A Tungsram és a villamos szigetelés: Egy évszázados történet és a biztonság fontossága
A villamos szigetelés olyan anyagokat jelöl, amelyek gyakorlatilag nem vezetik az elektromos áramot. Ezek az anyagok, más néven dielektrikumok, elengedhetetlenek a villamos berendezések biztonságos működéséhez és az áramütés elleni védelemhez. A szigetelők jellemzően 10¹² Ω feletti elektromos ellenállással rendelkeznek, és nagy, 3 eV-nál nagyobb tiltott sávszélességgel bírnak. Ez azt jelenti, hogy szobahőmérsékleten csak nagyon kevés elektron képes megszerezni elegendő energiát a vezetőképességhez, így a szigetelő anyagokban kevés a szabad töltéshordozó. Ideális esetben egyáltalán nincsenek szabad töltéshordozók, ám a hőmozgás miatt a gyakorlatban ilyen anyag nem létezik, ezért a "rossz vezető" elnevezés is helytálló lehet. A szigetelő anyagok közé tartoznak a gázok, az olajok, valamint szilárd halmazállapotban az üveg, a műanyagok, a kerámiák és a csillám.
A szigetelők tulajdonságait számos tényező jellemzi, mint például az elektromos szuszceptibilitás (χe), a permittivitás, a veszteségi szög és az átütési feszültség. Az elektromos szuszceptibilitás azt mutatja meg, hogy egy szigetelő mennyire polarizálódik külső elektromos tér hatására. A jó dielektrikumok poláros molekulái a külső tér hatására az erővonalak irányába állnak be. A permittivitás az anyag azon képességét írja le, hogy képes elektromos teret létrehozni és tárolni. A veszteségi szög, más néven dielektromos veszteségi tényező, a dielektromos eltolódás (D) és az elektromos térerősség (E) által bezárt szöget jelenti, és a szigetelőben disszipálódó energia mértékét mutatja. Az átütési feszültség az a feszültségérték, amelynél a dielektrikum vezetővé válik. Ez a folyamat visszafordíthatatlan a szilárd dielektrikumok esetében, kémiai reakciók révén tönkretéve az anyag szigetelő képességét, így az ilyenkor "ki kell dobni" az anyagot. Folyékony és gáz halmazállapotú dielektrikumoknál az áramlás ugyan helyreállíthatja a szigetelőképességet, de a kémiai reakciók termékei az anyagban maradhatnak. Az átütési feszültség egyenesen arányos a dielektrikum vastagságával, és mértékegysége V/m.
A Tungsram és a villamos szigetelés története
A Tungsram név mélyen gyökerezik a magyar ipartörténetben, különösen a villamos fényforrások és elektroncsövek gyártása terén. Az Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt. védjegye, amelyet Aschner Lipót jegyeztetett be 1909-ben, a világ egyik legismertebb márkaneve lett. A vállalat már a kezdetektől fogva foglalkozott olyan technológiákkal, ahol a szigetelés kulcsfontosságú szerepet játszott. Az izzólámpák gyártásánál például a wolframszál elpárolgásának minimalizálása érdekében a vákuumtechnológia és a speciális gáztöltés, illetve a "getter" anyagok használata mind a szigetelési elvekhez kapcsolódtak. A vákuumlámpák élettartamát a wolframszál elpárolgása szabta meg, amit a gyártási folyamat során az üvegfelületről eltávolított gázokkal és a kész lámpában maradó gázmaradék megkötésével próbáltak javítani. Később, az 1930-as években Bródy Imre és kutatócsapata a kriptongáz használatával tovább növelte a fényhasznosítást és az élettartamot.
Az elektroncsövek fejlesztése terén is jelentős eredményeket ért el az Egyesült Izzó, különösen a báriumkatódok terén, amelyek révén a Tungsram elektroncsövei a világ legjobbjai közé tartoztak. A Telefunken cég például a Tungsram bárium-katód szabadalma alapján gyártotta csöveit. A rádiócsövek mellett a gyár a televíziótechnológia fejlesztésében is részt vett, Mihály Dénes nevéhez fűződik a "Telehor" nevű szerkezet, amely állóképek közvetítésére volt alkalmas. Ezek a fejlesztések mind olyan területeken zajlottak, ahol a precíz szigetelés és a dielektromos tulajdonságok alapvető fontosságúak voltak a működéshez.
A Tungsram története az elmúlt évszázadban számos átalakuláson ment keresztül: túlélte a világháborúkat, az államosítást és a privatizációt. 1989-ben az amerikai General Electric vásárolta fel, majd 2018-ban Jörg Bauer vásárolta meg a fényforrás üzletágat. A vállalat új jelmondata "Örökségünk az innováció" lett. A modern Tungsram továbbra is a fényforrások gyártására koncentrál, a repülőterek, középületek és ipari létesítmények világítási megoldásainak fejlesztésével. A Budapest Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtéren végzett világítási munkálatok során a Tungsram Torofi és PIKO lámpatestek, valamint SLB kültéri lámpatestek telepítése bizonyítja a vállalat elkötelezettségét a modern, szabványos és energiatakarékos világítási megoldások iránt. A Skycourt területén a sávos álmennyezeti rendszerbe illeszkedő Torofi lámpatestek egyenletes világítást biztosítanak, míg a D portai parkolóban és a 45. számú épület környezetében telepített lámpatestek a biztonságos és hatékony megvilágítást szolgálják.
Tungsram-dolgozók: „Lojálisak voltunk a végtelenségig, nem ezt érdemeltük” | 24.hu
A villamos szigetelés fontossága a biztonságban
Az elektromos áramütés elleni védelem célja, hogy ne alakuljon ki veszélyes potenciálkülönbség az emberi test és a földelt részek között, vagy ha mégis, akkor az csak nagyon rövid ideig tartson. A védelmi módok közül az alapszigetelés a legfontosabb, ez az úgynevezett alapvédelem. A hibavédelem pedig egy kiegészítő szigetelés, amely akkor lép működésbe, ha az alapszigetelés meghibásodik. Ebben az esetben a potenciál "akadályba ütközik" a kiegészítő szigetelésben, így nem tudjuk megérinteni a veszélyes potenciált.
Ez a védelmi mód megvalósítható megerősített szigetelés alkalmazásával is, amely a veszélyes potenciálú aktív részek és a megérinthető részek (szerkezet vagy vezeték) között biztosít szigetelést. Ilyen megoldásokkal találkozhatunk például a hajólámpáknál, porcelán lámpatesteknél, sok műanyagházas elosztónál vagy a zsinórvezetékeknél. Fontos megkülönböztetni a védelmi módot az érintésvédelmi osztálytól. Ha egy teljes áramkör vagy berendezés csak kettős vagy megerősített szigeteléssel ellátott szerkezeteket tartalmaz, akkor igazolni kell, hogy hatékony intézkedésekkel, például megfelelő felügyelettel biztosítják, hogy ne lehessen olyan változtatást végezni, amely lerontaná ennek a védelmi módnak a hatékonyságát. Ezért ezt a védelmi módot nem szabad olyan áramkörök esetén alkalmazni, amelyek védőérintkezős csatlakozóaljzatot tartalmaznak.
A villámvédelem szigetelésének kérdése is kiemelten fontos. A villámvédelmi rendszereknél a levezető környezetében lévő érintési és lépésfeszültség kérdéseit komolyan kell venni. Számos épületen, beleértve oktatási intézményeket is, látható olyan kialakítás, amely kockázatelemzés alapján történik, de mégis fennáll a veszélye az áramütésnek viharos időben. Bár a szabályoknak megfelelhet a kialakítás, egy figyelmeztető felirat javasolt, különösen olyan helyeken, ahol gyermekek tartózkodnak, akik nem mindig tudnak olvasni. Egyetlen halálos baleset is elfogadhatatlan kockázatot jelent.
A villámvédelmi szabványok (például az MSZ 274 sorozat) részletesen foglalkoznak az érintési és lépésfeszültség elleni védelemmel. A szabványok előírják a talajfelszín ellenállását a levezető 3 méteres környezetében, valamint fizikai korlátozásokat, mint például elkerítés vagy figyelmeztető táblák kihelyezése. Az érintési feszültség csökkentésére alkalmas a levezető villamos szigetelése speciális, bevizsgált szigetelőanyagokkal, például térhálós polietilénnel. A lépésfeszültségből eredő kockázat csökkenthető potenciálkiegyenlítő hálóval, amely összeköttetésben van az építmény földelőrendszerével. A szabványok újabb kiadásai egyértelműbben fogalmazzák meg ezeket a követelményeket, hangsúlyozva, hogy általános esetben, ha emberek tartózkodnak a villámvédelmi levezetők közelében, életveszély is fennállhat.
A 15 cm kavicsréteg használata a talaj felső rétegének szigetelésére a szabvány újabb kiadásaiban már nem szerepel, mivel a kutatások bebizonyították, hogy ez a legtöbb esetben nem ad megfelelő védelmet. A figyelmeztető tábla mint védelmi intézkedés csak olyan helyeken alkalmazható, ahol az ott tartózkodó személyektől elvárható, hogy a táblán tanácsoltak szerint viselkedjenek. A 3D-s szimulációs szoftverek lehetővé teszik a várható lépésfeszültség értékének kiszámítását, ami összehasonlítható a szakirodalomban megadott, áramütést okozó határértékekkel. Ez segítséget nyújt a megfelelő védelmi intézkedések tervezésében.
A villámvédelem szigetelése terén a hibás szabványalkalmazás és a rossz gyakorlat jelenti a fő problémát, nem pedig maguk a szabványok. Az oktatás és a továbbképzések révén lehet ezen változtatni. Az építési és kivitelezési tevékenység során a villámvédelemhez kötődő érintési- és lépésfeszültség elleni védelemi intézkedések meghatározása alapvetően tervezői feladat és felelősség. Mivel az érintési és lépésfeszültség okozta áramütés kockázata közvetlenül az emberi életet veszélyezteti, és ma már sokkal több információ áll rendelkezésre a lehetséges kockázatokról, mint néhány évtizeddel ezelőtt, egy nem norma szerinti villámvédelmi rendszer átalakítása és felújítása során a jelenlegi tudásunk alapján kell értékelni a kockázatot, és ennek megfelelően kell meghozni a szükséges védelmi intézkedéseket.
A villamos berendezések biztonságos üzemeltetéséhez elengedhetetlen a megfelelő szigetelés, a rendszeres ellenőrzés és karbantartás, valamint a hatályos szabványok betartása. A Tungsram, mint a magyar ipar egyik ikonikus márkaneve, továbbra is hozzájárul a biztonságos és hatékony villamos megoldásokhoz, legyen szó világításról vagy más speciális alkalmazásokról. A múltbéli tapasztalatok és a folyamatos innováció ötvözésével a vállalat a jövőben is fontos szerepet játszik a villamos iparban.
tags: #tungsram #villamos #szigeteles