A villanyszerelői gyakorlatban a „kisfeszültség” kifejezés első hallásra egyszerűnek tűnik: Európában mindaz a váltakozó áramú hálózat, amely 1000 V AC alatt marad, illetve egyenáramnál 1500 V DC alatt tartja a kapocsfeszültséget. A hétköznapi valóság azonban összetettebb. A jogi‑szabványos kategória mögött eltérő hálózati struktúrák, földelési filozófiák, védelmi stratégiák és felhasználói kockázatok állnak, amelyek a szakembert egészen más döntésekre kényszerítik egy társasházi lakás felújítása, egy mezőgazdasági hibrid‑napelem rendszer, vagy éppen egy adatközpont 380 V DC gerincének építése során. A Villanyszerelők Magazin olvasójaként Ön valószínűleg találkozott már a TN‑C‑S betűszóval, a TT‑vel vagy az IT‑vel a terveken, de ritkán látni olyan összefoglalást, amely a kisfeszültségű hálózatok típusait egyetlen fogalmi térképre rajzolja föl. E cikk célja, hogy hat, legalább 1200 karakteres bekezdésben – bevezetéstől értelmezésig – átfogó, mégis gyakorlatorientált képet adjon a kisfeszültségű hálózatok legfontosabb variánsairól. A kulcsszavak – „kisfeszültségű hálózat”, „TN rendszer”, „TT rendszer”, „IT rendszer”, „SELV” – tudatosan illeszkednek a keresőoptimalizáláshoz, hogy a szakmai tartalom ne csak a műhelyben, hanem a Google első oldalán is otthonra találjon.
Osztályozás a földelési mód szerint
A kisfeszültségű hálózatok első és legfontosabb rendezőelve a földelési rendszer. A modern szabványok – IEC 60364‑1 és az annak magyar adaptációjaként kiadott MSZ HD 60364 – öt alapvető betűkombinációt különböztetnek meg: TN‑C, TN‑S, TN‑C‑S, TT, IT. A T (Terra) mindig földkapcsolatot jelent; az N (Neutral) a nulla vezető jelenlétére utal; az I (Isolation) mutatja, ha a hálózat aktív vezetékei elszigeteltek a földtől; a C (Combine) és S (Separate) betűk pedig azt, hogy a védő‑ és nullavezető összekapcsolt vagy szétválasztott. A következő táblázat áttekinti a rendszerek lényegét:
| Rendszer | Földelés a forrásnál | PE és N viszonya | Tipikus alkalmazás |
|---|---|---|---|
| TN‑C | igen | közös PEN | régi kültéri elosztók |
| TN‑S | igen | szétválasztott | új ipari épületek |
| TN‑C‑S | igen | kombinált→szétválasztott | lakóépület‑főelosztó után |
| TT | igen | helyi PE, külön N | falusi hálózat, kemping |
| IT | nincs közvetlen | lebegő aktív vezetők | kórház, bánya, hajó |
Villanyszerelői szemmel ez nem csupán betűjáték: TN‑C‑ben a PEN szakadás életveszélyes burkolati feszültséget okozhat; TT‑nél a hurokellenállás nagy volta miatt elkerülhetetlen a 30 mA‑es FI‑relé; IT‑nél az első szigetelési hiba nem állítja le a rendszert, ám az üzemeltetőnek azonnal hiba‑lokalizáló műszert kell bevetnie. A földelési típus tehát biztonság‑ és karbantartás‑filozófia, amelyet a tervező és a villanyszerelő közösen írnak a létesítmény DNS‑ébe.
Topológia – sugár, gyűrű, hurok
A második dimenzió a topológia: hogyan futnak a vezetékek a térben, milyen útvonalon érnek el a fogyasztóhoz, és van‑e redundáns visszatérő ág. A sugár (radial) hálózat egy pontból ágazik szét; low‑CAPEX, áttekinthető hibakeresést ad, de kevéssé hibatűrő. A gyűrű (ring) topológia kétirányú táplálást tesz lehetővé: ha egy szakasz kiesik, a másik irányból tovább él a hálózat – tipikus a belvárosi földkábelrendszereknél. A meshesed (hurok‑háló) topológia napjainkban elsősorban ipari DC‑mikrohálózatoknál bukkan fel: több betáplálási pont (napelem‑string, akkumulátor, közcélú AC/DC konverter) és több fogyasztói ág kapcsolódik, miközben a buszfeszültséget digitális vezérlésű DC‑DC modulok tartják konstans értéken. A villanyszerelő döntése itt anyagi és műszaki kompromisszum: a gyűrűs AC‑elosztó 30‑40 %-kal drágább kábelben, de évi több száz gyártásleállási órát spórolhat meg. Sugárhálózatnál ellenben minden UPR (unplanned repair) közvetlen termeléskiesés, ám a tervezőasztalon könnyen követhető a hurok‑impedancia és a zárlati áram. A topológia tehát a megbízhatósági egyensúly kulcsa: minél összetettebb a hálózat, annál nagyobb műszaki tudást és előrelátást kíván a kivitelezőtől.
SELV, PELV, FELV és a 21. századi extra‑low voltage
A harmadik rendezőelv a feszültségszint és a szigetelési követelmény. Az IEC 60364‑4‑41 a 120 V DC, illetve 50 V AC (rms) alatti áramköröket „extra‑low voltage” kategóriába sorolja. Itt három altípus létezik: SELV (Safety Extra‑Low Voltage) teljesen leválasztott, nincs kapcsolat más hálózattal; PELV (Protective Extra‑Low Voltage) földelt, így a meghibásodáskor az érintési feszültség minimális; FELV (Functional Extra‑Low Voltage) pedig nem biztonsági, csak funkcionális leválasztású. A LED‑szalag 24 V DC tápegysége tipikusan FELV: nem életveszélyes, de hibánál igenis okozhat áramütést, ha a másodlagos kör nincs megfelelően földelve. A SOLAR‑PV oldalon egyre gyakoribb a 48 V‑os egyenáramú busz SELV‑ként, ahol a moduláris akkumulátorok és inverterek galvanikus leválasztással kapcsolódnak. A villanyszerelőnek itt is bővítenie kell a klasszikus AC‑világ tananyagát: DC‑n a megszakítóív hosszabb, a pólusonkénti bontás elengedhetetlen, és a B‑típusú RCD ára már a beruházás elején jelentős tétel. Az extra‑low voltage tehát paradox módon több odafigyelést igényel, mint a hagyományos 230/400 V AC, különösen akkor, ha a rendszer DC‑DC konverterei galvanikusan lebegnek.
Működtetési és karbantartási szempontok
Az üzemeltetés során a kisfeszültségű hálózat típusától függ a védelmi koordináció logikája. TN‑rendszerben a túláramvédelmi eszköz (kismegszakító vagy olvadóbiztosító) elsődleges feladata a hiba gyors „kiugrasztása”; TT‑nél a zárlatáram gyakran nem elegendő ehhez, ezért a FI‑relé (Residual Current Device) válik főszereplővé. IT‑nél az első szigetelési hiba még nem állítja le a rendszert, viszont insulation monitoring device-nek kell 5 s‑on belül jeleznie, hogy megjelent a földhöz képest veszélyes potenciál. Az üzemeltető profit szempontból azt nézi: mennyi a karbantartási ablak, hány perc egy megszakító cseréje, milyen gyakran kell földelés‑ellenállást mérni. Egy napelemes TT‑rendszerben a földelés évente kétszer mérendő, a PE vezetőt pedig UV‑álló zöld‑sárga csövön kell vezetni, különben korrodál és 15 Ω fölé szökik az ellenállása, ami már sérti a hatósági limitet. A digitális szerviznapló szerint egy TN‑C‑S családi háznál elegendő háromévente FI‑próbát tartani, de ha a tulajdonos e‑autót tölt, a nagy felharmonikus‑áramok miatt javasolt évente ellenőrizni a nulla–PE kötést is. Mindez üzleti logikaként annyit jelent: a kockázat alapú karbantartás (RBM) csak akkor takarít meg munkaidőt, ha a hálózat típusa és terhelési profilja permanensen dokumentált. A villanyszerelő tehát nem csupán kábel‑szerelő, hanem adat‑gazda is, aki a szabványokra hivatkozva megindokolja, miért TN‑S‑t építünk egy irodaházban, és miért hagyjuk meg a TT‑t egy erdei turistaházban.
Értelmezés
Megfigyelhető, hogy a kisfeszültségű hálózatok típusai nemcsak technikai kategóriák, hanem gazdasági és társadalmi döntések lenyomatai. Egy TN‑S‑be csomagolt ipari park a nagyfeszültségű tranziensek ellen is immunisabb, így versenyelőny a gyártónak; egy TT‑re épített falusi hálózatban viszont a lakosság fizetőképes kereslete nem bírná el a TN‑S árát, itt a szabványos FI‑relé jelenti a társadalmilag elfogadható kompromisszumot. Az IT‑rendszer a kórházban kritikus, mert az első földzárlat sem szakíthatja meg az életmentő berendezéseket; de az IT‑helyiség üzemeltetési költségeit egy műanyag‑ipari üzem már nem vállalná. Így válik a villanyszerelő szakmai ítélőképessége stratégiai tényezővé: megérti, hogy a TN‑C‑S‑ben olcsóbb a gerinc, de drágábbak a RCD‑k; felismeri, hogy a 48 V‑os SELV‑busz ugyan megspórolja a konverziós veszteséget, de B‑típusú RCD‑t és árnyékolt kábelt kíván. És végül azt is belátja, hogy a normatív megfelelés csupán bejárat a játékba; az igazi nyereség abban rejlik, ha a hálózat típusa a megrendelő üzleti modelljével is összhangban van. A kisfeszültségű hálózatok tipológiája tehát nem a rézkábel méreteinek halmaza, hanem rendszer‑szemléletű döntésháló, amely a szakmai felelősséget a fizika törvényeihez és az emberi igényekhez egyaránt méricskéli.
