Mik a leggyakoribb földelési hibák?

A földelőrendszer garantálja, hogy egy esetleges hiba ne okozzon áramütést vagy tüzet. Ilyen hiba pl. egy testzárlat, amikor egy elektromos vezeték fémházhoz ér, és a nem megfelelő helyen folyó feszültség áramütést okoz. Szabványok ide vagy oda, sokan a mai napig nem veszik figyelembe a bennük leírtakat. Márpedig ha baj történik, akkor szerencsés az, aki megússza vádlottak padjára citálás nélkül. Úgyhogy nézzük meg azokat a bakikat, amiket sokan elkövetnek, és tanuljunk belőlük!

Szabványok, amik alapján dolgoznunk kell

A villamos hálózatok földelésére vonatkozó előírásokat több szabvány együttesen tartalmazza. 

• Az MSZ HD 60364-5-54 szabvány a földelőberendezések és védővezetők kiépítési követelményeit rögzíti. A védővezető (azaz a “zöld-sárga”) feladata, hogy a hibaáramot, azaz a hibásan kialakított rendszerben folyó, kicsit sem kívánatos áramot elvezesse a földbe, ezzel megakadályozva az áramütést.

• Az MSZ HD 60364-4-41 szabvány a kisfeszültségű hálózatok érintésvédelmi módjaival foglalkozik. Például az önműködő lekapcsolás feltételeivel, azaz annak a megvalósításával, hogy baj esetén a rendszer magától lekapcsoljon, például kismegszakító vagy fí-relé segítségével. 

• E nemzetközi szabványokkal összhangban az MSZ 447:2019 magyar nemzeti szabvány speciális előírásokat tartalmaz, főleg a TN-rendszerű hálózatok földelésére vonatkozóan. 

A TN a leggyakoribb földelési rendszer. Ennek a fajtái:

• TN-C: ha a nullavezető és a védővezető egyetlen közös vezetőben, az ún. PEN vezetőben fut a transzformátorállomástól a fogyasztóig.
• TN-S: ha a nullavezető és a védővezető a transzformátorállomástól a fogyasztóig szétválasztva fut. A TNS a mai modern házakban kedvelt kialakítási forma.
• TN-C-S: Ha a nullavezető és a védővezető közös vezetőben (azaz PEN vezetőben) megy a transzformátorállomástól a házig, ahol aztán a lakáselosztó szekrénynél szétválnak egymástól.  

Példa a szabványos előírásra: TN-hálózatoknál az MSZ 447 előírja, hogy a bejövő PEN vezetőt a csatlakozási pontnál (főelosztónál) egy önálló földeléshez kell csatlakoztatni. Ez biztosítja, hogy ha a szolgáltatói PEN vezető megszakad, akkor a helyben kiépített földelés biztosítsa, hogy a védővezető mindig a földdel azonos elektromos szinten maradjon. Ez előzi meg, hogy veszélyes feszültség alakulhasson ki a fogyasztói hálózat fémtárgyain. Ugyanez a szabvány 2009-es verziójában engedményt tett: ha az épület teljes fogyasztói hálózata 30 mA érzékenységű áram-védőkapcsolóval (RCD-vel) védett, a bejövő földelés elhagyható volt. A szabvány tehát megenged bizonyos feltételek mellett földelésnélküliséget, ám a gyakorlatban ez nem ajánlott. A kizárólag RCD-re hagyatkozó védelem nem nyújt teljes biztonságot bizonyos hibák esetén, például ha a nullavezető megszakad. Ha a nullavezeték megszakad, akkor előfordulhat, hogy az addig megszokott 230 Volt helyett a ház készülékei hirtelen 400 voltnyi feszültséget kapnak, ami finoman szólva sem tesz jót sem nekik, sem a hálózatnak.

GYAKORLATI TANÁCSOK

Tervezéskor vegyük figyelembe a helyi adottságokat! 

• Már a hálózat tervezésénél gondoljuk végig, milyen típusú földelési rendszer a legbiztonságosabb! Például családi háznál lehetőleg TN-C-S rendszert alakítsunk ki alapozóföldelővel. (Az alapozóföldelő például a beton alapba lefektetett zárt acélcsík vagy rézvezeték, amit a beton véd a korróziótól. Ennek a kivezetésére lehet kötni a földelést.) 
• Gyenge minőségű talaj esetén tervezzünk több összekapcsolt földelőt, azaz földelő szondák hálózatát! (Homokos, kavicsos, sziklás, vagy nagyon száraz talaj esetén lehet erre szükség.)
• Ipari telephelynél készítsünk földelési hálórajzot, hogy minden épület és szerkezet be legyen kötve!

Megfelelő anyagokat és kötőelemeket használjunk! 

• Csak szabványos földelőbilincseket, kötősíneket, sorkapcsokat alkalmazzunk! 
• Kerüljük a sodort-forrasztott kötéseket, amiket a szabvány tilt, és tűzveszélyesek! 
• Különféle fém anyagok csatlakoztatásánál használjunk olyan kapcsot, betétet, ami megakadályozza a korróziót (pl. ha alumínium kábelt kötünk réz sínhez, akkor használjunk ónozott kapcsot vagy speciális pasztát)! 
• Ügyeljünk arra, hogy a földelővezető keresztmetszete megfeleljen  a követelményeknek! A fő földelő vezető általában min. 6 mm² réz (lakóépületnél), alapozóföldelő kivezetés min. 16 mm² stb. 
• A védővezető sose legyen kisebb, mint a hozzá tartozó fázisvezető fele! Például 2,5 mm² fázis esetén legalább 1,5 mm² védővezető szükséges, de az sem baj, ha ugyanakkora.

A földelés kiépítésénél törekedjünk az alacsony ellenállásra! 

• Bár a “10 Ω” nem mágikus szám, mégis jó iránymutató. Ha egy szondával nem érjük el, kössünk párhuzamosan több szondát, vagy használjuk ki a természetes földelőket, mint amilyen a beton alap, az acél szerkezetek, a fém kerítés földelve stb.! 
• Az egyes földelőket mindig kössük össze EPH vezetővel, így csökken az összellenállás és egyenletesebb lesz a potenciáleloszlás! 

EPH hálózat kialakítása és ellenőrzése: 

• Telepítsünk központi EPH sín(eke)t, és abba minden idegen vezető részt kössünk be: víz, fűtés, gáz, légkondicionáló rézcsöve, fémszerkezetek, épületváz, lift sínjei stb. 
• Ügyeljünk a bilincsek felszerelésére! Tisztítsuk meg a csövet a rögzítés helyén (fémes tisztaságú felület kell)! Húzzuk meg megfelelő nyomatékkal, hogy később se lazuljon! A festők, víz-gáz szerelők munkája után mindig ellenőrizzük le a bilincsek állapotát, például, hogy nem kerül-e alájuk szigetelőréteg, vagy egyáltalán vissza lettek-e téve. 
• Az EPH folytonosságát műszerrel alkalmanként vizsgáljuk meg, főleg átalakítások után (mérőműszerrel kisohmos mérés)!

Dokumentáció és jelölés 

Minden földelési pontot jelöljünk (zöld-sárga színkód, EPH jel az elosztóban)! Készítsünk vázlatot a földelő szondák elhelyezkedéséről (hasznos később, amikor meg kell találni őket méréshez vagy csere esetén). A villamos mérőhelyen tüntessük fel a földelés csatlakozását, a nulla és védő összekötés helyét (PEN sín). Ha több földelő rendszer van, pl. külön villámvédelmi földelés, azt is jegyezzük fel, és lássuk el figyelmeztető táblával, nehogy valaki szétszedje!

Tudatosítsuk a felhasználókban is a veszélyt! 

Hiába kiváló a földelés, ha a végfelhasználó hosszabbítókat dugdos össze IP20-as elosztókkal a kertben. Hívjuk fel a figyelmet, hogy kültéren csak földelt és RCD-s védelemmel ellátott csatlakozót használjanak! Magyarázzuk el nekik, miért nem szabad 3 pólusú aljzatba kétvezetékes villásdugót átalakítóval bedugni (mert a földelő érintkező akkor sem lesz aktív). A felhasználói tudatosság is része a megelőzésnek.

LEGGYAKORIBB FÖLDELÉSI HIBÁK

Védővezető (PE) hiánya vagy megszakadása

Az egyik legáltalánosabb hiba, hogy a hálózat egyes részein egyszerűen nincs kiépítve védővezető. Régi épületekben előfordul, hogy csak kétvezetékes rendszer van (fázis és nulla), a földelés teljesen hiányzik vagy a nullavezetőhöz van kötve utólagos földelőszonda nélkül, amit nullázásként ismerünk. (A földelő szonda egy fém rúd, amit a földbe kell leverni a megfelelő földkapcsolathoz.) Ilyen helyzetben elég sűrűn fordul elő, hogy az ingatlantulajdonosok  a régi, földelő érintkező nélküli dugaljakat modern, földelt aljzatokra cserélik anélkül, hogy szakember valódi földelést kötne rájuk. Ez rendkívül veszélyes, mert a hárompólusú aljzat láttán a felhasználó biztonságban érezheti magát, miközben hiba esetén az érinthető fémrészek feszültség alá kerülhetnek, és nincs mi lekapcsolja a hálózatot. Ilyenkor a védőérintkező nincs sehova bekötve, vagy ami még rosszabb: a nullavezetőhöz van hidalva amatőr módon – mindkét eset életveszélyes. Ha egy földeletlen rendszerben egy fémházas készülék meghibásodik, a készülék teste fázis alá kerülhet és áramütést okozhat. A hibaáram nem folyik le a földbe, így a kismegszakító sem old le, és RCD hiányában a veszélyes állapot fennmarad. Még 30 mA-es RCD esetén is csak akkor kapcsol be a védelem, ha valaki a földpotenciál felé zárja az áramkört (például megérinti a feszültség alá került készülékházat), ami már magában áramütést jelent – igaz, jó eséllyel nem halálosat, de így is kerülendő az ilyen szituáció.

Elöregedett vagy nem megfelelő földelők

Gyakori probléma, hogy az épülethez telepített földelőszonda vagy egyéb földelő elem, mint amilyen a betonacél vagy csővezeték, nem megfelelően működik. Például a régebbi épületek mellett a földbe vert potenciálrögzítő szondák idővel korrodálódnak, „elrohadnak”, vagy a talajviszonyok változása miatt megnő az ellenállásuk. Ilyenkor hiába van papíron földelés, annak túlságosan magas az ellenállása, és hiba esetén nem folyik elegendő zárlati áram a védelmi eszköz leoldásához. 

Sokan azt gondolják, hogy a “10 ohm alatti földelés” abszolút követelmény minden helyzetben, és ha ezt teljesítik, akkor biztos a védelem. Valójában a szabványok a földelés ellenállására általános esetben nem írnak elő kőbe vésett számot, csak irányelveket adnak (Az MSZ HD 60364-5-54 nem határoz meg konkrét értéket, az MSZ 447:2019 szerint a TN rendszer üzemi PEN földelésének legyen “önállóan számottevő” kis ellenállású földelője, lehetőleg 10 Ω alatt.) A 10 Ω inkább egy ajánlott irányérték a jó földelésre, de önmagában nem garancia a biztonságra minden körülmény között. A lényeg az, hogy a földelés és a hibavédelmi eszköz együtt teljesítse a lekapcsolási feltételt. Például, ha nincs RCD, és egy 16 A-es kismegszakítóra bíznánk a lekapcsolást, akkor 16 A zárlati áram mellett legfeljebb ~3 Ω földelés kellene a 50 V alatti érintési feszültséghez – ilyen kis érték a gyakorlatban nehezen érhető el. Éppen ezért a TT-rendszerekben kötelező áram-védőkapcsolókat alkalmazni, amelyek 30 mA hibaáram esetén lekapcsolnak; így akár ~1660 Ω földelési ellenállásig is biztosítható az 50 V alatti feszültség. (A TT-rendszerben a fogyasztó saját földeléssel rendelkezik, ami független az áramszolgáltató földelésétől. Ez a kialakítási forma akkor játszik, amikor a TN-rendszer kialakítása nem lehetséges.)

A PEN vezető és nullázás hibái

A TN rendszerekben tipikus hiba a PEN vezető helytelen szétválasztása és a nullázás szabályainak megszegése. A szabvány szerint a PEN vezetőt a bekapcsolási pontnál kell PE és N ágra bontani, és onnantól a PE vezetőt a fázisvezetőkkel együtt kell továbbvezetni közös védőcsőben vagy kábelben. Ennek ellenére a gyakorlatban nem egyszer történik meg, hogy a PEN szétválasztását nem a főelosztónál végzik el, hanem például lakáson belül, utólag kötve össze a nullát és a védővezetéket egy-egy konnektorban. Az ilyen utólagos nullavezető–védővezető összekötés (köznapi nevén “nullázás” a fogyasztói oldalon) ma már tilos, mert veszélyes: egyrészt a védővezetőn normál üzemben is folyhat áram, másrészt ha a közös PEN vezető valahol megszakad, az összekötés után levő összes védővezető feszültség alá kerülhet. Egy sokemeletes társasházban például, ha a nullavezető megszakad a főelosztó előtt, a lakások PE, azaz védővezető sínjeire, ahova a ház összes védővezetője csatlakozik a fogyasztók terhelésétől függően akár 230-400 V közötti feszültség is kerülhet! Ilyenkor a védettnek hitt készülékek testén is megjelenhet hálózati feszültség, ami tönkreteheti az elektromos berendezéseket és áramütést okozhat. Ráadásul az RCD sem nyújt védelmet a nullaszakadás ellen önmagában, hiszen a hibaáram nem a föld felé folyik, így nincs áramkülönbség a fázis és a nulla között, amit érzékelhetne.

Hiányos vagy hibás EPH (egyenpotenciálú összekötés)

Az EPH célja, hogy az épület összes földpotenciált magában hordozó fémszerkezete például vízvezeték, fűtéscső, gázcső, fémszerkezetek, védővezetők stb. azonos potenciálon legyen, megelőzve, hogy veszélyes feszültségkülönbség alakulhasson ki közöttük. Gyakori hiba, hogy az EPH rendszer kimarad vagy a kialakítása finoman szólva is hiányos. Például a fém víz- és fűtéscsövek, gázcső nincs bekötve a fő földelő hálózatba, vagyis EPH sínbe. Ilyenkor egyetlen "ártatlan" szigetelőhiba esetén, amikor egy vezeték szigetelése megsérül, ezek a csövek idegen feszültséget vihetnek a lakás különböző pontjaira. Az EPH hiánya különösen fürdőszobákban veszélyes, ahol a nedves környezet miatt az áramütés kockázata nagyobb, és ahol az ember könnyedén megérintheti  például a fém vízcsapot és a földpotenciált (csempét, földet) egyszerre.

Sokan nem látják tisztán az EPH célját: a csöveket nem azért kell bekötni, hogy azok oldják meg a földelést, hanem azért, hogy véletlen feszültség alá kerülés esetén se jöhessen létre potenciálkülönbség. Régi beidegződés, hogy “a vízcső jó földelés”, ám valójában a szabvány kifejezetten tiltja a víz- vagy gázvezeték földelőként való használatát, épp azért, mert megbízhatatlan pl. egy műanyag csőrész vagy szigetelő karmantyú, ami védi a csatlakozást megszakíthatja a folytonosságot. Ehelyett ezeket a vezetékeket az EPH rendszerbe kell bekötni, hogy ha mégis feszültség alá kerülnének (például egy hibás bojler miatt), akkor az RCD le tudjon oldani, illetve ne jöhessen létre két megérinthető fém között feszültségkülönbség. Nem ritka baki az EPH kapcsán a “látszatbekötés”: amikor fizikailag ott a földelő bilincs a csövön, de nincs valódi fémes kontaktus. Ennek klasszikus esete, amikor festés vagy felújítás során az EPH bilincs lekerül, de csak addig, míg a gáz- vagy vízcsövet lefestik, majd amikor már szépen fest a frissen festett cső, akkor visszakerül rá a bilincs  immár a festékrétegre. Így a bilincs és a cső között nem jön létre elektromos kapcsolat, a cső gyakorlatilag kiesik a földelőrendszerből.

Helytelen földelővezető-kötések és keresztmetszetek

A földelő hálózat kialakításánál gyakran előfordulnak szerelési hibák. Ide tartozik a védővezetők nem megfelelő összekötése (pl. sodrott, forrasztott kötés alkalmazása a kötőelem helyett), ami mechanikailag és elektromosan is megbízhatatlan. 

Szintén veszélyes a különböző fémek például réz és alumínium közvetlen összekötése megfelelő sorkapocs nélkül, mivel ez elektrokémiai korrózióhoz vezet, ami idővel tönkreteszi a kapcsolatot, ez pedig a földelő vezeték megszakadásához vezethet. 

Gyakori hiba, hogy a védővezető vagy földelő vezeték keresztmetszete túl kicsi, nem felel meg a szabvány szerinti minimumoknak pl. egy alapozóföldelő kivezetésének keresztmetszete legalább 16 mm² réz vagy ennek megfelelő kell legyen. 

Előfordul, hogy a védővezető megszakad a kötődobozban, vagy kismegszakító cserénél nincs megfelelő visszakötés. Így megszakad a földelő vezeték folytonossága, ami hasonlóan veszélyes, mintha nem is lenne földelés. Minden szerelvénydobozban, elosztóban ellenőrizni kell a földelő vezetékek meglétét és szilárd kötését!

Másodlagos vagy ideiglenes földelések, trükközések

A gyakorlatban néha találkozni “házi megoldásokkal” is, amikor valaki egy problémát rögtönözve, a földelés szabálytalan felhasználásával próbál orvosolni. Például előfordul, hogy egy rossz nullavezető-kapcsolat miatt a védővezetőn visszaáramlik az áram, és ahelyett, hogy a hiba okát szüntetnék meg (mondjuk a kontaktushibátt, laza kötést), utólag plusz földelőszondát vernek le és rákötik a rendszerre, vagy épp összekötik a földelést a vízcsappal. Az ilyen barkácsmegoldások nem helyettesíthetik a szabványos hibavédelmet. Például a plusz földelés utólagos kiépítése a PEN szakadás problémáját részben enyhítheti (ha nagyon jó, <10 Ω földelést érünk el, akkor nullaszakadásnál “lehúzhatja” a feszültséget egy bizonyos mértékig), de nem küszöbölheti ki teljesen a veszélyt. A védővezetőre kerülő potenciál a hibaáram nagyságától függően továbbra is veszélyes maradhat. A korrekt megoldás mindig a hiba forrásának javítása (pl. laza kötés megszüntetése kábelcsere) és a szabványos védelem kialakítása, nem pedig a kerülőutak keresése.

Horváth Nikoletta