Mi lenne akkor ha a tápláló transzformátor csillagpontja nem lenne földelve?

Egy 230 V-os rendszer esetén ha csak a három fázis lenne kivezetve, akkor természetesen bármelyik két fázis között 400 V feszültség lenne. De csak így záródna az áramkör, mivel a föld (Föld) nem része az áramkörnek egyetlen fázis megérintése nem zárná az áramkört.

Ha a csillagpontot is kivezetjük, akkor a fázisok között ugyanúgy 400 V feszültség lenne, a fázis és a „nulla” között meg – ahogy most is – 230 V feszültség lenne. Ennek van egy előnye, ha a négy vezetéknek csak az egyikét érinted meg, akkor nem záródik az áramkör, hiszen itt sem része a föld az áramkörnek.

De ha a földeletlen nulla esetén önmagában egyik vezeték megérintése sem zárja az áramkört, akkor nem lenne ez praktikusabb balesetveszély szempontjából? Első blikkre igen. De nem véletlenül földelik le a nullát. Az egyszerűség kedvéért vegyünk egy egyfázisú rendszert, ahol a nulla nincs leföldelve. Itt tulajdonképpen nem is nulláról, meg fázisról kell beszélni, hanem egy A és egy B vezetékről, ami között 230 V feszültség van. Vegyünk egy gyárat. Van egy fémházas gép. Az „A” vezeték szigetelése megsérül, és a vezeték hozzáér a fémházhoz. Mi történik? Semmi. Megfogod a fémházat? Semmi. És lehet eltelik három év így, anélkül, hogy bármilyen mérhető, észrevehető jele lenne annak, hogy valami nem stimmel. Ott van tőle egy méterre egy másik gép. Ott a „B” vezeték szigetelése sérül meg, a vezeték hozzáér a házhoz. Mi történik? Semmi. Megfogod a házat? Semmi. Nagyszerűen telnek a napok, amíg egy unatkozó munkás rá nem könyököl úgy a gépre, hogy az egyik keze az egyik géphez, a másik keze a másik géphez ér hozzá. Azonnal zárja az áramkört, méghozzá a lehető legrosszabb módon, az áram kvázi a szívén folyik keresztül. Mindez úgy történik meg, hogy bármilyen érzékelhető előjele lenne a dolognak.

Jó, akkor mit is nyerünk, ha mondjuk az „A” vezetéket leföldeljük? Abból lesz a nulla. A másikból meg a fázis. Ha a két fémházas gép egy-egy szigetelő talpon áll, akkor a helyzet ugyanaz. A vezetékek szigetelésének meghibásodásával az áramkör nem záródik, a hiba észrevétlen marad. De ha mindkét gép fém házát leföldeljük, akkor mi történik? Ha a nulla hibásodik meg, akkor semmi. Önmagában nem ráz. Ha viszont a fázis sérül meg, akkor a földelésen, a földön, meg a leföldelt nullán keresztül záródik az áramkör, rövidzár keletkezik. Sok esetben úgy, hogy nincs ember a közelben, így nem történik baleset.

Lehetne azt is csinálni, hogy nem külön földelést használunk, hanem a nullát kötjük rá a gépre. A dolog ugyanúgy működne… Egészen addig, amíg valaki valahol fel nem cseréli véletlenül a két vezetéket. Pont emiatt a földelést külön kell vezetni. Régebbi házakban lehet még látni olyan spórolós megoldást, hogy a konnektorban a nulláról van leágazva a földelés. Amíg a vezetéket mondjuk a plafonnál a megfelelő módon kapcsoljuk össze, addig oké, de ha ott véletlenül felcseréljük, akkor a fémházra nem a nullát, hanem a fázist fogjuk rákötni, a fémház megérintésével azonnal záródik az áramkör. Pont ezért van külön földelés vezeték, illetve mondjuk egy gyárban ezért van direkt módon leföldelve a gép, kvázi a földbe levert fémkaróra van rákötve a gépház.

Persze itt transzformátorról van szó. Ott meg azért nem mindegy, hogy mekkora teljesítményről van szó. Egy 5 V-ra letranszformált feszültség esetén nincs gond, nyugodtan lehet földeletlenül hagyni a csillagpontot. De egy 100 V-ra letranszformált feszültség esetén sokkal veszélyesebb helyzetet lehet teremteni.

Hogy a csillagpontot leföldelik-e, annak oka, illetve az alkalmazott módszer előnyei és hátrányai többfélék lehetnek, az egyik ezek közül az előző hozzászólásokban tárgyal, a meghibásodott készülékek érintése esetén bekövetkező áramütés elleni védelem kívánalmai, amit régen érintésvédelemnek hívtak, aztán hívták közvetett érintés elleni védelemnek, most meg hibavédelemnek hívják.

Ilyen okok lehetnek az ellenőrizetlen (és ellenőrizhetetlen) feszültségviszonyok az egyes vezetők között, hiba esetén a hálózat igénybevétele, az üzem folytonosságának követelményei, túlfeszültségek esetén a megengedett igénybevétel meghatározása, a nagyobb feszültségű oldalról feszültségáthatolás elleni védekezés módja, stb.

A fentebb írottakhoz azért, bocs, írnék még egy keveset.

A hibaáram-relé nem korlátozza a testen áthaladó áramot. Az pont annyi, amennyi hibaáram-relé nélkül lenne. Korlátozni akkor korlátozna, ha a szinusz nullaátmeneténél kezdődne az áramütés, és mielőtt az áram elérné a maximumot, azelőtt kapcsolna le a relé.

Amikor már hálózatról beszélünk, akkor a földeletlen hálózat üzemi vezetőjét (illetve a testzárlat miatt ezen vezető feszültségét adó készüléktestet) sem lenne ajánlatos megérinteni. A szigetelési ellenállás véges volta miatt, illetve a kapacitások miatt zizegni fog az ember szeme. Egy 2-300 m-es földkábeles hálózatnál meg már összejön annyi kapacitív áram, amennyi a halálos áramütéshez elegendő.

(Az előzőben említett szempontokra itt rávilágítva, ugyebár a totál szimmetrikus hálózaton a csillagpont a dolgok természetéből kifolyólag a földpotenciálon van, de ha ez a hálózat nem nulla kiterjedésű, akkor tulajdonképpen a szigetelési ellenállások tartják fenn ezt a szimmetriát. Mihelyt Jóska megérinti az egyik fázisvezetőt, és ugye Jóska ellenállása sokkal kisebb, mint azok a szigetelési ellenállás megaohmok, a megérintett fázis feszültsége jól lecsökken, a csillagponté felemelkedik, a másik két fázis feszültsége meg szintén megemelkedik a vonali közelébe. Ha volt egy kétes pont a másik fázisok szigetelésében, akkor a gyors feszültségemelkedéstől átüt, és Dang!)

Ezért hát egyrészt a készüléket földelni kell, és ha a földelés méretezett, akkor Jóska rákönyökölhetne, miközben a gép villamosan meghibásodva ugyan, de termeli a lőszert (A Csepel Művek volt hadiüzem, ott a gépek ilyen hálózatról mentek), másrészt meg berendezés azonnal jelzi, hogy földzárlat van, és akkor a lehető legkorábbi alkalmas időpontban ezt meg kell keresni (a lőszergyártó pajtások ebédszünetében, stb), mivel ha fellép a másik fázisban is földzárlat, akkor az kikapcsolódással jár, és a parancsnok Makarovval a kezében elkezdi keresni a felelőst.

Nullát akkor lehet a gépre kötni (akár közvetlenül [bár akkor nem nullának, hanem PEN-nek hívjuk], akár külön védővezetővel leágazva a nulláról, ha a csillagpont földelve van.