért a számítás a biztonság, azaz a kisebb megtakarítás felé téved: a valós megtakarítás ennél nagyobb lesz.

(b) Az éves energiamegtakarítás.

5. lépés – az éves energiafogyasztás:
   W_régi = P_régi · t = 3,20 kW · 4 100 h = 13 120 kWh/év
   W_új   = P_új   · t = 1,20 kW · 4 100 h =  4 920 kWh/év

6. lépés – az éves megtakarítás energiában:
   ΔW = 13 120 − 4 920 = 8 200 kWh/év        (a régi 62,5 %-a)

7. lépés – az éves megtakarítás pénzben:
   ΔK = ΔW · c = 8 200 kWh · 70 Ft/kWh = 574 000 Ft/év

⚠ A megtérülési idő nem számítható ki, mert a feladat nem adja meg a lámpatestek beszerzési és szerelési költségét. A számítás menete a 28.6 mintapélda szerinti: T = beruházási költség / éves megtakarítás. Az „egyszerű megtérülés” nem veszi figyelembe az energiaár változását, a fényforráscsere elmaradó költségét (ez a LED javára szól) és a pénz időértékét.

(c) Amit a világítási osztályról tudni kell, és a beszerzendő szabvány.

A csere nem hagyhatja el a világítástechnikai megfelelést: a fele teljesítmény nem jelent automatikusan fele fényt, de nem is jelenti azt, hogy a világítás a csere után is teljesíti a követelményeket. Ehhez a következőket kell tisztázni:

1. Melyik osztálycsaládba tartozik az utca? Lakóutcáról van szó, tehát – ha a gépjárműforgalom jelentéktelen, és az utca elsősorban gyalogos-, kerékpáros- és lakóterületi funkciójú – a ⭐ P-osztály a mértékadó, amelynek mérőszáma a vízszintes megvilágítás (E_átl, E_min, lx). Ha az utcán érdemi gépjárműforgalom van, az M-osztály (mérőszáma a fénysűrűség, cd/m², plusz U_0, U_l, f_TI, SR), a csomópontokban, gyalogátkelőknél pedig a C-osztály (megvilágításban) érvényes.
2. Melyik konkrét osztály? Ezt a forgalom, a sebesség, a környezet és a bűnmegelőzési szempontok alapján kell kiválasztani.
3. Teljesülnek-e az osztály követelményei a 30 m-es oszloptávolság, az adott fénypontmagasság és a választott lámpatest fényeloszlási görbéje mellett? A LED-lámpatest fényeloszlása alapvetően más, mint a gömb alakú higanylámpásé – ezért a csere fénytechnikai számítást kíván, nem elég a teljesítményt „megfeleztetni”.

A beszerzendő szabvány: az MSZ EN 13201 sorozat, ezen belül:

⚠⚠ A jegyzet forrásai NEM adnak konkrét követelményt ehhez a ponthoz: az MSZ EN 13201 osztályainak részletes követelménytáblázatai (az összes osztály értéke, az egyenletességek, a küszöbnövekmény és a környezeti hányados határai) nem szerepelnek a jegyzet forrásbázisában. A jegyzetben szereplő értékek (M1 = 2,0 cd/m², M2 = 1,5 cd/m², M3 = 1,0 cd/m²; a C-osztályok 30–15 lx nagyságrendje) tájékoztató nagyságrendek – a tervezéshez a hatályos MSZ EN 13201-2 szükséges.

(d) A javasolt színhőmérséklet és ULOR-érték.

Színhőmérséklet: legfeljebb 3000 K. Indoklás: a Budapesti Világítási Mesterterv kimondja, hogy új LED-telepítésnél „csak legfeljebb 3000 K színhőmérsékletű berendezés alkalmazható”, és ugyanezt a 3000 K-es felső határt a nemzetközi szakmai szervezet (International Dark-Sky Association) is megállapította. A magasabb színhőmérsékletű (kékben gazdagabb) fény erősebben szóródik az atmoszférában, tehát nagyobb fényszennyezést okoz, és az élővilágot is jobban zavarja. Lakóutcában emellett a melegebb fény kellemesebb is.

ULOR: nulla, illetve a lehető legkisebb. Indoklás: ⭐ fényszennyezésmentes megoldásról „akkor beszélhetünk csak […] ha az ULOR értéke nulla”. A jelenlegi, ernyőzetlen gömb alakú lámpatest ULOR-ja 50 % fölött van – vagyis a kibocsátott fényáram fele egyenesen az égboltot világítja, tehát a beépített teljesítmény fele teljes egészében veszteség. Ez önmagában is indokolja a cserét.

A Budapesti Világítási Mesterterv konkrét korlátozásai (⚠ helyi előírás, nem országos követelmény): 3 %-nál nagyobb ULOR-ú berendezés közepes és nagy fénypontmagasságnál nem telepíthető; alacsony fénypontmagasságnál legfeljebb 15 % ULOR engedhető meg; szűk szimmetrikus optikánál (±20°) ernyőzés nélkül legfeljebb 3300 lm, széles optikánál legfeljebb 6600 lm engedélyezett.

⭐ Kiegészítő szempont, amit sokan elfelejtenek: nemcsak a felfelé, hanem az oldalirányban kiszökő fényt is korlátozni kell. A horizont közelében, 5–10°-os szögben kilépő fénysugarak „5,6-szeres utat tesznek meg az atmoszférában”, ezért „3-4-szer nagyobb szennyezést” okoznak, mint a függőlegesen kibocsátott fény. Ezért javasolt a síküveges, teljesen ernyőzött lámpatest.

(e) A két javasolt vezérlési mód és a kiegészítő viszonyuk.

1. Asztronómiai (csillagászati) óra – a földrajzi koordinátákból és a dátumból számítja a napkeltét és a napnyugtát. Előnye: nincs érzékelője, tehát nem szennyeződhet, nem téveszti meg egy közeli reklámtábla fénye vagy egy falevél. Hátránya: nem tud a felhőkről – borult időben, hóesésben nem kapcsol korábban.
2. Alkonykapcsoló (fényérzékelő) – egy beállított megvilágítási küszöbnél kapcsol. Előnye: a tényleges fényviszonyokra reagál (borult idő, hóesés). Hátránya: a szennyeződésre és a helyi árnyékra, illetve idegen fényforrásra érzékeny; hibásan kapcsolhat.

⭐ Hogyan egészítik ki egymást? A két megoldás ellentétes gyengeségű, ezért a gyakorlatban gyakran együtt alkalmazzák: az asztronómiai óra adja a megbízható, szennyeződéstől független alapidőzítést, az alkonykapcsoló pedig a rendkívüli fényviszonyokra (borult idő) reagáló korrekciót. Az órát mindig a helyi koordinátákra kell beállítani, és a téli-nyári időszámítás kezelését ellenőrizni kell.

Korszerű kiegészítés: a telemanagement (központi távvezérlés) IP- vagy GSM-alapon, szekrényenként vagy lámpatestenként vezérel, és fényáramszabályozást, hibajelzést és fogyasztásmérést is ad – éjszakai teljesítménycsökkentéssel a (b) pont megtakarítása tovább növelhető. A hazai klasszikus megoldás, a hangfrekvenciás központi vezérlés (HFKV) előnye, hogy nem kell külön átviteli utat építeni; korlátja viszont, hogy egyirányú (nincs visszaigazolás), és az 50 Hz-re tervezett hálózaton az eltérő frekvenciájú jelek terjedése nem ideális.

⚠ Azok a pontok, amelyekre a jegyzet forrásai NEM adnak konkrét követelményt. A javaslat végén ezeket tételesen ki kell mondani:

Amit igazolt forrásból rögzíteni lehet: az MSZ 447:2019 szerint a legfeljebb 32 A-es szabadtéri berendezésekre legfeljebb 30 mA névleges kioldóáramú áram-védőkapcsolót kell alkalmazni – ez a közvilágítás kis leágazásaira és a szabadtéri csatlakozóaljzatokra közvetlenül alkalmazható elv.

28.4. feladat. Menekülési jelek egy irodaházi folyosón, ahol az irányváltoztatási pontok és a kijárati ajtók egymástól legfeljebb 28 m-re vannak.

(a) A hat változat felismerési távolsága (l = z · h, kívülről z = 100, belülről z = 200):

(b) A 28 m-es követelménynek megfelelő változatok: a 15 cm belülről (30 m), a 20 cm belülről (40 m), a 30 cm kívülről (30 m) és a 30 cm belülről (60 m) felel meg. A 15 cm kívülről (15 m) és a 20 cm kívülről (20 m) NEM elég.

(c) Választás. Mivel helyismerettel nem rendelkező ügyfelek is érkeznek, és az OTSZ 153. § (1) megköveteli, hogy a menekülési út bármely pontján legalább egy jel látható legyen, nem célszerű a puszta minimumon (28 m alig teljesítő megoldáson) tervezni. A h = 20 cm, belülről megvilágított kivitel jó választás: 40 m-es felismerési távolsága kényelmes tartalékot ad a 28 m-es osztásközhöz képest, ugyanakkor kisebb és olcsóbb, mint a 30 cm-es tábla; a belső megvilágítás pedig a helyismerettel nem rendelkezők számára is egyértelműen felismerhető, akkor is, ha az általános világítás halványabb.

(d) Szerelési magasság. Az OTSZ 152. § (1) szerint a jelet a kijárati/vészkijárati ajtó fölé, ha ez nem lehetséges, mellé kell szerelni -- az ajtóra tilos szerelni. A magasan telepített jel szerelési magassága az MSZ EN 1838:2025 6. fejezete szerint jellemzően 2--3 m, a jelzés aljától mérve; mozgáskorlátozottak miatt kiegészítő, alacsonyan (2 m alatt) telepített jelzés is javasolható.

28.5. feladat. Áthidalási idő négy létesítményhez az MSZ EN 1838:2025 A1. táblázata alapján.

28.6. feladat. AK kockázati osztályú, 100 fő feletti közösségi épület -- az OTSZ és az MSZ EN 1838:2025 ütközéseinek feloldása.

(a) Átkapcsolási idő. Az OTSZ 137. § (4) a) 1 másodpercet ír elő a biztonsági világítás és a menekülési jelzések átállására; az MSZ EN 1838 5.1.6. ennél megengedőbb (5 s alatt 50 %, 60 s alatt 100 % megvilágítás). Az OTSZ szigorúbb (1 s), azt kell alkalmazni -- Magyarországon az OTSZ hatálya alatt ez az irányadó.

(b) Működési időtartam. Az OTSZ 11. melléklet 1. táblázata AK osztályra 30 perc-et ad, az MSZ EN 1838 viszont legalább 1 órát (60 perc) kíván minden biztonsági világítási berendezéstől. Itt a szabvány szigorúbb, tehát az 1 órát kell tartani.

(c) A menekülési jel elhelyezése és magassága. Az OTSZ 152. § (1) szabályozza a hol-t (a kijárati ajtó fölé, vagy ha ez nem lehetséges, mellé) és kimondja: "a menekülési jelet tilos az ajtóra szerelni." Az OTSZ 153. § (1) a felismerhetőségi távolság meghatározását a "vonatkozó műszaki előírásra" -- azaz az MSZ EN 1838 6. fejezetére (l = z·h) -- utalja. A szerelési magasságot (2--3 m) az MSZ EN 1838 4.1. és 6. fejezete adja meg. A jelet tehát nem szabad az ajtólapra szerelni.

(d) Áramkörök száma. Az OTSZ 11. melléklet 2. táblázata szerint NAK/AK/KK osztályban egy tűzszakasz egy szintjén belül legfeljebb 1600 m² alapterület látható el egy áramkörről. A 2100 m²-es szinten 2100 / 1600 = 1,3125, tehát legalább 2, egymástól független áramkörre kell bontani a biztonsági világítást.

(e) Az általános elv. Jogszabály (OTSZ) és önkéntes szabvány (MSZ EN 1838) ütközésekor mindig a szigorúbb, azaz a nagyobb biztonságot nyújtó követelményt kell alkalmazni -- a másik nem "helyette", hanem "mellette" is teljesítendő minimum.

28.7. feladat. Három kivitelezői javaslat elbírálása a TvMI 7.7:2026.02.01. alapján (AK kockázati osztályú irodaház).

(a) Utólag beszerelt invertermodul. NEM elfogadható. A TvMI 12.7. szerint az általános világítás akkor alkalmazható biztonsági világítás céljára, ha a) a lámpatest és a beépített akkumulátor egyben, önálló termékként van forgalomba hozva, vagy b) a lámpatest tápellátása központi akkumulátoros rendszerről történik. Egy meglévő panelbe utólag "bepattintott" invertermodul egyik feltételt sem teljesíti.

(b) "Fésűs" (interleaved) megtáplálás, két normál kábelezésű áramkörről felváltva. NEM elfogadható. A TvMI 12.3.5. kifejezetten kimondja: a tűzálló kábelrendszer helyett a vonatkozó műszaki előírásban javasolt "fésűs" megoldás "jogszabálytól való eltérés nélkül nem alkalmazható." Ez a magyar szabályozás szigorítása a nemzetközi gyakorlathoz képest -- tűzálló kábelrendszert (vagy az eltérési eljárás szerinti igazolást) kell alkalmazni.

(c) Kizárólag a főelosztó betáplálására tett egyetlen feszültségfigyelő. NEM elfogadható. A TvMI 12.3.2. szerint a biztonsági világításnak nemcsak teljes hálózatkiesésre, hanem az üzemi világítás részleges kimaradására is be kell kapcsolnia: minden világítási elosztóba vagy részterületi áramkörhöz feszültségfigyelőt (a kismegszakítókhoz segédérintkezőt) kell beépíteni -- nem elég csak a fő betáplálást figyelni.

(d) Mi történik zárlat esetén, és a javítás. Ha csak a főelosztó egyetlen feszültségfigyelője vezérel, a folyosó helyi világítási végáramkörének kiesése (kismegszakító-leoldás) észrevétlen marad -- a fő betáplálás nem szűnik meg, tehát a feszültségfigyelő nem old ki, a biztonsági világítás nem kapcsol be, miközben a folyosó sötétben marad. A hibát két szerelvénnyel lehet elhárítani (12.3.2.): segédérintkezős kismegszakító a folyosó világítási végáramkörén, VAGY önálló feszültségfigyelő közvetlenül a folyosó áramkörén/elosztóján.

28.8. feladat. 1200 m²-es, KK kockázati osztályú ipari csarnok, 120 db saját akkumulátoros biztonsági világítótesttel, fémhalogén üzemi világítással.

(a) Pánik elleni világítás a kijárati úttal nem jelölt részeken. Igen, javasolt. A TvMI 12.4.1. Megjegyzése mondja ki (hivatkozása szerint az MSZ EN 50172-re): 60 m² feletti csarnokban, létesítményben a kijárati úttal nem jelölt részeken is szükséges. ⚠ A hivatkozás pontatlan: a hatályos MSZ EN 50172:2024-ben ez az érték nincs meg, a tényleges forrás az MSZ EN 1838:2025 5.2.1. (kockázatértékelési kiváltó tényezőként). Mivel Megjegyzésben áll, formálisan ajánlás/iránymutatás, nem kőbe vésett előírás -- de az 1200 m² messze meghaladja a 60 m²-es küszöböt, tehát kialakítása erősen indokolt.

(b) 120 db saját akkumulátoros világítótest. A TvMI 12.3.4. Megjegyzése (2026-os) szerint 50 db lámpatest felett központi felügyelet, 100 db felett a KÖZPONTI AKKUMULÁTOROS rendszer javasolt a költséghatékonyság és a felügyelet miatt. A 120 db meghaladja a 100-as küszöböt. Ez csak ajánlás (Megjegyzésben van), nem kötelező előírás -- de a tervezőnek mérlegelnie kell az áttérést.

(c) Működési időtartam. Az OTSZ 11. melléklet 1. táblázata KK osztályra 60 percet (1 óra) ír elő; az MSZ EN 1838 "legalább 1 órát" kíván. KK osztálynál a két érték egybeesik -- nincs ütközés, 60 percet (1 órát) kell tartani.

(d) Fémhalogén üzemi világítás többletkövetelménye. A TvMI 12.3.3. szerint, ahol az üzemi világítás hosszú felfutási és visszagyújtási idejű fényforrásból áll (pl. nagynyomású fémhalogén, nátriumlámpa), a biztonsági világításnak "annyival tovább kell működnie, míg a fényforrások biztonsággal újra gyújtanak." A TvMI erre nem ad számszerű értéket -- a tényleges időt a beépített fényforrás gyártói adatlapja alapján kell meghatározni.

(e) Táblázat forrás szerint:

28.9. feladat. Ellenőrzési és karbantartási terv 210 db független tartalékvilágítási világítótesthez és 18 db belülről megvilágított menekülési jelhez, az MSZ EN 50172:2024 7.4. szakasza alapján.

(a) A négy vizsgálati szint:

(b) Teljes áthidalási idejű próba az éves (7.4.4.) és az ötéves (7.4.5., ami az éves feladatokra épül) szinten szükséges. A napi (7.4.2.) szinten nem szükséges a működés vizsgálata -- ott csak a kijelzők szemrevételezése történik, próba nélkül.

(c) Havi próba időtartama. A szabvány nem ad meg számszerű percértéket: azt írja elő, hogy a szimulált meghibásodás időtartama legyen elegendő ahhoz, hogy minden fényforrás világíthasson, ugyanakkor a lehető legkisebbre kell csökkenteni a rendszer alkotóelemeinek (pl. fénycsövek) károsodását -- a szabvány tehát tudatosan nem ad rögzített időt, mert ez a beépített fényforrás típusától függ.

(d) Éves próba időzítése és töltési idők. Mivel az épületet hétköznap 8--18 óra között használják, az éves próbát (amely a teljes áthidalási időre kikapcsolja a hálózati táplálást) a használaton kívüli, alacsony kockázatú időszakra -- legjobban hétvégére vagy munkaidő utáni estére -- kell időzíteni, hogy elég idő maradjon az akkumulátorok újratöltésére a következő munkakezdésig. Tipikus töltési idő: a független (saját akkumulátoros) világítótestnél kb. 24 óra (EN IEC 60598-2-22), a központi biztonsági energiaellátó rendszernél (ESSS) kb. 12 óra az áthidalási idő 80 %-áig (EN 50171).

(e) Naplóbejegyzés. A napi ellenőrzésről csak a feltárt hibákat és a helyesbítő intézkedéseket kell a naplóba bejegyezni (ha minden rendben, nincs külön bejegyzés). A havi vizsgálatról a vizsgálat időpontját és az eredményét minden esetben be kell jegyezni.

(f) Felelős személy. A rendszer karbantartását felügyelő, felhatalmazott, kompetens személyt az üzemeltető jelöli ki. A feladat átruházása (pl. külső karbantartó céghez) nem menti fel az üzemeltetőt: a végső felelősség a rendszer megfelelő működéséért az üzemeltetőnél marad.

28.10. feladat. Ötéves megvilágításmérés tervezése egy 34 m hosszú, 1,8 m széles menekülési útvonalon, az MSZ EN 50172:2024 B melléklete szerint.

(a) Mérőrács-osztás. A B1. táblázat szerint a 30--40 m hosszúságú menekülési útra 2,0 m-es mérési osztásköz vonatkozik. 34 m / 2,0 m ≈ 17 szakasz, tehát a középvonalon hozzávetőleg 18 mérési pont adódik.

(b) Ténylegesen mérendő pontok az ötéves ellenőrzésnél. A B5.2.2. szerint, ha a kezdeti ellenőrzési dokumentáció rendelkezésre áll, elegendő a kiválasztott rácspontok mérése: legalább a rácspontok 10 %-a, de legalább 5 pont. A 18 pont 10 %-a 1,8, ez kevesebb, mint 5, tehát a nagyobb érték, legalább 5 pontot kell megmérni.

(c) Elfogadási érték. Az előírt minimum 1 lx, a mérési bizonytalanság 10 %; a B7. szakasz példája szerint az elfogadási érték 1 lx × 1,10 = **1,1 lx** -- a B4. szakasz szerint korrigált, az áthidalási idő végére vonatkozó mérési pont értékének legalább ennyinek kell lennie.

(d) Az áthidalási idő vége. Az EN 1838 szerinti minimumkövetelmények az áthidalási idő végére vonatkoznak. Ha a mérés nem ekkor történik, a mért értéket a B4. szakasz szerinti korrekciós képlettel kell átszámítani az áthidalási idő végi (legkedvezőtlenebb) értékre.

(e) Zavaró fény. A B4.1. szerint a korrekciós módszerek nem alkalmazhatók, ha a zavaró fény szintje 10 lx felett van -- ekkor a zavaró fényt csökkenteni kell. A megadott 12 lx meghaladja a 10 lx-es küszöböt, tehát a mérés így nem végezhető el érvényesen: a zavaró fényt kell csökkenteni (a zavaró fényforrás kikapcsolása, elsötétítés, vagy a mérés éjszakára időzítése, amikor a zavaró fény minimalizálható).

(f) A luxmérő két ellenőrizendő jellemzője. A műszer osztályát (legalább 2* osztályú, a CIE 231:2019 A1. fejezete szerint) és a felbontását (legalább 0,01 lx megvilágításmérésre, illetve 0,1 cd/m² fénysűrűségmérésre) kell ellenőrizni a mérés megkezdése előtt.

Tudáspróba – megoldókulcs

F1.29 A 29. fejezet megoldásai

Gyakorlatok

29.1. feladat. Négy helyiséges iroda vezetékigénye: 4 lámpacsoport, csoportonként 2 kapcsolóhely (helyiségi + központi a bejáratnál), 2 redőny; nyomvonalhosszak a szekrénytől: helyiségek 5, 8, 11, 14 m; bejárat 3 m; redőnyök 9 és 12 m.

⚠ Kimondott feltételezések (a fejezet mintapéldájához hasonlóan ezek didaktikai adatok, nem szabványi értékek):

1. minden nyomvonal a szekrényből indul sugarasan, a megadott hosszal;
2. két készülék közötti vezeték a szekrényen keresztül fut, tehát a hossza a két nyomvonalhossz összege;
3. a helyiségi kapcsoló és a helyiségi lámpa azonos nyomvonalhosszon van (a kapcsoló–lámpa ág hossza d);
4. a buszkábel füzérben halad, és mivel a kapcsolóhelyek egy nyomvonalon, növekvő távolságra vannak (3 → 5 → 8 → 11 → 14 m), a füzér teljes hossza a legtávolabbi pontig mért 14 m;
5. a lámpaág 3 eres (L, N, PE), a redőnymotor ága 5 eres (3 vezérlőszál + N + PE), a buszkábel 2 × 2 × 0,8 (4 eres).

1) HAGYOMÁNYOS MEGOLDÁS

Egy lámpacsoport (2 kapcsolóhely = 2 váltókapcsoló), d = a helyiség hossza:
  szekrény -> bejárati váltó   (L, N, PE)        3 ér ×  3 m       =  9 érm
  bejárati váltó -> helyiségi váltó (2 váltószál) 2 ér × (3 + d) m
  helyiségi váltó -> lámpa (kapcsolt szál+N+PE)   3 ér ×  d m
  ------------------------------------------------------------------
  részösszeg csoportonként:  9 + 2·(3 + d) + 3·d = 15 + 5·d  érméter

  d =  5 m:  15 + 25 =  40 érm
  d =  8 m:  15 + 40 =  55 érm
  d = 11 m:  15 + 55 =  70 érm
  d = 14 m:  15 + 70 =  85 érm
  ------------------------------------------------------------------
  A NÉGY LÁMPACSOPORT ÖSSZESEN:                     250 érméter

Egy redőny (2 kapcsolóhely, motor 3 vezérlőszál + N + PE = 5 ér),
d_r = a redőny nyomvonalhossza:
  szekrény -> bejárati kapcsoló        5 ér ×  3 m        =  15 érm
  bejárati -> helyiségi kapcsoló       5 ér × (3 + d_r) m
  szekrény -> redőnymotor              5 ér ×  d_r m
  ------------------------------------------------------------------
  d_r =  9 m:  15 + 5·12 + 5·9  = 15 + 60 + 45 = 120 érm
  d_r = 12 m:  15 + 5·15 + 5·12 = 15 + 75 + 60 = 150 érm
  ------------------------------------------------------------------
  A KÉT REDŐNY ÖSSZESEN:                            270 érméter

HAGYOMÁNYOS ÖSSZESEN:  250 + 270 = 520 érméter
  ebből 230 V-os, éghető szigetelésű vezeték:       520 érméter

2) BUSZOS MEGOLDÁS

Buszkábel füzérben: szekrény -> bejárat (3 m) -> h1 (5) -> h2 (8)
                    -> h3 (11) -> h4 (14)
  a füzér hossza a legtávolabbi pontig:            14 m
  a kábel 2 × 2 × 0,8 (4 ér):     4 ér × 14 m   =  56 érm  (BUSZ, törpefeszültség)

Erősáramú ágak a szekrénybeli beavatkozóktól (sugarasan):
  lámpa 1:   3 ér ×  5 m =  15 érm
  lámpa 2:   3 ér ×  8 m =  24 érm
  lámpa 3:   3 ér × 11 m =  33 érm
  lámpa 4:   3 ér × 14 m =  42 érm
  részösszeg lámpák:                              114 érm
  redőny 1:  5 ér ×  9 m =  45 érm
  redőny 2:  5 ér × 12 m =  60 érm
  részösszeg redőnyök:                            105 érm
  ------------------------------------------------------------------
  ERŐSÁRAMÚ RÉSZ ÖSSZESEN:                        219 érméter

BUSZOS ÖSSZESEN:  56 érm busz + 219 érm erősáram

3) ÉRTÉKELÉS

230 V-os vezeték:  520  ->  219 érméter
csökkenés: (520 − 219)/520 = 0,579  ->  kb. 58 %

A megmaradt 56 érméter busz TÖRPEFESZÜLTSÉGŰ, kis keresztmetszetű
(2 × 2 × 0,8 mm²), tehát a tűzterhelés és a falhoronyigény
ezzel arányosan csökken.

A tanulság ugyanaz, mint a fejezet mintapéldájában: nem az összes vezeték lesz kevesebb, hanem az erősáramú vezeték hossza csökken drasztikusan – és ami marad, az egyszerű, sugaras nyomvonal a szekrénytől a terhelésig. A kapcsolóhelyek számának növelése a hagyományos oldalon meredeken, a buszos oldalon alig növeli a vezetékigényt.

4) MELYIK FUNKCIÓBŐVÍTÉS MENNYIBE KERÜLNE?

⭐ Ez az összehasonlítás mutatja meg a buszos rendszer valódi értékét: a beruházási különbség a bővítéseknél és az átalakításoknál térül meg, nem a kezdeti vezetékmennyiségen.

29.2. feladat. KNX-berendezés: 1 terület, 2 vonal; földszinten 41, emeleten 28 készülék.

⚠ Kimondott értelmezés: a 41, illetve 28 készüléket a vonal összes buszkészülékének tekintjük, tehát a vonali csatoló és a tápegység is beleszámít (a feladat így sorolja fel őket). ⚠ A jegyzet nem mondja ki, hogy a KNX-tápegység minden kivitelben kap-e fizikai címet; a feladat felsorolása alapján itt címzettnek vesszük.

A fizikai (egyéni) cím szerkezete. 16 bites, xx.yy.zz alakú: xx = terület (1–15, 4 bit), yy = vonal (1–15, 4 bit), zz = készülék sorszáma (1–255, 8 bit). ⭐ A 0 sorszám mindig a vonali csatolóé.

A címkiosztási terv.

TERÜLET 1  (a fővonalon egyetlen terület)

VONAL 1 – FÖLDSZINT  (41 készülék)
  1.1.0            vonali csatoló                              1 db
  1.1.1            KNX-tápegység (fojtóval)                    1 db
  ----------------------------------------------------------------
  1.1.10 – 1.1.33  ÉRZÉKELŐK (nyomógombok, mozgás- és
                   jelenlétérzékelők, termosztátok, ablak-
                   kontaktusok, fényérzékelő)                 24 db
  ----------------------------------------------------------------
  1.1.100 – 1.1.114  BEAVATKOZÓK (kapcsoló-, redőny- és
                   fényerő-szabályozó beavatkozók, bináris
                   bemenetek a szekrényben)                   15 db
  ----------------------------------------------------------------
  ÖSSZESEN: 1 + 1 + 24 + 15 =                                 41 db  ✔

VONAL 2 – EMELET  (28 készülék)
  1.2.0            vonali csatoló                              1 db
  1.2.1            KNX-tápegység (fojtóval)                    1 db
  1.2.10 – 1.2.25  ÉRZÉKELŐK                                  16 db
  1.2.100 – 1.2.109 BEAVATKOZÓK                                10 db
  ----------------------------------------------------------------
  ÖSSZESEN: 1 + 1 + 16 + 10 =                                 28 db  ✔

Miért érdemes a beavatkozókat és az érzékelőket elkülönített sorszámtartományba tenni? Öt gyakorlati ok:

1. ⭐ A címből azonnal látszik a készülék szerepe. Egy 1.1.104-es hibaüzenetnél tudjuk, hogy szekrényben lévő beavatkozóról van szó; egy 1.1.22-esnél helyiségben lévő érzékelőről. Ez a hibakeresés első lépését rövidíti le.
2. ⭐ A bővítés nem borítja fel a rendszert. Ha egy új nyomógombot kell felszerelni, az a 34-es sorszámot kapja – nem kell a beavatkozókat átszámozni. Elkülönített tartományok nélkül minden bővítés átszámozást vagy „lyukas” címlistát okoz.
3. A fizikai elhelyezkedéssel is összhangba hozható: a beavatkozók a szekrényben, sorrendben, a sorkapocsterv szerinti sorszámozással; az érzékelők a helyiségekben, helyiségsorrendben. A címlista így egyben szerelési sorrend is.
4. A dokumentáció áttekinthető: a kapcsolási rajz, a sorkapocsterv és a címlista ugyanazt a logikát követi – a fejezet szerint az átadási dokumentáció része a címlista.
5. A karbantartó nem téveszt: készülékcserénél nem kell keresgélni, melyik cím szabad – a tartomány maga mondja meg.

⚠ Fontos, hogy ne keverjük össze a két címfajtát: a fizikai cím a topológiai helyet írja le (ha egy készüléket másik vonalra szerelünk át, a fizikai címét is meg kell változtatni), a csoportcím viszont a funkciót azonosítja – ez köti össze az érzékelőt a beavatkozóval, és ez az, amit a bővítéskor módosítunk.

Hány készülék férne még a földszinti vonalra vonalismétlő nélkül?

1. lépés: a vonalszegmens alapesete vonalismétlő nélkül:  64 készülék
2. lépés: a szabad helyek száma:  64 − 41 = 23 db

⚠ Két kiegészítés, amelyet ki kell mondani:

• A 64 a vonalszegmens alapesete; a vonal vonalismétlőkkel több szegmensre bontva 255 készülékig bővíthető, mert a fizikai cím készüléksorszáma 8 bites (1–255).
• A készülékszám nem az egyetlen korlát: ellenőrizni kell a tápegység terhelhetőségét is (névleges kimenő áram 160 / 320 / 640 mA), valamint a hosszkorlátokat (vonalszegmens max. 1000 m, tápegység–buszkészülék max. 350 m, két buszkészülék között max. 700 m). Egy vonalba legfeljebb 8 tápegység szerelhető.
• ⭐ Sugaras, hurokmentes szerelés: „Az egyes vonalak sugarasan haladnak, és tilos összekötni őket.” A két vonal buszkábelének összekötése – akár „biztos, ami biztos” alapon – működésképtelen vagy nehezen diagnosztizálható rendszert eredményez. A vonalak között csak csatolón keresztül lehet kapcsolat.

29.3. feladat. Iskolai aula: 38 DALI-lámpatest; a vezérlőtől a legtávolabbi lámpatestig 180 m; tervezett keresztmetszet 1,0 mm².

(a) Elfér-e minden lámpatest egy vonalon?

1. lépés: egy DALI-vonalon 64 egyedi rövid cím (0–63) osztható ki
2. lépés: 38 lámpatest  <  64 cím   ->  IGEN, EGY vonal elegendő
3. lépés: a bővítési tartalék: 64 − 38 = 26 szabad cím

(b) A buszáram.

4. lépés: I = n · I_eszköz = 38 · 2 mA = 76 mA
5. lépés: a megengedett legnagyobb buszáram: 250 mA
          76 mA  <  250 mA        MEGFELEL  ✔
          a kihasználtság: 76/250 = 30 %

(c) A feszültségesés ellenőrzése. A megengedett feszültségkülönbség az adó és a működtető egység között 2 V.

6. lépés – a vezeték ellenállása (oda- ÉS visszavezeték: 2L!):
   R = ρ · 2L / A = 0,0175 Ω·mm²/m · (2 · 180 m) / 1,0 mm²
     = 0,0175 · 360 / 1,0 = 6,30 Ω

7. lépés – a feszültségesés a TÉNYLEGES buszárammal:
   ΔU = I · R = 0,076 A · 6,30 Ω = 0,479 V
   0,479 V  <  2 V              MEGFELEL  ✔  (a tartalék 76 %)

8. lépés – ellenőrzés a LEGROSSZABB esetre (teljes, 250 mA-es buszáram,
           azaz a vonal későbbi feltöltése 64 eszközig):
   ΔU = 0,25 A · 6,30 Ω = 1,575 V
   1,575 V  <  2 V              MEGFELEL  ✔  (a tartalék 0,425 V, 21 %)

Válasz (c): az 1,0 mm² keresztmetszet megfelel, sőt a vonal teljes, 250 mA-es kiterheléséig is. Érdemes összevetni a fejezet mintapéldájával: ott 300 m-en 1,0 mm²-rel ΔU = 2,63 V > 2 V adódott, tehát nem felelt meg – itt a rövidebb, 180 m-es hossz teszi elegendővé ugyanazt a keresztmetszetet. ⚠ A számítást tehát minden esetben el kell végezni: a „300 m → 1,5 mm²” páros nem általános szabály, hanem éppen a 2 V-os korlát teljesítésének határa 250 mA-nél.

⚠ Kimondandó fenntartás: a fejezet jelzi, hogy a 2 V-os érték forrásbeli megfogalmazása nem egyértelmű („nem kevesebb, mint 2 V”); a jegyzet azt az egyetlen műszakilag értelmes olvasatot követi, amely szerint a 2 V a megengedett legnagyobb feszültségkülönbség. Az érték pontosítása az MSZ EN 62386 szövegéből pótolandó. ⚠ A buszfeszültség (16 V szint) és az átviteli sebesség (1200 bit/s) adatát a jegyzet egyetlen forrásból igazolta.

(d) Csoportkiosztás a három üzemmódhoz. ⚠ A feladat nem adja meg az aula lámpatesteinek elrendezését, ezért a következő – kimondott – felosztással dolgozunk: pódium/színpad 6 db, nézőtér elülső fele 12 db, nézőtér hátsó fele 12 db, oldalsó közlekedősáv és bejárat 8 db (összesen 38 db).

RÖVID CÍMEK (0–63) folyamatosan, területenként csoportosítva:
   0– 5   pódium / színpad                     ( 6 db)
   6–17   nézőtér, elülső fél                  (12 db)
  18–29   nézőtér, hátsó fél                   (12 db)
  30–37   oldalsó közlekedősáv, bejárat        ( 8 db)
  38–63   szabad (bővítési tartalék, 26 cím)

CSOPORTOK (16 áll rendelkezésre):
  G0  pódium / színpad          (0–5)
  G1  nézőtér, elülső fél       (6–17)
  G2  nézőtér, hátsó fél        (18–29)
  G3  oldalsáv, bejárat         (30–37)   -> jelenlétfüggő is lehet
  G4  AULA ÖSSZES               (0–37)    <- ugyanaz az eszköz TÖBB csoportban!
  G5–G15  szabad (bővítésre)

FÉNYJELENETEK (16 áll rendelkezésre, eszközönként tárolt fényerőértékkel):
  S0  "ÜNNEPSÉG"    G0 = 100 %,  G1 = 30 %,  G2 = 30 %,  G3 = 20 %
                    (a pódium kiemelve, a nézőtér tompítva – a közönség
                     figyelme a színpadra irányul, a közlekedés biztonságos marad)
  S1  "TAKARÍTÁS"   G4 = 100 %   (minden lámpatest teljes fényen, hogy a
                                  szennyeződés jól látszódjon)
  S2  "SZÜNET"      G0 =   0 %,  G1 = 70 %,  G2 = 70 %,  G3 = 100 %
                    (a pódium sötét, a nézőtér és különösen a közlekedősáv
                     jól megvilágított)

⭐ A megoldás lényege: a G4 csoport ugyanazokat a lámpatesteket tartalmazza, mint a G0–G3 együtt. Hagyományos szereléssel ez négy külön áramkört és egy összekapcsoló kontaktort jelentene; DALI-ban ez egy sor a paraméterezésben, és az átcsoportosítás vezetékbontás nélkül történik. A három üzemmód így három jelenet-előhívó parancs – akár egy háromgombos kezelőről, akár KNX-átjárón keresztül.

Beüzemelési fogás: először broadcast (körüzenet) paranccsal ellenőrizzük, hogy minden lámpatest reagál-e. Ha igen, a villamos oldal rendben van (vezeték, meghajtó, tápellátás); ha ezután egyedi címzéssel valamelyik mégsem működik, a hiba a címzésben vagy a paraméterezésben van.

29.4. feladat. Háromszintes irodaépület tűzeseti vezérléseinek és reteszeléseinek listája.

Kiegészítő reteszelések, amelyeket a fenti hatból következtetni lehet:

• a hangosítás / hangjelzők indítása (riasztási hangerő legalább 65 dB(A), vagy legalább 5 dB(A)-lel nagyobb a 30 s-nál hosszabb ideig fennálló zajnál) – külön, felügyelt jelzőkör;
• a távfelügyeleti / tűzoltósági átjelzés – potenciálmentes érintkező vagy átjelző egység;
• a technológiai berendezések (gázellátás, égőfej, gépészet) leállítása – potenciálmentes érintkező a technológiai vezérlésbe.

⚠ Dokumentáció: a tervezésnél mindezeket műszaki leírásban, összefüggési tervben és kapcsolási rajzokon egyszerre kell dokumentálni.

Mely áramkörök maradnak feszültség alatt a tűzeseti lekapcsolás után, és miért?

⚠⚠ Ez a tűzeseti lekapcsolás legveszélyesebb hibája: ha a tűzvédelmi (tűzeseti) főkapcsoló lekapcsolja a tűzjelző berendezés vagy a biztonsági világítás táplálását is. A tűzeseti lekapcsolás célja az, hogy a beavatkozó tűzoltó ne találkozzon feszültség alatti berendezéssel – de a következő rendszereknek a lekapcsolás után is működniük kell:

⭐ A vezetékek tűzállósága – ez erősáramú feladat. ⚠⚠ [JAVÍTVA 2026-09-21] A felsorolt vezetékeknek, valamint azok tartó- és függesztő szerkezetének a kockázati osztálytól függő (legalább 30 perces) időtartamig ellen kell állniuk a tűznek, vagy ilyen védettséget kell számukra biztosítani — a pontos időtartamokat (E30/E60/E90, 30/30/60/90 perc) a 26.13. alfejezet adja a hatályos TvMI 7.7 és MSZE 24102 alapján; a korábban itt idézett „162. §” egy hatályon kívüli OTSZ-kiadásé volt. Ez vonatkozik a jelzőáramkörökre, a tápvezetékekre, a vezérlőáramkörökre és az érzékelőkörökre.

⛔ A tűzállósági idő a TARTÓSZERKEZETRE is vonatkozik. Hiába tűzálló a kábel, ha műanyag bilinccsel vagy nem minősített tálcán van rögzítve: a rögzítés tűzben elenged, a kábel leszakad, és a minősítés érvényét veszti. A tűzálló kábelrendszer rendszerként minősített: kábel + bilincs + tartószerkezet + rögzítési osztásköz együtt (részletesen: 26.13. alfejezet).

⚠ Hiányzó adat: a feladat nem adja meg az épület tűzvédelmi osztályba sorolását, a beépített berendezések listáját és a tűzszakaszolást, ezért a fenti lista tipikus, nem konkrét: az adott épületre a tűzvédelmi terv és az összefüggési terv alapján kell összeállítani, a hatályos OTSZ szerint. ⚠ A jegyzet a tűzjelzős telepítési adatokat (kézi jelzésadó 1,1–1,6 m, jelzési zóna ≤ 1600 m², 65/75 dB(A)) egyetlen forrásból (OTSZ-kivonat) igazolta.

Tudáspróba – megoldókulcs