Milyen áram-védőkapcsolót vagy ÉV relét vegyek?

Az elmúlt években drasztikusan nőtt az energiaigényünk, így az életünk átalakulása ezen a területen mára folyamatosnak mondható. Az otthonokban gombamód szaporodnak a különböző elven működő modern fogyasztók, a napelemes rendszerek, valamint az elektromos járművek, melyek mind közös hálózatra csatlakoznak, így érdemes foglalkozni ezen nagyértékű és érzékeny fogyasztók, valamint az emberi élet védelmével egyaránt. Az erre a célra tervezett áram-védőkapcsolók is hatalmas fejlődésen mentek keresztül. Szerencsére használatukat, alkalmazásukat nem nekünk kell kitalálni, azokat nemzetközi szabványok szabályozzák. Persze a legtöbb lakossági fogyasztónak nem kell értenie, hogyan működnek pontosan, de ezeket az eszközöket is – mint általában minden, a villanyóra után installált elektronikus készüléket – többnyire laikusok használják, így érdemes valamennyire megismerkedni velük. Szerencsére az MSZ HD 60364-7-722:2016 szabvány pontosan megmondja, hogy hol, mikor, milyen típusok használata ajánlott. De vajon mire jók ezek a készülékek és mire nem? Mennyire fontos részei az otthoni villamos hálózatnak? Milyen biztonsági szerepet töltenek be, és mire kell figyelni a kiválasztásukkor?

Mi az az áram-védőkapcsoló?

Az áram-védőkapcsoló egy egyszerűsített magyar megnevezés, amely az eszköz funkciójára utal. Nem, az áram-védőkapcsoló nem az áramot védi! A szabvány szerinti angol megnevezése szerint (RCCB – residual current operated circuit-breaker without integral overcurrent protection) az áramvédő tulajdonképpen szivárgóáram által működésbe hozott áramköri megszakító, amely nem rendelkezik túláramvédelmi funkcióval. Hogy ez pontosan mit jelent, azt később tisztázzuk, de a lényeg, hogy a hétköznapi nyelvben hívják még ÁVK-nak, szivárgóáram-védelemnek, FI relének, érintésvédelmi relének, de ÉV relének és életvédelmi relének is emlegetik néha. A különböző katalógusokban általában a szabvány szerinti elnevezést használják, így mi is az áram-védőkapcsolót, vagy annak rövidítését, az ÁVK-t használjuk.

Beszerelt kiselosztó szekrény, bal oldalon a teszt gombbal ellátott áram-védőkapcsolóval.

Hogyan ismerem fel?

Könnyen! Az áram-védőkapcsoló ugyanis nagy eséllyel az egyetlen olyan készülék az otthoni villamos hálózatban, amelyik rendelkezik teszt gombbal. Nem véletlenül, ugyanis annak fontos szerepe van a helyes működés ellenőrzésében. A teszt gombot érdemes bizonyos időközönként (jellemzően 6 havonta, de van olyan készülék, ahol sűrűbben) használni, ugyanis ezek a készülékek is bármikor meghibásodhatnak, ráadásul mindezt teljesen észrevétlenül tehetik. A gyártóknak minden áram-védőkapcsoló készülékbe kötelezően be kell építeniük a tesztfunkciót, így a gomb segítségével, egy mozdulattal meggyőződhetünk a rendeltetésszerű működésről. A tesztgomb megnyomásával mesterségesen lehet akkora megkerülő áramot létrehozni, ami kioldja az áram-védőkapcsolót. Ez azt jelenti, hogy a mögé bekötött készülékek azonnal áram nélkül fognak maradni, a billenő kar pedig lecsapódik. Ha ez történik, akkor az ÁVK tökéletesen teszi a dolgát.

Mire is való pontosan és hogyan működik?

Az áram-védőkapcsoló névleges áramértéket képes megszakítani, illetve a szivárgóáramot érzékelni és kioldási parancsot adni. Elsősorban a mögé kötött hálózati eszközöket védi, de életvédelemre is használjuk! Hibamentes áramkörben az oda- és visszafolyó áramok eredője nulla. Egyszerűbben, az áram-védőkapcsoló azt figyeli, hogy az elmenő és a visszatérő áram erőssége megegyezik, vagy sem. Ha igen, akkor nincs gond, ha viszont a két áramerősség eltér egymástól, akkor jön létre az úgynevezett váltakozó fluxus és az áramvédő belsejében lévő tekercsben feszültség indukálódik. Ha ez a feszültség elér egy bizonyos szintet, vagyis a különbözeti áram meghaladja a kioldón beállított értéket, akkor a kapcsoló a vagyon- és életvédelem érdekében a másodperc tört része alatt kiold, vagyis megszakítja az áramot. FONTOS, hogy az áramvédő kapcsoló önmagában nem képes túláramokat kezelni, ezek ellen őt is védeni kell egy megfelelő kismegszakítóval. (Mondtam, hogy erre még visszatérünk!) Tehát az áram-védőkapcsoló NEM HELYETTESÍTI a vezetékek és a készülékek túláramvédelmére kifejlesztett kismegszakítót, hiszen nem a túlterhelést és/vagy a zárlatot figyeli, hanem a szivárgó áramot. Ennek erőssége változó lehet, de életvédelmi szempontból érdemes megjegyezni, hogy az emberen nem haladhat keresztül 30 mA-t meghaladó váltakozó áram (50 Hz-en), mert az már tartósan és súlyosan veszélyeztetné az életet, így egy minimum 30 mA-en kioldó áram-védőkapcsoló már alkalmas a vagyonvédelem mellett az életvédelemre is. Léteznek ugyan ennél is érzékenyebb, akár 10 mA-en kioldó készülékek is, azonban ezek érzékenysége egy nem megfelelően megtervezett hálózatban gyakori és felesleges leoldásokhoz vezethet.

Bizonyos esetekben nem szükséges külön kismegszakítót venni. A képen egy áram-védőkapcsolós kismegszakító látható, másnéven kombi FI-relé.

Az áram-védőkapcsolók típusai

Természetesen megkülönböztetünk egy-, illetve három fázisú áram-védőkapcsolókat. A kettő között elsősorban méretbeli különbség van, de mindkét típusra igaz, hogy mind a fázis(ok)nak, mind a nulla vezetőnek keresztül kell folynia rajta. Ellenkező esetben a fent már említett különbözeti áramot a fázison/fázisokon és a nulla vezetőn nem fogja tudni mérni.

A legnagyobb, és legfontosabb különbségek viszont abból fakadnak, hogy milyen típusú szivárgóáramokat, milyen zavarvédettség mellett képesek figyelni és kezelni. Ezek közül három félét érdemes megjegyezni: egyenáram, lüktető egyenáram, váltakozó áram.

Fentiek alapján az áram-védőkapcsolókból 4 fontos alaptípust különböztethetünk meg: AC, A, F, és B típust.

AC típus

A szabványok az AC típus életvédelemre való alkalmazását számos európai országban tiltják! Ennek ellenére Magyarországon ez a legelterjedtebb típus, ami elsősorban a nagyon kedvező árának köszönhető. Az AC típus csak és kizárólag váltakozó (AC) megkerülő áramok érzékelésére képes. Ha a hibaáram egyenáramú (DC) összetevőt is tartalmaz, fennáll a veszélye annak, hogy az áram-védőkapcsolóba épített vasmag érzékenysége lecsökken, ami azt okozhatja, hogy az ÁVK a sima váltakozó hibaáramra sem fog leoldani veszély esetén. Márpedig a háztartásokban számtalan olyan fogyasztó van használatban, aminek a hibaárama egyenáramú összetevőt is tartalmazhat. Gondoljunk csak a laptopokra, mobiltelefonokra, tölthető fogkefékre és egyéb akkumulátoros készülékekre, amelyek alapvetően egyenárammal működnek. Persze senki ne menjen a Dunának, ha AC típusú áram-védőkapcsolóval rendelkezik. Lényeg, hogy legalább valamilyen védelem be van építve a háztartásába. Ugyanakkor – ha egy idő után a villamoshálózat felújítására, korszerűsítésére, bővítésére kerül sor – érdemes azt lecserélni minimum egy A típusra.

Egyfázisú áram-védőkapcsoló a legelterjedtebb AC típusból. Ennek a konkrét típusnak a névleges áramértéke 40 A, a kioldási érzékenysége pedig 30 mA. Jól látható, hogy a gyártó ennél a modellnél havi rendszerességű tesztelést ajánl a felhasználónak!

A típus

Az A típus már sokkal kifinomultabb és megbízhatóbb működést biztosít az AC típusnál. Sajnos azonban jelentős felárral bír, így ez gátolhatja az elterjedését. Az A típus minden olyan hibaáramot képes detektálni, amit az AC típus is, ugyanakkor fontos plusz, hogy az A típus már a lüktető egyenáramú, valamint a 6 mA-nél nem nagyobb tiszta egyenáramú szivárgó áramot is képes figyelni. Ez azt jelenti, hogy a hálózatban 6 mA-nél nem nagyobb DC egyenáram jelenléte mellett is megbízhatóan fog működni. Egy átlagos háztartásban ez azért lehet fontos, mert ma már csaknem az összes alapvetően egyenárammal működő elektronikus berendezés kapcsolóüzemű tápegységgel rendelkezik. A teljesség igénye nélkül ilyenek például a számítógépek, laptopok, monitorok és nyomtatók. Ezek az eszközök a működésükhöz szükséges egyenáramot az elektromos hálózatból (230V/50Hz) állítják elő, így a hálózatban megjelenhet a DC hibaáram kockázata, ami ellen érdemes védekezni.

Tipikus, háztartásokban használt kapcsolóüzemű tápegység.

Sok esetben a háztartási gépek gyártói is előírják az A típusú áram-védőkapcsoló alkalmazását. Ilyenek lehetnek a mosó- és mosogatógépek, klímaberendezések, vagy akár az indukciós főzőlapok. Példaként említendő még a dimmer alkalmazása a szabályozható fényerősségű lámpákban, valamint az igen elterjedt LED fényforrásokat meghajtó tápegységek is.

25 A-es, A típusú, egy fázisú áram-védőkapcsoló. Alig, de látszik a kék teszt gomb felett, hogy a kioldási érzékenysége 0,3 A, ami 300 mA-nek felel meg, tehát ez ÉLETVÉDELEMRE NEM ALKALMAS! A 300 mA a személyvédelemnél megengedett legfeljebb 30 mA tízszeresének megfelelő hibaáramra old csak le, vagyis elsősorban ipari célú használatra javasolt.

F típus

Ennek a típusnak az alkalmazását az egyfázisú frekvenciaváltók, más néven inverterek teszik indokolttá. Ezek segítségével fokozatmentesen változtatható meg a hálózati feszültségről táplált aszinkron (indukciós) motorok fordulatszáma. Gondoljunk csak bele hány olyan eszközünk van a háztartásban, aminek a fordulatszáma szabályozható!? Ilyenek lehetnek az egyes fúrógépek, sarokcsiszolók, porszívók, konyhai robotgépek, de ezen kívül egy rakás háztartási berendezés van felszerelve frekvenciaváltóval. A modern mosó- és mosogatógépek, klímák, keringető szivattyúk, hőszivattyúk mind frekvenciaváltót használnak. Az ilyen szerkezetek komolyabb védelmet igényelnek, mint amit az AC, vagy A típus tud nyújtani, azok ugyanis a sztenderd hálózati frekvenciára (50 Hz) lettek tervezve, így az 50/60 Hz-en keletkező hibaáramokra vannak felkészítve és ezekre is tesztelik őket. A frekvenciaváltók esetén azonban éppen a működésükből fakadóan széles tartományban változik a frekvencia, így az esetleges hibaáram is eltérhet az 50/60 Hz-től. Az F típusú ÁVK-k 1000 Hz-ig képesek érzékelni a hibaáramokat és természetesen minden olyan tulajdonsággal rendelkeznek, mint az AC és A típus! Különbség még az A típushoz képest, hogy az F típus 10 mA-ig képes detektálni a tisztán egyenáramú (DC) hibaáramokat. A F típus már egy nagyon magas személy- és vagyonvédelemmel rendelkező relé, és az alkalmazása nagy mértékben csökkenti a téves, nem kívánt kioldásokat is. Sajnos az ára is ennek megfelelően magas.

3 fázisú 63 A-es F típusú ÁVK. Jól látszik, hogy ennél a modellnél a tesztgomb síkba épített kialakítású. A kioldási érzékenység 30 mA.

B típus

A B, valamint a B+ típusú áram-védőkapcsolók nyújtják a legmagasabb szintű biztonsági- és technikai színvonalat. Az összes eddig felsorolt tulajdonsággal rendelkeznek, ugyanakkor a tiszta egyenáram (DC) hibaáramát is képesek érzékelni. Vagyis minden olyan váltakozó áramú hálózatot, ahol a tiszta DC hibaáram megjelenhet érdemes B típusú ÁVK-val védeni. Ilyenek lehetnek a szünetmentes tápegységek, napelemes rendszerek, háromfázisú frekvenciaváltók, és természetesen az elektromos autók töltőberendezései. A B és B+ típusok között mindössze az érzékelési tartományban van különbség. Mindkét típus mind az AC, mind a DC hibaáramokat nagyon széles frekvenciatartományban képes detektálni. Ez a tartomány a B típus esetén 2 kHz-ig, míg B+ típus esetén 20 kHz-ig terjed.

Itthon is kapható, egyfázisú, 40 A-es, B típusú áram-védőkapcsoló, kifejezetten elektromos autókhoz kifejlesztve, 30 mA-es kioldási érzékenységgel.

Hát én immár mit válasszak?

Mindenkinek egyéni preferencia kérdése, hogy mit részesít előnyben, de a kevert, bonyolult villamosenergia hálózatokat érdemes magas szintű védelemmel ellátni. Ha valakinek elektromos autója van, jó, ha tudja, hogy az hatalmas mennyiségű energiát tárol egyenáram formájában különösen magas feszültségen, amit – ha otthon tölt – így, vagy úgy de csatlakoztat a hagyományos, váltakozó áramú villamoshálózatára. Az emberi élet szempontjából az áram mennyisége lényegében mindegy, hiszen – ahogyan azt már említettem – akár már 30 mA-es nagyságú, 50 Hz-es váltakozó áram is lehet halálos, így az elektromosautó-töltőállomások esetében is ezt az érzékenységet kell kiválasztani. Persze nem mindegy, hogy valaki otthoni töltőberendezést, pl. wallbox-ot használ, vagy simán csak az előre felszerelt 230-as hálózati dugaljról tölti az autót annak saját EVSE-jével. Hogy ez miért fontos kérdés? Azért, mert az amúgy méregdrága B típusú ÁVK használatától eltekinthetünk abban az esetben, ha a DC szivárgóáram-védelemről a töltőállomás maga gondoskodik, például beépített védelem formájában. Amennyiben ez a helyzet, elég lehet egy A típusú áram-védőkapcsoló, valamint természetesen a hozzá tartozó kismegszakító felszerelése egy lefüggetlenített, tisztán az elektromos jármű töltésére kialakított hálóztat védelmére. A dolog ár szempontjából sem mindegy, hiszen amíg az AC típus mindössze néhány ezer forinttól, az A típus pedig 1-2 tízezertől elérhető, addig az F típus már többtízezres nagyságrendű összegbe kerül. Természetesen a B típus a legdrágább. Gyártótól függően ez közel 100.000 forintról is indulhat és akkor még csak egyfázisú ÁVK-ról beszélünk, de egy komoly, márkás, 3 fázisú magas névleges áramértékű (pl. 63A-es) kütyü akár többszázezer forintba is kerülhet. Természetesen, ha a töltőberendezés 3 fázisú – ami véleményem szerint otthonra a legtöbb esetben teljesen felesleges – akkor nincs más választásunk, ez utóbbit kell választanunk, hacsak nem lehet a töltőt 1 fázisról működtetni. Persze ebben az esetben 3 fázisú töltőt eleve felesleges vásárolni.

63 A-es, 3 fázisú, B+ típusú áram-védőkapcsoló, szintén 30 mA-es kioldási érzékenységgel.

Fontos szempont az is, hogy egyes elektromos autó típusok töltés közben néhány mA DC szivárgóáramot üzemszerűen kibocsátanak, ami nem számít hibának. Tehát, ha ilyen autónk van és rosszul választjuk meg az ÁVK-t, akkor bizony az autónk nem fog tölteni, mert az áram-védőkapcsoló állandóan leold majd.

Szerencsére Magyarországon egyre inkább elterjed az áram-védőkapcsolók alkalmazása, hiszen ez már kötelező, azonban ma még leginkább a központi betáplálási ponton alkalmazott egyetlen védelmet részesítik előnyben a háztartások. Ahogy terjednek a különböző módon működő készülékek és változnak a szokásaink, úgy kellene, hogy beépüljön a gondolkodásba az a felfogás, hogy a kritikus áramkörök dedikált ÁVK-s védelmet kapjanak. Ez azt jelenti, hogy azok az áramkörök, amelyek jobban kitettek a hibaáram lehetőségének, például háztartási területen a mosógép vagy hűtő áramkörei, esetleg az elektromos sütő áramköre, a szaunák, elektromos járművek töltőberendezései, időjárásnak kitett rendszerek, mint a kerti világítás, kültéri duguljak, a leágazásuk pontjában kapjanak külön áram-védőkapcsolót ezáltal szakaszokra osztva a villamos hálózatot. Így, ha ezeken a szakaszokon szivárgóáram lép fel, akkor a megfelelően szelektív rendszer esetében csak a szivárgóárammal sújtott áramkört lövi ki a célnak megfelelő ÁVK. Ezzel a hálózat többi részén megmarad az áram. Tehát nem kell attól tartanunk, hogyha a szakadó esőben, hibaáram keletkezik a kerti világításban, akkor nem tudunk tovább tévézni, netezni, vagy főzni a házban. Persze a villamoshálózat felújítása összességében nagy beruházás, de elmondható, hogy a modern elektromos berendezéseink, különösen az elektromos autónk kritikusan drága vagyontárgynak minősülnek és akkor még ott van az emberi élet is. Vagyis legalább az mindenképpen megfontolandó, hogy ha – akár wallboxon, akár háztartási duguljon keresztül – elektromos autót töltünk, akkor arra külön hálózatot hozzunk létre, melyet a megfelelő ÁVK és egyéb védelemmel látunk el. Ennek elmulasztása kockázatos, hiszen hiba esetén, jobb esetben a betáplálási ponton elhelyezett védelmek (ha vannak) leoldanak és „csak” szimplán nem lesz tölthető arról az áramkörről az autónk, rosszabb esetben viszont tűz üthet ki és súlyos vagyoni károk, illetve személyi sérülés is bekövetkezhet, amit nyilvánvalóan senki nem akarhat.

Szóval, ha elektromos autó vásárlásra adjuk a fejünket, akkor kalkuláljunk úgy, hogy a hagyományos autóvásárlás esetén amúgy is félretett, tehát tulajdonképpen megspórolt összeget, mit átírásra, átvizsgálásra, olajcserére, vezérlés cserére, egyéb kalkulált, vagy nem kalkulált szervizre költenénk, azt tegyük félre arra a célra, hogy a megfelelő és biztonságos „tankoló állomást” alakíthassuk ki az otthonunkban.

Zvara Szabolcs

Hiszek abban, hogy a legkisebb tettnek is lehet óriási hatása ezért villanyautót használok, amit napelemről töltök. Igyekszem a háztartást műanyagmentesíteni, a hulladékot szelektíven gyűjteni, az elhasznált dolgokat újra felhasználni és amit lehet a saját kertben megtermelni. Jó érzés tudni, hogy ez nem csak nekem számít, ezért csatlakoztam a Villanyautósok.hu csapatához.