35. fejezet – Túláram- és zárlatvédelem

35.1 Túlterhelés és zárlat – két különböző jelenség, két különböző védelem

A harmadik jelenség, amely nem hiba: a bekapcsolási áramlökés

Transzformátor, motor, kapcsolóüzemű tápegység és LED-meghajtó bekapcsoláskor rövid ideig sokszoros áramot vesz fel. Ez a bekapcsolási áramlökés (inrush current), és nem hiba – a védelemnek el kell viselnie.

35.2 A kismegszakító (MCB) felépítése: termikus és mágneses kioldó

A kismegszakítóban „időkésleltetett termikus kioldó a túlterhelés-védelemre és egy elektromágnes-kioldó a rövidzárlat-védelemre” szolgál.

A négy fő szerkezeti elem

1. BIMETÁL (IKERFÉM) KIOLDÓ
   Az áram melegíti, a lemez elhajlik és kiold. Az
   elhajlás az áram NÉGYZETÉVEL és az IDŐVEL arányos
   -> a görbe túlterhelési szakasza FORDÍTOTTAN
   IDŐFÜGGŐ: nagyobb áram, rövidebb idő.
2. ELEKTROMÁGNESES KIOLDÓ
   Tekercs és mozgó vasmag (ütőszeg). Nagy zárlati
   áramnál 0,1 s-nál rövidebb idő alatt kiold
   (a termikus 1 óra nagyságrendben).
3. KAPCSOLÓÉRINTKEZŐK + SZABADKIOLDÓ ZÁRSZERKEZET
   A készülék akkor is lekapcsol, ha a kart
   kézzel tartják.
4. ÍVOLTÓ KAMRA (deion-lemezek) + ház
   DIN-sínre pattintható; 1 modul = 17,5 mm/pólus.

Az egyezményes (termikus) áramok

Ezeket a 32. fejezet is használta; itt a túláramvédelem oldaláról nézzük [MSZ EN 60898-1, 8.6.2.]:

Egyezményes idő: I_n ≤ 63 A → 1 óra; I_n > 63 A → 2 óra.

Miért „lomhább” a háromsarkú kismegszakító egy fázison?

Ez szabványból igazolt, és a gyakorlatban sokszor félreértik [8.6.3.2.]. Ha egy többsarkú kismegszakítót hidegen, csak az egyik védett pólusán terhelnek, akkor az egyezményes időn belül a következő áramnál kell kioldania:

A magyarázat: a szomszédos, hideg pólusok elvonják a hőt a terhelt pólus bimetáljától, ezért ahhoz nagyobb áram kell, hogy a kioldáshoz szükséges hőmérsékletet elérje.

A zsúfolt szekrény: szabványi alapja van

A szabvány megjegyzése [8.6.3.1.]:

„A 9.2-ben megadottaktól eltérő hőmérsékleti és szerelési feltételek (pl. különleges burkolatba szerelés, több kismegszakító csoportosítása ugyanabban a burkolatban) befolyásolhatják a kismegszakító kioldási karakterisztikáját.”

Ez a szabványi alapja annak a gyakorlati szabálynak, hogy zsúfolt, meleg elosztószekrényben a kismegszakítót le kell értékelni: a tényleges kioldási áram kisebb lesz a névlegesnél, mert a bimetál melegebbről indul. A referencia-hőmérséklet a B/C/D karakterisztikánál 30 °C.

A szabvány szerint a gyártónak kérésre adatot kell adnia a referenciától eltérő környezeti hőmérsékletre vonatkozó karakterisztikáról.

35.3 ⭐ A kioldási karakterisztikák: B, C, D – melyiket hova

A mágneses sávok

Melyiket hová?

Névleges értékek

35.4 Megszakítóképesség és energiakorlátozási osztály

A három megszakítóképesség-fogalom

A gyakorlati szabály: a várható legnagyobb zárlati áram nem haladhatja meg a készülék megszakítóképességét. Lakossági elosztóban a 6 kA a szokásos minimum; a transzformátorállomás közelében 10 kA vagy több kell – vagy kaszkádolás (lásd a 35.9. alfejezetet).

Energiakorlátozási (áramkorlátozási) osztály

Ez azt fejezi ki, mennyi átengedett I²t energiát hagy a készülék a vezetékre kerülni.

A gyakorlatban a 3. osztály a piaci szabvány – a mai háztartási kismegszakítók jellemzően ilyenek.

35.5 Olvadóbiztosítók: típusok, jelölés, kioldási jelleg

A működési elv

A megszakítás „fémötvözet olvadószál kiolvadásával” történik. Az olvadóelem kvarchomok-ágyazatban van, amely az ívet lehűti és eloltja.

A biztosító fő tulajdonsága az áramkorlátozás: „a független zárlati áram csúcsértékének kialakulása előtt kiolvad”, és a virtuális kiolvadási idők nagy zárlati áramnál 10–50 ms-nál rövidebbek.

Az alkalmazási kategóriák – a kétbetűs jelölés

A jelölés két betűből áll: „az első betű a megszakítási tartományt, a második az alkalmazást írja le”.

ELSŐ BETŰ - a megszakítási tartomány:
   g = TELJES tartományú (a legkisebb olvasztóáramtól
       a névleges megszakítóképességig megszakít)
   a = RÉSZLEGES tartományú (csak nagy áramoknál)
MÁSODIK BETŰ - az alkalmazás:
   G = általános célú     M = motor
   R/S = félvezető        D = késleltetett

Régi jelölés: a magyar katalógusokban gyakori a „VDE 0636/21 gL osztály” és az „IEC 60269-21 gG osztály” együttes feltüntetése. A gL a gG régi német jelölése – ugyanaz a jelleggörbe.

A szerkezeti kivitelek

Névleges feszültség: jellemzően 500 V AC (kivételekkel 400 V).

Olvadóbiztosító vagy kismegszakító?

35.6 ⭐ A vezetékvédelem alapfeltételei túlterhelésre

Itt jön a fejezet gerince. A szabvány két feltételt ír elő [MSZ HD 60364-4-43:2024, 431.4.2.] [JAVÍTVA 2026-09-13: korábban a 2010-es kiadás 433.1. szakaszára hivatkozott – a hivatkozott kiadás 2026-08-23-án lejárt, a szakaszszám a 2024-es kiadásban 431.4.2.]:

I_B ≤ I_n ≤ I_Z (1. feltétel)

I₂ ≤ 1,45 · I_Z (2. feltétel)

Az első feltétel: I_B ≤ I_n ≤ I_Z

A szabvány szó szerint: „Egy kábelt vagy vezetéket túlterhelés ellen védő védelmi eszköz működési jellemzőinek a következő két feltételnek kell megfelelniük: I_B ≤ I_n ≤ I_Z (1) – I₂ ≤ 1,45 · I_Z (2)”.

A szabvány egy fontos figyelmeztetést is hozzáfűz:

„Az e fejezet szerint megvalósított védelem bizonyos esetekben nem biztosít védelmet, pl. akkor, ha az I₂ értékénél kisebb, hosszabb ideig fennálló túláramok fordulnak elő. Ilyen esetekben ajánlatos nagyobb keresztmetszetű kábel vagy vezeték választását megfontolni.”

Az I_Z meghatározása: nem katalógusérték

Ez a legtöbbet elrontott lépés. Az I_Z nem a „mennyit bír a 2,5-ös vezeték” típusú emlékezetből vett szám, hanem:

I_Z = I_Z,táblázati · k₁ · k₂ · …

ahol k₁ a környezeti hőmérséklet, k₂ a csoportosítás korrekciós tényezője.

A táblázat kiválasztásának két kulcsa:

1. A TERHELT VEZETŐK SZÁMA
   egyfázisú kör  ->  2 terhelt vezető (L és N)
   háromfázisú    ->  3 terhelt vezető
2. A SZERELÉSI MÓD
   A1, A2, B1, B2, C, D1, D2
   (a szabvány B.52.1 táblázata szerint)

A referenciafeltétel, amelyre a táblázati értékek vonatkoznak: vezetőhőmérséklet 70 °C, környezeti hőmérséklet 30 °C levegőben, 20 °C talajban.

B.52.2. táblázat – PVC szigetelés, KÉT terhelt vezető, réz (részlet, amperben):

B.52.4. táblázat – PVC szigetelés, HÁROM terhelt vezető, réz (részlet, amperben):

A korrekciós tényezők

B.52.14. táblázat – környezeti levegő-hőmérséklet (szorzók, ha nem 30 °C):

B.52.17. táblázat – csoportosítási csökkentő tényezők (az áramkörök, illetve többerű kábelek száma szerint):

A második feltétel: I₂ ≤ 1,45 · I_Z

A szabvány kiköti: „A védelmi eszközök hatékony működését biztosító I₂ áramát a gyártónak kell megadni, vagy a termékszabvány szerinti legyen.”

A legkisebb keresztmetszetek

A szabvány 52.2. táblázata szerint:

A legnagyobb üzemi hőmérsékletek

35.7 ⭐ A vezetékvédelem alapfeltétele zárlatra; a zárlati hőhatás ellenőrzése

A túlterhelési feltételek a tartós melegedésről szólnak. A zárlat más: olyan rövid ideig tart, hogy a hő nem tud elvezetődni – a teljes hőmennyiség a vezetőben marad. Ezt nevezzük adiabatikus folyamatnak.

I² · t ≤ k² · S²

átrendezve: t ≤ (k · S)² / I² és S ≥ (I · √t) / k

A szabvány szó szerint [431.5.4.2.]: „A kábelek és vezetékek esetében az áramkör bármely pontján előforduló zárlat hatására kialakuló összes áram megszakításához szükséges idő nem haladhatja meg azt az értéket, amely a vezetők szigetelésének hőmérsékletét a megengedhető határ fölé emelné.”

És a nagyon gyors készülékekre:

„A 0,1 s-nél kisebb kapcsolási idejű védelmi eszközök esetében, ahol jelentős az áram aszimmetriája, valamint az áramkorlátozó eszközök esetében a k²S² szorzatnak nagyobbnak kell lennie a védelmi eszköz gyártója által megadott (I²t) átengedett energia értékénél.”

A k tényező – a 2. táblázat

[JAVÍTVA 2026-09-13: a lejárt MSZ HD 60364-4-43:2010 kiadásban ez a "43A táblázat" volt; a 2024-es kiadásban (érvényes 2026-08-23-tól) "2. táblázat" néven szerepel, a számértékek változatlanok.]

Ezek az értékek a FÁZIS- vagy PÓLUSVEZETŐKRE vonatkoznak [MSZ HD 60364-4-43:2024, 431.5.4.2., 2. táblázat]:

A szabvány két megjegyzése, amelyet érdemes tudni:

- "Más k értékek megfontolás alatt állnak:
   kis keresztmetszetű vezetőkre (10 mm2 alatt);
   a vezetőkben más típusú kötések esetére;
   csupasz vezetőkre."
- "A zárlatvédelmi eszköz NÉVLEGES ÁRAMA NAGYOBB
   LEHET, mint a vezeték megengedett árama."
   (mert a zárlatvédelem más feladat, mint a
   túlterhelés-védelem)

35.8 A zárlati áram nagyságának becslése

A zárlati hőhatás ellenőrzéséhez tudnunk kell, mekkora áram folyik. Ennek pontos számítása az MSZ EN 60909-0:2016 tárgya.

Az egyszerűsített becslés

I_k = c · U₀ / Z_s

ahol c a feszültségtényező, amely azt veszi figyelembe, hogy a valós hálózati feszültség eltérhet a névlegestől.

A c feszültségtényező [MSZ EN 60909-0:2016, 1. táblázat]:

A szabvány saját indoklása szerint a tényező azt veszi figyelembe, hogy a normál (zavartalan) rendszer legnagyobb feszültsége átlagosan legfeljebb ±5–6 %-kal (kisfeszültségű rendszerek), illetve ±10 %-kal (egyes nagyfeszültségű rendszerek) tér el a névlegestől.

35.9 Szelektivitás és kaszkádolás (back-up védelem)

Kaszkádolás (tartalékvédelem)

Az ötlet: a felette lévő készülék erős áramkorlátozó hatását kihasználva a lefelé eső készülék olyan helyre is beépíthető, ahol a várható zárlati áram nagyobb a saját I_cn-jénél.

A szabvány ezt megengedi [MSZ HD 60364-4-43:2024, 431.6.3.2.] [JAVÍTVA 2026-09-13: a 2010-es kiadásban 434.5.1. volt, a 2024-es kiadás önálló "Kombinált zárlatvédelem" alszakaszba, a 431.6.3.2.-be helyezte], szó szerint:

„Ha a zárlatvédelmi eszköz megszakítóképessége kisebb, mint a beépítési helyén fellépő független zárlati áram, akkor: az eszközt össze kell hangolni egy olyan túláramvédelmi eszközzel a tápellátás oldalán, amelynek megszakítóképessége nem kisebb, mint a beépítési helyén a legnagyobb független zárlati áram; és a két eszköz jellemzőit úgy kell összehangolni, hogy az együttes által átengedett energia ne haladja meg azt az értéket, amelyet a gyártó utasításainak megfelelően a terhelésoldali eszköz károsodás nélkül elviselhet.”

Három figyelmeztetés a kaszkádoláshoz:

1. Csak a GYÁRTÓ ÁLTAL TÍPUSVIZSGÁLT párosításokra
   érvényes - kaszkádolási táblázatból. Két KÜLÖNBÖZŐ
   gyártó készüléke általában NEM kaszkádolható.
2. RONTJA A SZELEKTIVITÁST: nagy zárlati áramnál a
   felette lévő is old. A szelektivitás és a
   kaszkádolás EGYMÁSNAK ELLENTMONDÓ cél.
3. GAZDASÁGOS: nem kell minden végáramkörre
   10-25 kA-es készüléket venni.

35.10 Ívzárlat elleni védelem (AFDD) – új eszköz, új követelmény

Miért kell?

A hagyományos védelmi eszközök nem érzékelik a soros ívhibát. Ez a fejezet egyik legfontosabb új ismerete.

A szabvány és a működés

Termékszabvány: MSZ EN 62606, amely a „háztartási és hasonló használatra szánt ívhiba-érzékelő készülékekre” vonatkozik. A készülék „az olyan ívhibaáramok hatásai következtében fellépő tűz kockázatának csökkentésére alkalmas”.

Alkalmazási feltételek: névleges feszültség ≤ 440 V, névleges áram ≤ 63 A, rögzített szerelésű végáramkörök.

Működése digitális jelfeldolgozáson alapul: intelligens áramjelalak-kiértékeléssel megkülönbözteti a veszélyes ívzárlatot az ártalmatlan üzemi ívektől (a fúrógép szénkeféinek szikrázása, kapcsolóívek).

Hol ajánlott? – a 421.7. szakasz

Ez a fejezet legfontosabb szabványi idézete az AFDD-ről [MSZ HD 60364-4-42, 421.7.]:

„Ajánlatos speciális védőintézkedéseket hozni a végáramkörökben kialakuló átívelések hatásai ellen: – hálóhellyel bíró épületekben; – a feldolgozandó vagy tárolt anyagok miatt tűz kockázatának kitett helyiségekben, azaz a BE2 feltételű helyiségekben (pl. istállók, fatelepek, éghető anyagokat tároló raktárak); – éghető épületszerkezeti anyagú helyiségekben, azaz a CA2 feltételű helyiségekben (pl. faházak); – a tűz továbbterjedését segítő épületszerkezetekben, azaz a CB2 feltételű helyiségekben; – pótolhatatlan javakat tartalmazó helyiségekben. Váltakozó áramú áramkörökben az IEC 62606 szerinti átívelésérzékelő eszközök (AFDD) alkalmazása teljesíti a fenti ajánlást. Alkalmazása esetén az átívelésérzékelő eszközt a védendő áramkör táppontján kell beépíteni. … Az átívelésérzékelő eszköz használata nem mentesít az e szabvány egyéb szakaszaiban szereplő egy vagy több intézkedés alkalmazása alól. 3. MEGJEGYZÉS: A nemzeti bizottságok dönthetnek arról, hogy az átívelésérzékelő eszköz alkalmazása követelmény vagy csak ajánlatos legyen a nemzeti szabványukban.”

35.11 A védelmi eszközök összehangolása a lakossági elosztóban

Most rakjuk össze a 34. és a 35. fejezet anyagát. Egy lakossági elosztóban négyféle veszély ellen kell védekezni, és mindegyikre más készülék való:

Az RCD nem véd túláram ellen.
A kismegszakító nem véd áramütés ellen.
Az AFDD nem véd sem az egyik, sem a másik ellen.
A védővezető egyiket sem helyettesíti.

A méretezés menete – a teljes lépéssor

1. I_B MEGHATÁROZÁSA
   egyfázison:   I_B = P / (U x cos fi)
   háromfázison: I_B = P / (gyök3 x U x cos fi)
2. KERESZTMETSZET FELVÉTELE és I_Z SZÁMÍTÁSA
   I_Z = I_Z,táblázati x k1 x k2
   (terhelt vezetők száma + szerelési mód szerinti
   táblázatból, majd hőmérséklet- és
   csoportosítás-korrekcióval)
3. I_n MEGVÁLASZTÁSA
   I_B <= I_n <= I_Z
4. KARAKTERISZTIKA (B / C / D)
   a bekapcsolási áramlökés alapján
5. MEGSZAKÍTÓKÉPESSÉG (I_cn) ELLENŐRZÉSE
   a várható zárlati áramra
6. KIKAPCSOLÁSI IDŐ (hibavédelem)
   Z_s x I_a <= U_0, ahol I_a a mágneses sáv
   FELSŐ határa (32. fejezet)
7. ZÁRLATI HŐHATÁS
   I^2 x t <= k^2 x S^2
8. SZELEKTIVITÁS ellenőrzése a felette lévő
   készülékkel (gyártói táblázatból)

Kidolgozott mintapéldák

35.1. mintapélda – Kismegszakító kiválasztása vezeték-terhelhetőség alapján

Egy konyhai kisgép-áramkört tervezel. A számításba vett tartós terhelés 3500 W, tisztán ohmos (cos φ = 1), egyfázisú, 230 V.

A tervezett kivitel: 2,5 mm² réz, PVC szigetelés, falba süllyesztett védőcsőben (B1 szerelési mód). A szerelőaknában három áramkör fut kötegelve, és a nyári csúcsban a környezeti hőmérséklet eléri a 40 °C-ot.

a) Mekkora az üzemi áram (I_B)? b) Mekkora a vezeték tényleges terhelhetősége (I_Z)? c) Megfelel-e a 2,5 mm²? d) Ha nem, mi a megoldás? Ellenőrizd mindkét feltételt!

Megoldás.

a) Az üzemi áram

I_B  =  P / (U x cos fi)  =  3500 / (230 x 1)
     =  15,22 A

b) A vezeték terhelhetősége

1. lépés – a táblázat kiválasztása. Egyfázisú áramkör → 2 terhelt vezető (L és N) → a B.52.2 táblázat. Szerelési mód: B1.

2,5 mm2, PVC, réz, 2 terhelt vezető, B1 mód:
   I_Z,táblázati  =  24 A

2. lépés – a korrekciós tényezők.

k1 (40 °C, PVC)             =  0,87   [B.52.14]
k2 (3 áramkör kötegelve)    =  0,70   [B.52.17]
I_Z = 24 x 0,87 x 0,70  =  14,62 A

c) Az értékelés

I_B  =  15,22 A
I_Z  =  14,62 A
15,22  >  14,62   ->  NEM FELEL MEG

A vezeték már az üzemi terhelést sem bírja el, nemhogy védhető lenne. Figyeld meg, milyen sokat számított a két korrekció: a 24 A-es táblázati értékből 14,62 A lett – a 61 %-a.

d) A megoldás: nagyobb keresztmetszet

Próbáljuk a 4 mm²-t:

4 mm2, PVC, réz, 2 terhelt vezető, B1:
   I_Z,táblázati  =  32 A
I_Z = 32 x 0,87 x 0,70  =  19,49 A

1. feltétel – I_B ≤ I_n ≤ I_Z:

15,22 <= I_n <= 19,49
A szabványos sorból:  I_n = 16 A
15,22 <= 16 <= 19,49   ->  TELJESÜL
(a 20 A már nem férne bele: 20 > 19,49)

2. feltétel – I₂ ≤ 1,45 · I_Z:

kismegszakítónál I_2 = 1,45 x I_n = 1,45 x 16
                     = 23,2 A
1,45 x I_Z = 1,45 x 19,49 = 28,26 A
23,2 <= 28,26   ->  TELJESÜL

Karakterisztika: konyhai kisgépek (mikró, mosogatógép) kapcsolóüzemű tápegységgel és motorral – C karakterisztika indokolt.

Válasz: a) 15,22 A · b) 2,5 mm²-nél 14,62 A · c) nem felel meg · d) 4 mm² vezeték C 16 A kismegszakítóval; mindkét feltétel teljesül.

35.2. mintapélda – Világítási áramkör méretezése

Egy irodahelyiség világítási körén 12 darab LED-lámpatest van, egyenként 18 W. Egyfázisú, 230 V. A kivitel: 1,5 mm² réz, PVC, B1 mód, a kör magában fut, 30 °C-on.

a) Mekkora az I_B és az I_Z? b) Milyen kismegszakító választható? c) B vagy C karakterisztika? d) Mit mond a hazai ökölszabály, és összhangban van-e a szabvánnyal?

Megoldás.

a) I_B és I_Z

P  =  12 x 18 W  =  216 W
I_B  =  216 / 230  =  0,94 A
1,5 mm2, PVC, réz, 2 terhelt vezető, B1:
   I_Z,táblázati  =  17,5 A
k1 = 1,00 (30 °C) ;  k2 = 1,00 (egy kör)
I_Z  =  17,5 A

b) A kismegszakító

0,94 <= I_n <= 17,5

Elvileg 2 A-től 16 A-ig bármi belefér. A gyakorlati választás: 10 A – egyrészt mert ez a szokásos világítási méret, másrészt mert a kisebb I_n kisebb I_a-t jelent, tehát nagyobb hurokimpedancia engedhető meg (fontos hosszú áramköröknél).

c) A karakterisztika

Itt van a fogás. Az I_B mindössze 0,94 A – de a LED-meghajtók bekapcsolási áramlökése jelentős, és 12 meghajtó egyszerre kapcsol be.

B10 esetén a mágneses kioldás sávja:
   3 x 10 = 30 A ... 5 x 10 = 50 A
Ha a 12 LED-meghajtó együttes bekapcsolási
   áramlökése ezt meghaladja, a megszakító
   BEKAPCSOLÁSKOR old -> C karakterisztika kell.

A jegyzet ajánlása: LED-csoportoknál C karakterisztika, mert a meghajtók kapcsolóüzeműek. A konkrét áramlökés a meghajtó adatlapjáról olvasható ki – a jegyzet nem ad számértéket rá, mert az típusfüggő.

d) A hazai ökölszabály

A Magyar Elektrotechnikai Egyesület ajánlása: 1,5 mm² Cu → legfeljebb C 13 A, javasolt C 10 A.

Ellenőrizzük a szabvány ellen, a kedvezőtlenebb esetre (3 terhelt vezető, B1):

1,5 mm2, 3 terhelt vezető, B1:  I_Z = 15,5 A
In = 16 A?   16 > 15,5   ->  NEM felel meg
In = 13 A?   13 <= 15,5  ->  megfelel
In = 10 A?   10 <= 15,5  ->  megfelel, tartalékkal

Az ökölszabály tehát a szabvány szerinti legkedvezőtlenebb esetre nézve helytálló – és most már azt is érted, honnan jön: a 3 terhelt vezetős, B1 szerelési módú kivitelnél a 16 A-es kismegszakító nem használható 1,5 mm²-en (I_Z = 15,5 A). Ez nem azt jelenti, hogy a szabvány minden esetben tiltja a 16 A-t 1,5 mm²-en – a jelen példa 2 terhelt vezetős kivitelénél (a) rész, I_Z = 17,5 A) a 16 A éppen megfelelne (16 ≤ 17,5). Az ökölszabály konzervatív: a legrosszabb gyakori esetre méretez, hogy ne kelljen esetenként mérlegelni a terhelt vezetők számát.

Válasz: a) I_B = 0,94 A, I_Z = 17,5 A · b) 10 A a gyakorlati választás · c) C, a LED-meghajtók bekapcsolási áramlökése miatt · d) az ökölszabály a legkedvezőtlenebb szerelési esetre nézve levezethető a szabványból, de nem általános tiltás.

35.3. mintapélda – Zárlati hőhatás ellenőrzése (I²t ≤ k²S²)

Egy 2,5 mm² réz, PVC szigetelésű végáramkörön a számított zárlati áram 800 A. A védelem a zárlatot 0,1 s alatt megszakítja.

a) Ellenőrizd a zárlati hőhatást! b) Mennyi idő alatt kellene megszakítani, hogy még éppen megfeleljen? c) Mekkora keresztmetszet kellene, ha a védelem csak 0,4 s alatt oldana? d) Mi változna XLPE szigetelésnél?

Megoldás. A feltétel:

I² · t ≤ k² · S²

a) Az ellenőrzés

k (réz, PVC, S <= 300 mm2)  =  115   [2. táblázat]
k^2 x S^2  =  115^2 x 2,5^2
           =  13 225 x 6,25
           =  82 656 A^2s
I^2 x t  =  800^2 x 0,1  =  640 000 x 0,1
         =  64 000 A^2s
64 000  <=  82 656   ->  MEGFELEL

A tartalék: 64 000 / 82 656 = 77 % kihasználtság.

b) A megengedett leghosszabb idő

t  <=  (k x S)^2 / I^2  =  82 656 / 640 000
   =  0,129 s

Tehát 0,129 s-ig még megfelelne; a 0,1 s bőven belefér.

c) Ha a védelem 0,4 s alatt oldana

S  >=  (I x gyök t) / k  =  (800 x gyök 0,4) / 115
   =  (800 x 0,6325) / 115
   =  505,96 / 115  =  4,40 mm2

A legközelebbi nagyobb szabványos érték: 6 mm².

d) XLPE szigetelésnél

k (réz, XLPE)  =  143   [2. táblázat]
k^2 x S^2  =  143^2 x 2,5^2  =  20 449 x 6,25
           =  127 806 A^2s
64 000  <=  127 806   ->  MEGFELEL, nagy tartalékkal

A kihasználtság csak 50 %. Miért? Mert az XLPE 90 °C-ról indul és 250 °C-ig bírja, a PVC pedig 70 °C-ról 160 °C-ig – nagyobb a megengedett hőmérséklet-emelkedés, tehát több energiát elvisel.

Válasz: a) megfelel (64 000 ≤ 82 656 A²s) · b) legfeljebb 0,129 s · c) 6 mm² · d) XLPE-nél 127 806 A²s a korlát, tehát jóval nagyobb a tartalék.

35.4. mintapélda – Szelektivitás vizsgálata két eszközre

a) A fő kismegszakító B 40 A, a végáramköré B 16 A. Szelektív-e az elrendezés I_k = 92 A és I_k = 287 A zárlati áramnál? b) A mérőhelyen gG 63 A olvadóbiztosító van, a lakáselosztóban B 16 A kismegszakító. Szelektív-e a párosítás túlterhelési tartományban?

Megoldás.

a) Két kismegszakító

Először a mágneses sávok (B jelleg: 3–5 · I_n):

B 16:  3 x 16 = 48 A  ...  5 x 16 =  80 A
B 40:  3 x 40 = 120 A ...  5 x 40 = 200 A

(i) I_k = 92 A (ez Z_s = 230/92 = 2,5 Ω-nak felel meg):

B 16:  92 > 80 A   ->  a mágneses sáv FÖLÖTT
       -> azonnal old (< 0,1 s)
B 40:  92 < 120 A  ->  a mágneses sáv ALATT
       -> mágnesesen NEM old
       (termikusan 92/40 = 2,3 x I_n-nél
        percek nagyságrendjében)

Teljes szelektivitás ezen az áramon. ✔

(ii) I_k = 287 A (Z_s = 0,8 Ω):

B 16:  287 > 80 A   ->  azonnal old
B 40:  287 > 200 A  ->  szintén azonnal old

Nincs szelektivitás – mindkettő old. Ez részleges szelektivitás: a határ valahol 120 A és 200 A között van.

Tanulság: kismegszakító-párosításnál a szelektivitás a zárlati áram nagyságától függ. A betáplálás közelében (nagy I_k) általában nincs szelektivitás; a hosszú végáramkörök végén (kis I_k) van.

b) Olvadóbiztosító és kismegszakító

Áramarány:  63 / 16  =  3,94   >=  1,6   ->  OK

Nézzük meg a túlterhelési tartományt számokkal:

A B 16 kismegszakító biztosan kiold:
   I_2 = 1,45 x 16  =  23,2 A
A gG 63 A betét határáram-tartománya:
   1,25 x 63  =  78,75 A  (még nem olvad)
   1,60 x 63  = 100,8 A   (már biztosan olvad)
23,2 A  <<  78,75 A

A kismegszakító tehát jóval előbb old, mint ahogy a biztosító egyáltalán melegedni kezdene.

Túlterhelési tartományban teljes szelektivitás. ✔

Zárlatkor a Joule-integrálokat kell összevetni; a határ a gyártói görbékből olvasható ki.

Válasz: a) 92 A-nél teljes szelektivitás, 287 A-nél nincs – a határ 120 és 200 A között, a pontos érték gyártói adat · b) túlterhelési tartományban teljes szelektivitás (23,2 A ≪ 78,75 A).

35.5. mintapélda – Hurokimpedancia és a kikapcsolási idő: miért nem szabad D-t tenni C helyett?

Egy TN-S rendszerű műhelyben egy gépet tápláló végáramkörön a mért hurokimpedancia Z_s = 1,20 Ω, U₀ = 230 V. A gép bekapcsolási áramlökése miatt felmerül, hogy a C 16 A helyett D 16 A kismegszakítót tegyenek be.

a) Megfelel-e a hibavédelem C 16 A-rel? b) És D 16 A-rel? c) Mekkora hurokimpedancia kellene a D 16 A-hez? d) Mit javasolsz?

Megoldás. A hibavédelmi feltétel (32. fejezet): Z_s · I_a ≤ U₀, ahol I_a a mágneses sáv felső határa. A szigorú feltétel mellett a 32. fejezetben tárgyalt 2/3-os biztonsági tartalékot is ellenőrizzük, mert egy mérési jegyzőkönyvben ehhez viszonyítunk, nem a puszta szigorú feltételhez.

a) C 16 A

I_a  =  10 x 16  =  160 A
Z_s,max  =  230 / 160  =  1,4375 ohm
1,20  <=  1,4375   ->  a SZIGORÚ feltétel MEGFELEL, de kicsi tartalékkal (83% kihasználtság)

2/3-os kritérium:
Z_s,2/3  =  (2/3) x 1,4375  =  0,9583 ohm
1,20  >  0,9583   ->  a 2/3-os biztonsági tartalék NEM TELJESÜL

A C 16 A tehát már önmagában is problémás: a szigorú szabványi feltételt épphogy teljesíti, de a gyakorlatban alkalmazott 2/3-os tartalékot nem – ez önmagában indokolná a hurokimpedancia csökkentését, még a D-kérdés felmerülése előtt.

b) D 16 A (a 60898 szerinti 20 · I_n sávval)

I_a  =  20 x 16  =  320 A
Z_s,max  =  230 / 320  =  0,71875 ohm
1,20  >  0,71875   ->  NEM FELEL MEG

c) A szükséges hurokimpedancia

A D 16 A-hez 0,72 Ω alá kellene vinni a hurokimpedanciát – ez a meglévő 1,20 Ω 60 %-a. A 2/3-os tartalékkal együtt már a C 16 A-hoz is 0,96 Ω alá kellene menni – ez a meglévő 1,20 Ω 80 %-a. Mindkét esetben gyakorlatilag jóval nagyobb keresztmetszetű vagy rövidebb vezetéket jelentene.

d) A javaslat

NEM a D karakterisztika a megoldás - sőt, a C 16 A
hurokimpedanciája is a 2/3-os tartalék alatt van már.
Lehetőségek sorrendben:
1. CSÖKKENTENI kell a hurokimpedanciát a C 16 A
   mellett is (nagyobb keresztmetszet vagy rövidebb
   vezeték), hogy a 2/3-os tartalék is teljesüljön.
2. Ha a gép bekapcsolási áramlökése miatt merült fel
   a D igénye: előbb ellenőrizni kell, hogy a C sáv
   (80-160 A) valóban nem elegendő-e.
3. ÁRAM-VÉDŐKAPCSOLÓ beépítése: 30 mA-nél a
   hurokimpedancia-feltétel gyakorlatilag
   mindig teljesül (34. fejezet).
4. Utolsó lehetőségként: kiegészítő védő
   egyenpotenciálú összekötés (33. fejezet).

Válasz: a) a szigorú feltételnek megfelel, de a 2/3-os tartalékot NEM · b) nem felel meg · c) D-hez 0,72 Ω, a 2/3-os tartalékkal C-hez is 0,96 Ω kellene · d) csökkenteni kell a hurokimpedanciát a C 16 A mellett is – a D karakterisztika semmiképpen sem megoldás.

35.6. mintapélda – Olvadóbiztosító és kismegszakító ugyanarra a feladatra

Egy áramkört 4 mm² réz, PVC, B1 szerelési mód, 2 terhelt vezető, 30 °C, egy kör önmagában kivitellel szerelsz. Így I_Z = 32 A.

a) Mekkora kismegszakító választható? b) Mekkora gG olvadóbiztosító? c) Miért más a kettő? Vezesd le az arányt! d) Hogyan viszonyul a két készülék zárlatvédelme?

Megoldás.

a) Kismegszakító

1. feltétel:  I_n <= I_Z = 32 A
   ->  I_n = 32 A választható
2. feltétel:  I_2 = 1,45 x 32 = 46,4 A
   1,45 x I_Z = 1,45 x 32 = 46,4 A
   46,4 <= 46,4   ->  éppen TELJESÜL

A kismegszakítónál a 2. feltétel automatikusan teljesül, mert I₂ = 1,45 · I_n, és I_n ≤ I_Z.

b) gG olvadóbiztosító

Itt az I₂ nem 1,45 · I_n, hanem az egyezményes olvasztóáram: 1,6 · I_n.

2. feltétel:  I_2 <= 1,45 x I_Z
   1,6 x I_n  <=  1,45 x 32  =  46,4
   I_n  <=  46,4 / 1,6  =  29,0 A
A szabványos sorból:  I_n = 25 A

Ugyanarra a vezetékre tehát 32 A-es kismegszakító, de csak 25 A-es gG biztosító tehető.

c) Az arány levezetése

kismegszakító:   I_2 = 1,45 x I_n
gG biztosító:    I_2 = 1,60 x I_n
arány:  1,60 / 1,45  =  1,103

Ez a magyarázata annak a gyakorlati szabálynak, hogy a biztosítót kb. 10 %-kal kisebbre kell választani, mint a kismegszakítót – és ezt most magából a termékszabványból vezetted le, nem ökölszabályból.

d) A zárlatvédelem összehasonlítása

Megszakítóképesség:
   gG biztosító (D-rendszerű):  50 kA
   B 32 kismegszakító:           6 kA
Áramkorlátozás:
   a biztosító a zárlati áram CSÚCSA ELŐTT
   kiolvad (10-50 ms alatt)
   -> jóval kisebb átengedett I^2t energia

A biztosító tehát zárlatvédelemben jobb, a kismegszakító viszont visszakapcsolható, háromfázisnál együtt bont, és nem lehet „megdrótozni”.

Válasz: a) 32 A kismegszakító · b) 25 A gG biztosító · c) az arány 1,6 / 1,45 ≈ 1,10 · d) a biztosító megszakítóképessége és áramkorlátozása jobb, a kismegszakító kezelhetősége és biztonsága jobb.

Gyakorlatok

Összefoglalás

Ellenőrző kérdések

1. Mi a túláram meghatározása? Milyen két fajtája van?
2. Négy szempont szerint hasonlítsd össze a túlterhelést és a zárlatot!
3. Melyik készülékrész véd a túlterhelés, és melyik a zárlat ellen?
4. Mi a bekapcsolási áramlökés, és miért nem hiba?
5. Miért ez a karakterisztika-választás fő szempontja?
6. Sorold fel a kismegszakító négy fő szerkezeti elemét!
7. Hogyan működik a bimetál kioldó? Mitől fordítottan időfüggő a görbe?
8. Mi a szabadkioldó zárszerkezet szerepe?
9. Igaz-e, hogy a bimetál mindhárom karakterisztikában azonos? Mi következik ebből?
10. Mekkora az I₁ és az I₂? Mit jelentenek?
11. Mennyi az egyezményes idő 63 A alatt és fölött?
12. Miért téves a „10 órás egyezményes idő” adat a háztartási kismegszakítókra?
13. Mennyi az egyezményes nem-kioldási és kioldási áram a K és Z karakterisztikánál?
14. Miért „lomhább” a háromsarkú kismegszakító, ha csak egy fázisa van terhelve?
15. Mi a szabványi alapja a „zsúfolt szekrényben le kell értékelni” szabálynak?
16. Mennyi a referencia-hőmérséklet B/C/D karakterisztikánál?
17. Add meg a B, C és D karakterisztika mágneses sávját!
18. Miért van kettősség a D karakterisztikánál? Melyik szabvány mit mond?
19. Miért nem használható a „10–50 · I_n” érték?
20. Melyik karakterisztikát hová választod? Négy esetet adj!
21. Miért nem szabad „biztonságból” C helyett D-t tenni?
22. Mi a különbség az I_cn, az I_cu és az I_cs között?
23. Mi a gyakorlati következménye annak, hogy az I_cu után a készülék már nem feltétlenül üzemképes?
24. Mennyi a lakossági minimum megszakítóképesség?
25. Mit fejez ki az energiakorlátozási osztály? Melyik a piaci szabvány?
26. Miért nem közli a jegyzet a 2. osztály megszűnését tényként?
27. Hogyan működik az olvadóbiztosító? Mi a szerepe a kvarchomoknak?
28. Mit jelent az áramkorlátozás, és miért ez a biztosító fő előnye?
29. Fejtsd meg a kétbetűs jelölést! Mit jelent a g, az a, a G és az M?
30. Mi a gG és mi az aM rendeltetése?
31. Miért nem szabad aM betétet vezetékvédelemre használni? Mi kell mellé?
32. Melyik szabványhely különíti el a gG-t és az aM-et?
33. Mit jelent a gL jelölés?
34. Sorold fel az olvadóbiztosítók négy szerkezeti kivitelét!
35. Mit jelent a Diazed név három része? Mi a jelentősége az átmérőrendszernek?
36. Miért nem közli a jegyzet a betétek színkódját?
37. Hasonlítsd össze az olvadóbiztosítót és a kismegszakítót öt szempont szerint!
38. Írd fel a vezetékvédelem két túlterhelési feltételét!
39. Magyarázd meg az I_B, I_n, I_Z és I₂ jelölést!
40. Mit mond a szabvány az I₂ értékénél kisebb, hosszan fennálló túláramokról?
41. Hogyan határozod meg az I_Z-t? Miért nem katalógusérték?
42. Mi a két kulcs a terhelhetőségi táblázat kiválasztásához?
43. Mennyi a referenciafeltétel a táblázatokhoz?
44. Miért értelmezhetetlen egy terhelhetőségi szám a szerelési mód megadása nélkül?
45. Mennyi a k₁ tényező 40 °C-on PVC-nél? És 50 °C-on?
46. Mennyi a k₂ tényező három, illetve négy kötegelt áramkörnél?
47. Miért 0,95 a fafödém alatt futó, magában lévő kábel tényezője?
48. Teljesül-e automatikusan a második feltétel kismegszakítónál? És gG betétnél?
49. Vezesd le, miért kell a biztosítóból kisebbet választani!
50. Miért nem közli a jegyzet a brit k₃ leértékelő tényezőket?
51. Mennyi a legkisebb keresztmetszet rögzített erősáramú körben rézre és alumíniumra?
52. Mennyi a PVC és az XLPE legnagyobb üzemi hőmérséklete?
53. Írd fel a zárlati hőhatás feltételét mindhárom alakban!
54. Mit jelent az „adiabatikus”, és miért az a zárlat?
55. Mennyi a k réz-PVC, réz-XLPE, alumínium-PVC és alumínium-XLPE esetén?
56. Mire NEM használhatók a 2. táblázat k-értékei? Hol vannak a védővezetőé?
57. Mit ír elő a szabvány a 0,1 s-nál gyorsabb és az áramkorlátozó készülékekre?
58. Igaz-e, hogy a zárlatvédelmi eszköz névleges árama nagyobb lehet a vezeték megengedett áramánál?
59. Írd fel a zárlati áram egyszerűsített becslését!
60. Mi a c feszültségtényező? Mennyi a magyar hálózatra, és miért?
61. Mikor használod a c_max-ot és mikor a c_min-t?
62. Miért nem tanítja a jegyzet a teljes 60909-es módszertant?
63. Mi a szelektivitás meghatározása? Mi a teljes és a részleges szelektivitás?
64. Mi a feltétel két olvadóbiztosító között?
65. Mitől függ a szelektivitás két kismegszakító között?
66. Ad-e a szabvány számszerű szelektivitási szabályt? Hova utal?
67. Mi a kaszkádolás lényege? Melyik szabványhely engedi meg?
68. Sorolj fel három figyelmeztetést a kaszkádoláshoz!
69. Miért mondjuk, hogy a szelektivitás és a kaszkádolás egymásnak ellentmondó cél?
70. Miért nem használja a jegyzet szabványi terminusként a „kaszkádolás” szót?
71. Mi a soros és mi a párhuzamos ívhiba?
72. Miért nem érzékeli a kismegszakító a soros ívhibát?
73. Miért nem érzékeli az RCD sem?
74. Melyik ívhibát fogja meg az RCD?
75. Mi az ívhiba leggyakoribb oka? Mit tehetsz ellene szereléskor?
76. Melyik az AFDD termékszabványa? Milyen alkalmazási feltételekkel?
77. Sorold fel az öt helyszínt, ahol a 421.7. szakasz ajánlja az AFDD-t!
78. Kötelező-e Magyarországon az AFDD? Honnan tudod?
79. Hol kell beépíteni az AFDD-t, és ki mondja ki ezt?
80. Sorold fel a méretezés nyolc lépését! Miért nem cserélhető fel a sorrend?

Tudáspróba

1. Mi a különbség a túlterhelés és a zárlat között?

a) a túlterhelés nagyobb áramot jelent, mint a zárlat b) a túlterhelésnél az áramkör ép, a zárlatnál hibás c) a túlterhelés csak háromfázisú, a zárlat csak egyfázisú hálózatban fordul elő d) a túlterhelést a mágneses, a zárlatot a termikus kioldó védi

2. Melyik állítás igaz a kismegszakító bimetál kioldójára?

a) csak a D karakterisztikájú, ipari kivitelű készülékekben található meg b) kizárólag a zárlat elleni védelmet látja el, a túlterhelés ellen nem c) mindhárom karakterisztikában (B, C és D is) azonos módon működik d) 0,1 másodpercnél lényegesen rövidebb idő alatt old ki minden esetben

3. Mekkora a C karakterisztika mágneses kioldási sávja?

a) 5–10 · I_n b) 3–5 · I_n c) 10–20 · I_n d) 2–3 · I_n

4. Mennyi az egyezményes kioldási áram (I₂) az MSZ EN 60898 szerint?

a) 1,45 · I_n b) 1,13 · I_n c) 1,60 · I_n d) 2,55 · I_n

5. Miért nem szabad aM betétet vezetékvédelemre használni?

a) mert a megszakítóképessége jelentősen kisebb, mint a hasonló méretű gG betété b) mert szerkezetileg nem illeszthető a szabványos D-rendszerű (Diazed) aljzatba c) mert részleges tartományú: a névleges áram 1,5–4-szeres tartományában nem old d) mert kizárólag egyenáramú áramkörökben alkalmazható, váltakozó áramúban nem

6. Írd fel helyesen a vezetékvédelem első feltételét!

a) I_Z ≤ I_n ≤ I_B b) I_B ≤ I_n ≤ I_Z c) I_n ≤ I_B ≤ I_Z d) I_B ≤ I_Z ≤ I_n

7. Hogyan kell meghatározni az I_Z-t?

a) a gyártói katalógusból, kizárólag a vezető keresztmetszete alapján olvasható ki b) egyszerűen a névleges áram 1,45-szöröseként számítható ki minden esetben c) a táblázati értékből, a hőmérséklet- és a csoportosítási tényezővel szorozva d) a zárlati áram és a mért hurokimpedancia hányadosaként határozható meg

8. Teljesül-e automatikusan a második feltétel (I₂ ≤ 1,45 · I_Z)?

a) kismegszakítónál igen, gG olvadóbiztosítónál nem b) igen, mindkét típusú védelmi készüléknél automatikusan teljesül c) nem, egyik gyakran használt védelmi készüléknél sem teljesül d) csak akkor, ha a vezeték kifejezetten XLPE szigetelésű és rézből készült

9. Mennyi a k tényező réz vezető, PVC szigetelés esetén?

a) 76 b) 115 c) 143 d) 94

10. Mennyi a c_min feszültségtényező a magyar 400/230 V-os hálózatra?

a) 1,05 b) 1,10 c) 0,90 d) 0,95

11. Ad-e a telepítési szabvány számszerű szelektivitási szabályt két kismegszakítóra?

a) igen, de csak a termikus tartomány felső határáig érvényes ez a szabály b) igen, az 1:1,5-ös áramarányt írja elő valamennyi kismegszakítóra c) igen, az 1:2-es áramarányt írja elő minden esetben kötelezően d) nem, a gyártói műszaki adatokhoz utal

12. Kötelező-e Magyarországon az ívhiba-érzékelő eszköz (AFDD) alkalmazása?

a) igen, kötelező minden új lakóépület valamennyi hálószobájában és nappalijában b) igen, kötelező minden faszerkezetű vagy fa tetőszerkezetű épület egészében c) igen, kötelező minden BE2 tűzveszélyességi feltételű helyiségben és épületben d) nem, a szabvány csak „ajánlatos”-t ír, nemzeti eltérés nélkül

Források

Amit a jegyzet szándékosan nem állít tényként vagy nem közöl

A fejezet nem közli a Diazed és a Neozed betétek névleges áram szerinti színkódját. A jegyzet forrásanyagában egyetlen ellenőrzött forrás sem tartalmazta; a színkód gyártói katalógusból ellenőrizhető. Ugyanígy nem tárgyalja a hazai „gyors” és „lassú” szóhasználat viszonyát a régi „T” és „F” jelöléshez – ez sem volt igazolható. A jegyzet a szabványos gG – aM – gR/aR felosztást használja.

A fejezet nem közli tényként, hogy a 2. energiakorlátozási osztály megszűnt a 2020-as szabványkiadásban. Ez az állítás egyetlen, alacsony megbízhatóságú forrásból származik.

A fejezet nem ad számszerű szelektivitási ökölszabályt két kismegszakítóra (az „1:1,5” vagy „1:2” arányt). Az MSZ HD 60364-4-43:2024 nem tartalmaz ilyen szabályt, hanem kifejezetten a gyártói műszaki adatokhoz utal [MSZ HD 60364-4-43:2024, 431.6.3.1., megjegyzés]. A 35.4. mintapélda ezért a mágneses sávokból vezeti le a viselkedést, és kimondja, hogy a pontos határáram gyártói adat.

A „kaszkádolás” szó nem szabványi terminus: a magyar szabványszöveg nem használ külön szakkifejezést erre, csak körülírja a jelenséget. A jegyzet a nemzetközi gyakorlatban bevett szót használja, és ezt jelzi.

A fejezet nem közli a brit leértékelő tényezőket (k₃ = 1,31 / 1,10 a gG betétekre; 0,725 a félig zárt biztosítóra; 0,9 a földben fektetett kábelre). Az MSZ HD 60364-4-43:2024 ezeket sem tartalmazza, és a magyar szabványban nemzeti eltérés sincs. Az 1,6 / 1,45 ≈ 1,10 arány viszont magukból a termékszabványokból levezethető, és a jegyzet így közli.

A 2. táblázat k-értékei kizárólag a fázis- vagy pólusvezetőkre érvényesek (MSZ HD 60364-4-43:2024). A védővezetőre vonatkozó k-értékek az MSZ HD 60364-5-54 A mellékletében vannak (A54.2–A54.6. táblázat), és a jegyzet forrásanyagában nem álltak rendelkezésre – ezért a 32. fejezet nem közölt adiabatikus számpéldát a védővezetőre, és ez a fejezet is csak fázisvezetőre számol.

A fejezet nem tanítja a teljes MSZ EN 60909-0 módszertant (szimmetrikus összetevők, impedanciakorrekciós tényezők). Ez az erősáramú technikus szintje; a jegyzet a hurokimpedancia-alapú egyszerűsített módszert tanítja, és a c feszültségtényezőt közli a szabványból, hogy látszódjon a mögöttes háttér.

A LED-meghajtók bekapcsolási áramlökésére a jegyzet nem ad számértéket (35.2. mintapélda) – az típusfüggő, és a meghajtó adatlapjáról olvasható ki. A jegyzet csak a jelenséget és annak következményét (C karakterisztika indokoltsága) közli.

A 35.1., 35.2. és 35.6. mintapélda terhelési adatai feladatadatok; a terhelhetőségi és korrekciós értékek viszont a szabvány táblázataiból valók, a terhelt vezetők számának és a szerelési módnak a feltüntetésével.