Földelési rendszerek az otthoni elektromos biztonságért

Hétköznapi Hugó szülei, Irénke néni és János bácsi, nemrégiben nagy döntést hoztak. Nyugdíjas éveik kényelmére és hosszú távú költségmegtakarítás céljából úgy döntöttek, hogy vásárolnak egy elektromos autót. Irénke és János vidéken élnek, egy klasszikus „Kádár kockában”, amelynek elektromos rendszere az építés óta gyakorlatilag változatlan, és nem rendelkezik megfelelő földeléssel.

Hugó örömmel üdvözölte szülei döntését, de aggódni kezdett a régi ház elektromos rendszerének biztonsága miatt. Ezért amikor a szülők megkérték, hogy segítsen az autótöltő telepítésében, Hugó magával vitte jól bevált villanyszerelőjét, Pétert, aki elmagyarázta a szülőknek, miért fontos a ház elektromos felújítása és a földelés kiépítése az új járgány érkezése előtt.

Mi az a földelés, és miért fontos?

Péter elmagyarázza Irénke néninek és János bácsinak, hogy a földelés az elektromos hálózat alapvető része, amely lehetővé teszi, hogy a hibaáram a földbe távozzon, ha valamilyen probléma lép fel a hálózatban. Egy jól földelt rendszer megóvja az otthonokban lévő eszközöket és a családot is az áramütés veszélyétől.

forrás: Elecsafety

Miért különösen fontos a földelés Hugó szülei számára?

Mivel Irénke néniék háza régi, és az elektromos rendszerük még az alap földelést sem tartalmazza, az elektromos autó töltése, amely nagy áramot igényel, potenciálisan veszélyes lehet földelés nélkül. Péter arra is felhívja Hugó szüleinek figyelmét, hogy a ház vezetékei alumíniumból készültek, ami a régebbi építésű ingatlanoknál gyakori volt. Az alumínium és réz vezetékek között jelentős különbségek vannak, amelyek befolyásolják a biztonságot és az elektromos hálózat hosszú távú megbízhatóságát.

Mi a különbség az alumínium és réz vezetékek között, és miért fontos a cseréjük?

Az alumínium vezetékek annak idején jóval könnyebbek és olcsóbbak voltak, ezért gyakran alkalmazták őket, különösen a hetvenes években. Azonban az alumínium rosszabb vezetőképességgel rendelkezik, mint a réz, és az idő előrehaladtával korrodálódhat, ami csatlakozási problémákhoz vezethet. Az alumínium vezetékek emellett hajlamosak a hőingadozások miatt kitágulni és összehúzódni, ami meglazíthatja a csatlakozásokat, növelve a túlmelegedés és az elektromos tüzek kockázatát.

A réz sokkal jobb vezetőképességgel és korrózióállósággal rendelkezik, mint az alumínium, így hosszabb távon biztonságosabb és stabilabb megoldást nyújt. A réz kevésbé hajlamos a hőingadozás miatti mozgásra, ezért a csatlakozások biztonságosabbak maradnak, és az elektromos áram folytonossága is jobban biztosított a vezetéken.

Péter elmagyarázza, hogy az alumínium vezetékek különösen veszélyesek lehetnek nagyobb áramigényű eszközök, például az elektromosautó-töltők használatakor, ezért azt javasolja, hogy az elektromos rendszer felújítása során a régi alumínium vezetékeket cseréljék le réz vezetékekre. A csere nemcsak a hálózat hatékonyságát javítja, hanem a hosszú távú biztonságot is garantálja, különösen akkor, ha nagy áramot igénylő eszközöket, például autótöltőket csatlakoztatnak.

Tömör réz (balra) és alumínium (jobbra) vezetékek. | forrás: gses.com

A földelési rendszerek típusai és Magyarországon való elterjedtségük

Péter a szülők érdeklődésére részletesen elmagyarázza, hogy különböző földelési rendszerek léteznek, amelyek eltérő módon biztosítják az áram biztonságos levezetését. Magyarországon ezek a rendszerek jellemzően a lakóhely típusa és az elektromos hálózat kiépítésének kora alapján változnak.

Földelési rendszerek típusai

A földelési rendszerek típusait háromféle rövidítéssel jelölik, amelyek az angol terminológiából származnak, és a rendszer kialakítását, valamint a földelés és a nulla vezető közötti kapcsolatot jelölik.

Földelési rendszerek típusai. | forrás: Ecoflow

TT rendszer (Terra-Terra)

A TT rendszer esetén az épület földelése teljesen független a szolgáltatói hálózat földelésétől. Ez a rendszer általában egy külön földelő szonda vagy rúd segítségével biztosítja, hogy a hibaáram a földbe távozzon. Vidéki házaknál gyakori, mivel sok régi kiépítésű hálózatnál a szolgáltatói földelés nem áll rendelkezésre. Magyarországon az idősebb vidéki házak jelentős része (kb. 40-50 százalék) még TT rendszerben működik.

TN rendszer (Terra-Neutral)

A TN rendszerben a földelő és a nulla vezető egyesítve vagy külön vezetve csatlakozik a szolgáltatói hálózathoz. Ez a rendszer három alváltozatot tartalmaz:

• TN-C: Ahol a földelés és a nulla egy közös vezetőn (PEN, ahol PE=Protection Earth, N=Neutral) keresztül fut. Ez a szolgáltató számára olcsóbb megoldás, hiszen a transzformátorállmástól egyetlen közösített vezetéken húzza ki a fogyasztókhoz a nulla és a védővezetőt, amit a mérőóránál választanak szét. Ha felnézünk a házunk előtti betápra, bárki számára látható, hogy TN-C hálózat esetén 3 fázisnál mindössze négy, egy fázisú rendszer esetén pedig kettő fővezeték csatlakozik a házhoz.
• TN-S: Ahol a földelő és a nulla vezető külön van választva, így biztonságosabb megoldást nyújt.
• TN-C-S: Ahol a hálózat egy részén közös vezetőt használ (PEN), majd ezt külön földelő és nulla vezetőkre bontja szét.

A TN rendszerek a városi környezetben gyakoribbak és Magyarországon a lakóépületek körülbelül 50-60 százalékában ilyen rendszerek találhatóak.

IT rendszer (Isolated Terra)

Az IT rendszer sajátossága, hogy az áramellátás és a földelés nincsenek közvetlenül összekötve. Ehelyett az áramforrás egyik pontja földfüggetlen, így hiba esetén (például rövidzárlat) a rendszer továbbra is képes áramot biztosítani, anélkül, hogy azonnal lekapcsolna. Az IT rendszert elsősorban olyan speciális környezetekben használják, ahol kritikus fontosságú az áramellátás folyamatossága, mint például kórházak műtőiben, ahol egy hirtelen áramkimaradás súlyos következményekkel járhatna, vagy egyes ipari létesítményekben, ahol a gyártási folyamatokat nem szabad megszakítani.

Magyarország földelési rendszereinek helyzete

A Magyar Villamos Művek (MVM) és a különböző áramszolgáltatók becslései szerint Magyarországon a lakóépületek körülbelül 40-50 százaléka rendelkezik korszerűsített, földeléssel ellátott TN rendszerrel. A vidéki és idősebb épületek esetében, mint például Hugó szüleinek háza, inkább a TT rendszer a jellemző, ahol a hálózattól független a földelés. Ha van egyáltalán. Ezekben a régi ingatlanokban azonban gyakran hiányzik a megfelelő földelési rendszer, ami balesetveszélyt okozhat, különösen új, nagy teljesítményű elektromos eszközök integrálásakor, mint amilyenek az elektromosautó-töltők.

Leütött földelő szonda | forrás: Villámgyors villanyszerelő

Melyik helyiségekben fontos a földelés?

Péter végigvezeti Irénke nénit és János bácsit a házban, hogy részletesen bemutassa, hol és miért fontos a földelés a házban.

Konyha és fürdőszoba

A konyha és a fürdőszoba azok a helyiségek, ahol a földelés kiemelt fontossággal bír. Ezek az úgynevezett „nedves helyiségek”, ahol gyakori a pára, így többször fordulhat elő, hogy a víz valamilyen formában érintkezik az elektromos eszközeinkkel. Mivel a víz vezeti az áramot, a legkisebb hiba vagy szigetelési probléma is áramütéshez vezethet, ami komoly balesetveszélyt jelent. Ezért fontos, hogy a konyhai és fürdőszobai elektromos berendezések és konnektorok megfelelő földelési rendszerrel rendelkezzenek.

Miért jelent balesetveszélyt a nedves környezet elektromos eszközök közelében?

A nedves környezetben a víz könnyen bejuthat a készülékek vagy csatlakozók közé. Ha a víz eléri a nem megfelelően szigetelt részeket, az áram sokkal könnyebben találhat útvonalat a talajba – adott esetben az eszközt használó emberen keresztül –, ami nagymértékben megnöveli az áramütés kockázatát, különösen akkor, ha valaki vizes kézzel érintkezik az eszközzel. A földelés biztosítja, hogy amennyiben hibaáram alakul ki – például szigetelési hiba miatt –, az áram a földelési rendszeren keresztül biztonságosan távozzon a földbe, ahelyett, hogy a felhasználót érné el. A földelt aljzatok és elektromos rendszerek minimalizálják az áramütés kockázatát, így a konyhában található nagyobb teljesítményű készülékek (például hűtők, sütők) és a fürdőszobai elektromos berendezések (például hajszárítók, mosógépek) is biztonságosabban használhatók.

A földelés tehát alapvető védelmi réteget biztosít ezekben a helyiségekben, ami nélkül a nedves környezet és az elektromosság együttese súlyos baleseteket eredményezhetne.

Betonalapba épített földelési rendszer. | forrás: dehn

Garázs és a töltőállomás

Az elektromos autók töltése során a töltőállomás és a garázs (ha ott töltjük) elektromos rendszere jelentős terhelésnek van kitéve. Az autótöltés nagy áramerősséggel történik, ami különösen érzékennyé teszi ezt a helyet a potenciális áramlökésekre és hibákra. A megfelelő földelés ebben a környezetben biztosítja, hogy az áram biztonságosan távozhasson a földbe, ha bármi probléma lépne fel a töltés közben.

Miért növeli a nagy áramerősség a földelés fontosságát?

Az otthoni elektromosautó-töltők akár 16-32 Amperrel is üzemelhetnek tartósan, ami jóval nagyobb terhelést jelent, mint egy átlagos háztartási eszköz áramfelvétele. Ha a töltési folyamat során bármilyen hiba (például szigetelési hiba vagy túlmelegedés) történik, a hibaáram nagysága is jelentős lehet. Földelés nélkül ez a nagy áramerősség átfolyhat a töltőállomáson vagy az autó fémes részein, ami áramütést okozhat a közelben tartózkodóknak, de károsíthatja a töltőt és az autó elektromos rendszerét is.

A garázsokban gyakran találhatók fém tárgyak, szerszámok és egyéb elektromosságot vezető anyagok, amelyek szintén növelhetik az áramütés kockázatát, ha a rendszer nincs megfelelően földelve. Emellett a garázsok padlója gyakran betonból készül, amely szintén jó vezető lehet, különösen, ha nedves. Egy nem megfelelően földelt rendszer esetén a hibaáram könnyen elérheti ezeket a felületeket, ami súlyos veszélyt jelent a garázsban tartózkodók vagy az autó közelében lévő személy számára.

A földelés szerepe az elektromos autók védelmében

Az elektromos autók töltési rendszere gyakran rendelkezik beépített védelmi megoldásokkal. Ilyen többek között a galvanikus leválasztás is, de ezek önmagukban nem nyújtanak teljes védelmet a hibaáramokkal szemben. A megfelelően földelt töltőállomás biztosítja, hogy ha bármi hiba történik a rendszerben, a feszültség-lökések és az esetleges hibaáram nem jut el az autó érzékeny elektromos komponenseihez, így védve a járművet és annak akkumulátorát, illetve elektronikai rendszerét a meghibásodástól.

UNI-földelőkapocs pl. fotovoltaikus berendezések szerelési rendszereinek összekötésére az üzemi földeléssel. | forrás: dehn

Földelési rendszerek ellenőrzése és karbantartása

Péter, miután nekilát kiépíteni a földelést Hugó szülei házában, felhívja Irénke néni és János bácsi figyelmét arra is, hogy az újonnan elkészült földelési rendszert időközönként érdemes lesz ellenőriztetni, különösen, ha új elektromos eszközt – például egy autótöltőt – csatlakoztatnak a hálózathoz. Az időszakos érintésvédelmi ellenőrzés biztosítja a rendszer megfelelő működését és a család védelmét.

Szabványok és előírások – A földelési rendszerek jogi és műszaki háttere

Péter a kiépítés során az MSZ HD 60364 szabványra hivatkozik, amely előírja a földelési rendszerek kialakításának követelményeit és biztonsági előírásait. Ez a szabvány biztosítja, hogy a földelési rendszer telepítésekor minden előírást betartson, és az újonnan kiépített hálózat hosszú távon is biztonságosan működjön. Irénke néni és János bácsi így biztos lehet abban, hogy a házuk minden fontos védelmi előírásnak megfelel.

Péter az alábbi praktikus tanácsokkal is ellátja a szülőket:

• Ha a ház más területein is elektromos felújítást végeznek, mindig ellenőrizzék, hogy az új hálózat földelése megfelelő-e.
• Amennyiben a teljes ház csak részlegesen van földelve, az érzékenyebb berendezéseket, például a konyhai eszközöket vagy a fürdőszobai készülékeket, mindig földelt konnektorhoz csatlakoztassák.
• Az új autótöltő minden esetben a megfelelő földelési rendszerhez csatlakozzon, hogy elkerüljék a baleseteket.

Nyugodt nyugdíjas évek

Pár héttel később Hugó meglátogatja a szüleit, akik elégedetten mesélik neki, hogy a ház immár megfelel a modern biztonsági követelményeknek. Az új földelési rendszer segítségével most már nyugodtan tölthetik az elektromos autójukat, és nem kell tartaniuk semmilyen balesetveszélytől. A szomszédok is érdeklődve figyelik, ahogy Irénke néni és János bácsi új autójuk mellett állnak, és örömmel mesélik, hogy a villamos rendszerük megújítása révén teljes biztonságban élvezhetik az új technológia nyújtotta kényelmet.

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.