Túlfeszültségvédelem
Nézze meg a túlfeszültségvédelemről szóló videónkat!
A villámok romboló hatása a háztartásokban
A nyári zivatarok, viharok során keletkező villámokat legtöbbünk csodálattal és tisztelettel vegyes borzongással szemléli hisz a természet erejének egyik leglátványosabb megnyilvánulása. A borzongás nem alaptalan hisz a villámláskor felszabaduló hatalmas energiák hatalmas pusztítást tudnak végezni élő és élettelen környezetünkben.
A villám leegyszerűsítve nagy energiájú villamos ívkisülésnek tekinthető, amely rövid ideig, legfeljebb a másodperc ezred részéig létezik. Eközben az ívben az óriási áramerősség hatására erős mágneses tér keletkezik, és az ív néhány centiméteres környezete több ezer fokra hevül. A villámhárítók feladata hogy megóvja az épületet a villámcsapás mechanikai és hőhatásától, azáltal hogy az energiát a földbe vezeti.
A villámhárító azonban összeköttetésben van az épület elektromos hálózatával, ami azt jelenti, hogy a villám áramának egy része behatol a hálózatba és az érzékeny elektromos berendezéseket tönkreteszi, esetleg tüzet okoz. De vajon mekkora ez a veszély, mekkora az elektronikus eszközök tűrőképessége?
A készülékek túlfeszültségtűrő képessége lényegesen eltér egymástól. Minél egyszerűbb egy elektromos készülék, annál jobban tűri a túlfeszültséget. Ellenben a bonyolultabb, integrált áramkörös készülékek sokkal érzékenyebbek a túlfeszültség növekedésére.
Az elektromos készülékeket meghatározott feszültség és áramerősség értékekre méretezik. A villámcsapások másodlagos hatásaként létrejövő túlfeszültségek időtartama legfeljebb egy ezred másodperc, de csúcsértéke több ezer volt is lehet, ami általában tönkreteszi a berendezéseket. Nem csak villámcsapáskor keletkeznek túlfeszültségek, akkor, amikor az áramerősség gyorsan váltakozik, a vezetékekben az indukciós törvény szerint szintén túl áram keletkezik. Ez kapcsolási folyamatok és a nagyfeszültségű hálózatokon kialakuló rövidzárlatok vagy elektrosztatikus kisülések alkalmával történhet meg.
A túlfeszültségek jellemzően három módon csatolódhatnak az elektromos készülékekbe: galvanikus módon, induktív módon és kapacitív módon.
A galvanikus csatolási módon az értendő, hogy közvetlenül fémes vezetés jön létre a villám áram és a védendő készülék között. Az induktív módon történő becsatolás úgy keletkezik, hogy a villám áram kisülése során nagy energia szabadul fel, mely mágneses teret indukál. És ez a mágneses térre párhuzamos vagy merőleges vezetékszakaszokban túlfeszültségek keletkezhetnek. Kapacitív úton történő túlfeszültség áthatolás lényege az, hogy az egyik pontban megemelkedő túlfeszültség, a kondenzátor elv érvényesülése hatására, a közelében levő másik épületben is túlfeszültséget fog létrehozni. A túlfeszültség a készülékekhez két jellemző úton juthat el, a hálózati áramellátó rendszeren keresztül, a másik az adatátviteli vonalakon, telefonvonal, központi antennás koax-hálózatok.
A túlfeszültség elleni védekezés legegyszerűbb ám nem minden esetben alkalmazható módja, hogy zivatar idején az elektromos berendezések vezetékeit kihúzzuk a konnektorból és eltávolítjuk az antenna és egyéb adatátviteli kábelek csatlakozóit. Amikor a hálózat és a berendezés kapcsolatának megszakítása nem megoldható, vagy nem célszerű, akkor túlfeszültség-védelmi eszközök alkalmazása ajánlott.
Ezen eszközök működési elve az, hogy a túlfeszültség idejére a másodperc néhány milliomod részére rövidzárlatot okoznak, ezzel megakadályozzák, hogy a túlfeszültség bejusson a hálózatba és a készülékekbe, majd visszaállnak alaphelyzetbe úgy, hogy közben az elektromos berendezések, pl. a számítógép észre sem veszi a pillanatnyi áramkimaradást. A 230 V-on üzemelő berendezések a szabvány szerint egy ezred másodpercig legfeljebb 1500 V feszültséget képesek elviselni. A túlfeszültség levezető eszközök csak az ilyen rövid idejű feszültség lökés káros hatásait képesek kivédeni.
Az áramellátó és információs vezetékek túlfeszültség védelme alapvetően három védelmi fokozatra oszlik. Ezek a villámáram levezetők, a túlfeszültség levezetők és a készülék védelmek. Az első fokozatot a villámáram levezetőt a főelosztóban vagy a mérőóra panelen szokták elhelyezni. Mivel a fennmaradó feszültség még mindig túlságosan magas egy második fokozatban túlfeszültség levezetőket kell alkalmazni. Végül a harmadik az ún. készülékvédelmi fokozatot közvetlenül a védendő készülékek, elé kell elhelyezni. Ezek az eszközök többféle kivitelben kaphatóak, a táp feszültség mellett esetleg a telefon vagy az antenna kábelek túlfeszültségvédelméről is gondoskodnak.
Természetesen 100 százalékos védelmet ezek az eszközök sem nyújtanak, mindenesetre a kockázatot jelentős mértékben csökkentik. Hogy kiknek ajánlható ez az ugyan nem megfizethetetlen, de nem is filléres biztonságnövelő beruházás? Ipari és kommunális létesítmények, irodák, műhelyek, üzletek számára természetesen elengedhetetlen, hisz az értékes berendezésekben keletkező károk, vagy a számítógépes adatbázisok elvesztése nehéz helyzetbe hozhatja a vállalkozásokat. Magánházak, lakások esetén mindig egyénileg kell mérlegelni, hisz a jelentős mértékű túlfeszültségek ugyan nem túl gyakoriak, de ha mégis bekövetkezik a baj, de néhány tízezer forintos beruházással a kockázat minimálisra csökkenthető.
