A villanypásztor rendszerek alapvető működése a magasfeszültségű impulzusok által okozott kellemetlen áramütésen alapul, amely visszatartja az állatokat a kerítésen belül. Ahhoz, hogy egy villanypásztor hatékonyan működjön, kulcsfontosságú a megfelelő tervezés, telepítés és karbantartás, amelynek középpontjában a nagyfeszültségű tekercsek és a földelés áll.
A villanypásztor működésének alapelve és a nagyfeszültségű impulzusok
A villanypásztor egyfajta elektromos kerítés, amely impulzusokat generál az állatok kerítésen belül tartása érdekében. A villanypásztor készülék körülbelül másodpercenként magasfeszültségű impulzusokat bocsát ki, ez a működésének az alapelve. Ezeknek az impulzusoknak a feszültsége 6.000-10.000 V között változik, a készülék típusától függően. Fontos paramétere az impulzusenergia, amit Joule-ban fejeznek ki. Bár az előállított feszültség több ezer voltos, az emberekre és az állatokra veszélytelen, mivel az áramerőssége kicsi, de kellemetlen, csípő érzéssel jár a vezeték megérintése. Az áram a villanypásztor készülékből indul, végigmegy a kerítésrendszeren, majd a földelésen keresztül jut vissza a kiindulási pontba. Ha az állat a kerítéshez ér, akkor az áramkör rövidre záródik, az áram az állat testén keresztül a talajba jut, onnan pedig a földeléshez.
A villanypásztor rendszer tervezése
A villanypásztor építése előtt mindenképp előre meg kell tervezni a kerítésrendszert, hogy tudjuk a szükséges anyagok mennyiségét és a megfelelő villanypásztor készülék kerüljön telepítésre.
1. A bekerítendő terület számítása
A terület kerületének kiszámításával tudjuk meg a vezeték hosszát, majd megszorozzuk a vezetéssorok számával. Ez az első lépés a pontos anyagmennyiség meghatározásához.
2. Állatfajta szerinti paraméterezés
Itt a kerítés magasságát határozzuk meg, ami függ az állatfajtától. Számolnunk kell az oszlopok vagy karók földbe helyezett hosszával is. A használt vezeték típusát is ki kell választani, lehet zsinór, szalag, kötél vagy drót. Az oszlopok közötti távolságot is meg kell határozni a domborzat és a vezeték típusa alapján. Különböző állatfajokhoz más és más kerítésparaméterek szükségesek. Ha a kérdéses állatfajta nincs jelen a listában, a következő módon állapítható meg a vezetékek magassága: A fő vezetéket az állat marmagasságánál kell kihúzni. Két vezetéksor esetén a második vezeték az állat marmagasságának felénél haladjon, három vezetéksor esetén harmadolja az állat marmagasságát. A legalsó vezeték 25-30 cm-nél alacsonyabban ne haladjon növényzet között, mivel fokozottan fennáll a rövidzár képződése. Növényzettől mentes helyen nincs ilyen probléma, itt a legalsó vezeték akár 10 cm magasságban is haladhat.
3. A vezeték ellenállása és a feszültségesés
Ez egy Ohm/méterben (Ω/m) kifejezett mennyiség, minél kisebb az értéke, annál kisebb a feszültségesés a vezetékben egy adott távolságon belül. A fémszálakat tartalmazó, többnyire műanyag szálakból álló villanypásztor vezetékek ellenállása általában 0,1 és 15 Ω/m között változik. Minél kisebb az Ω/m értéke, annál alkalmasabb a vezeték hosszú kerítés kialakítására. A kis ellenállású vezeték 0,1-1 Ω/m, a közepes ellenállású 1-5 Ω/m, a nagy ellenállású pedig 5-15 Ω/m. A kerítés-rendszerben lévő vezetékben szállított elektromos áram feszültsége arányosan csökken a távolsággal, a vezeték ellenállásának függvényében. A nagy ellenállású vezetékkel épített rendszer távolabbi pontjain nagyon lecsökken a feszültség, ezért a rendszer kevésbé, vagy egyáltalán nem lesz hatékony. Több vezetéksort használva csökkenthetjük az elektromos ellenállást. Ha a kerítés több párhuzamos vezetékből áll, az kedvező az elektromos ellenállás csökkentése szempontjából. Két, vagy több párhuzamos vezeték alkalmazása esetében a gyártó által ajánlott maximális kerítéshossz megduplázható.
4. A villanypásztor készülék kiválasztása
A készülék energiáját Joule-ban mérik. Minél nagyobb energiájú a villanypásztor készülék, annál alkalmasabb egy hosszabb kerítés és nagy testű vagy hosszú szőrű állatok számára. Általában a legtöbb villanypásztor készülék 12V-os egyenárammal működik. A megfelelő készülék kiválasztása után lehet összeállítani, a hozzá paraméterekben illeszkedő egységekkel, a komplett villanypásztor elektronikát.
5. A villanypásztor földelése - A kerítésrendszer szíve
A hatékony villanypásztor földelés kulcsfontosságú, hiszen a kerítésrendszer szíve. A legjobb kerítés és a legerősebb villanypásztor készülék sem ér semmit, ha a földelés nem működik megfelelően. A földelés a visszavezető út a készülékhez: az áramkör csak akkor záródik, amikor az állat megérinti a vezetéket, és az áram a talajon, valamint a földelőrudakon keresztül visszafolyik a készülékbe. A gyenge kerítésfeszültség leggyakoribb oka a nem megfelelő földelés. A rendszer elengedhetetlen kelléke a földelő rúd. Már tervezéskor ki kell jelölni a helyét, mely meghatározza a villanypásztor készülék jövőbeni elhelyezését is. A földelés galvanizált, horganyzott fémrúd, melynek a vége menettel ellátott. Ajánlott árnyékos, nyirkos helyen a földbe helyezni legalább 1 méter mélyen. Ha a kerítésrendszerünk több km hosszú, akkor a megfelelő földelés eléréséhez több földelési pontot kell létrehoznunk, tehát a földelő rúdból több darabot kell elhelyezni. A földelő rúd mennyiségét a villanypásztor készülék energiája, a kerítésünk hossza és a földünk nedvességtartalma határozza meg. Ökölszabály: minden Joule kimenő energia után legalább egy 1 méter hosszú földelőrudat kell használni. Ügyeljen rá, hogy a földelőrudakat a lehető legnedvesebb helyen üsse le. A száraz homok vagy köves talaj rendkívül rosszul vezeti az áramot. Erős készülékeknél vagy száraz talajnál használjon több földelőrudat, egymástól kb. 3 méter távolságra. Csak így biztosítható, hogy az impulzus veszteség nélkül célba érjen.
Földelőrudak és földkábelek helyes használata
A professzionális telepítéshez kiváló minőségű földelőrudakra és speciális földkábelekre van szükség. A földkábel nagyfeszültség-álló összeköttetésként szolgál a készülék földelő csatlakozója és az első rúd között. Ha több rudat használ, azokat is a föld alatt, kábelekkel kell összekötni a korrózió elkerülése és a tartós vezetés érdekében. Fontos, hogy a villanypásztor földkábeleknek 15.000V-ig nagyfeszültség-állónak kell lenniük, tehát nem használható normál kábel.
6. A szigetelők mennyisége és típusai
A kerítésrendszerünk fő alkotóelemei a szigetelők. Ezek biztosítják a kerítés vezetékeinek megfelelő szigetelését a tartószerkezettől egy esetleges rövidzárlat ellen. A mennyiség az oszlopok és a vezetéksorok számától függ. Az oszloptípushoz megfelelően választhatunk metrikus vagy facsavaros menettel ellátott szigetelők közül. Fontos, hogy a villanypásztor szigetelők nagytisztaságú műanyagból készüljenek, hiszen ez meghatározó az elektromos rendszer megfelelő feszültségének elérésében. Válassza a villanypásztor kerítésünk vezeték típusához megfelelő szigetelőt (zsinór, szalag, kötél, vagy drót). A vezetékeket soha ne tekerjük a szigetelő köré. A vezetékeknek szabadon kell átmenniük a szigetelőn, így megtartják rugalmasságukat és egy feszítő alkalmazásával tudjuk állítani a feszességüket.
7. Oszlopok, karók
A kerítés oszlopok, karók mennyiségének és magasságának meghatározásakor több tényezőt is figyelembe kell venni. Fáktól, bokroktól és egyéb tereptárgyaktól megközelítőleg 50 cm távolságot érdemes tartani. Fontos terepviszonyok esetleges egyenetlenségek kiküszöbölése, vagy a karók, oszlopok megfelelő számú használata. A sarkoknál és a kapuknál erősítés szükséges, vagy vastagabb karók használata ajánlott. A kerítés oszlopai akácfából készülnek, a közbülső karók és távtartók szintén nagytisztaságú műanyag szigetelőkkel vannak ellátva, a feszültség jobb vezetésének érdekében. Leginkább a fa tartóoszlopok használata az elterjedt. A legtartósabb a kérgezett akác minőség. De természetesen, alkalmazható műanyag vagy fém tartóoszlop is. A tartóoszlopok fajtája határozza meg a szigetelők milyenségét. Más szigetelőt kell használni fa és megint mást pl. fém tartóoszlop esetén.
8. Kapuk, csatlakozók
A kerítésünkbe építhetünk kaput, amivel lehetővé tehetjük emberek, gépek és állatok áthaladását. Itt speciális kapuszigetelőket kell használni, melyek erősebbek és ebbe akaszthatjuk a kapufogantyúkat is. A kapufogantyú jól szigetelt markolat, ami megvédi az embert az árammal ellátott vezetéktől. Érdemes szettet vásárolni, amelyben minden szükséges csatlakozó megtalálható. A kapuk nyitásakor megszakad az áram folytonossága a vezetékekben.
9. Teszter
A villanypásztor kerítésrendszerek egyik fontos kelléke. Segítségével a kerítésrendszer különböző pontjain mérhetjük meg a feszültséget. A villanypásztor vezetékében lévő feszültséget nem lehet "ránézésre", vagy "érintéssel" megállapítani. A feszültség értékének ismeretéhez speciális villanypásztor-tesztert kell használni.
Villanypásztor vezeték típusai
A villanypásztor vezetékek kiválasztása kulcsfontosságú a kerítés hatékonysága szempontjából, és számos tényezőtől függ, mint például az állatok típusa, a kerítés hossza és az ideiglenesség vagy állandóság.
Zsinór
A zsinór a leggyakrabban használt, legáltalánosabb vezetéktípus, mivel igen jó az ár/érték viszonya. Ideiglenes kerítések kialakítására alkalmas. Az összetétele túlnyomó részt sodort műanyag szálak együttese, amelyek vékony fémszálakkal vannak betekerve, ezek vezetik és adják át az elektromosságot. A zsinór összvastagsága 2-3 mm között változik. A zsinór anyaga UV-rezisztens, így huzamosabb ideig, akár évekig is használható jelentős roncsolódás nélkül. A zsinór fő hátránya a kis láthatóság és kis szakítószilárdság.
Szalag
A szalag főként akkor használandó, ha a vezeték láthatósága fontos. Általában lovak és sertések számára ajánlott. A szalag 10, 20 és 40 mm széles kivitelben kapható, és csakis ideiglenes kerítések kialakítására alkalmas.
Kötél
A kötél nagy testű állatok kordában tartására alkalmas - bikák, tehenek, lovak, medvék stb., mivel nagy a szakítószilárdsága.
Drót (acélsodrony)
Az acélsodrony leginkább hosszú távra kialakított, permanens kerítések építésére alkalmas. Nem ajánlott a lágyvasból, rézből készült, vagy más típusú drótok használata, mivel nagyon gyorsan feszítéssel, szakadással, vagy korrózióval kapcsolatos problémák lépnek fel a rendszerben. A horganyzott vasdrót ugyan megfelel a célnak, de ebből csakis a 2,5 mm vastagság feletti átmérő a megfelelő. A fémhuzallal kialakított villanypásztor legfőbb problémája a hőmérsékleti tényezők által létrejövő nyúlás-zsugorodás, ami feszítőelemek beiktatásával kitűnően kompenzálható.
A villanypásztor tápellátása
A villanypásztor rendszerek tápellátása többféle módon is megoldható, a helyszíni adottságoktól és az igényektől függően.
- 230V-os berendezés lakott területen belül használható. A hálózat mellett tudjuk a készüléket üzembe helyezni. Ez a megoldás a legmegbízhatóbb és a legkevesebb karbantartást igényli.
- Szintén 220V-os hálózat mellett egy 12V-os adapter segítségével tudjuk táplálni a kerítésrendszert. Ez a megoldás flexibilisebb, mint a közvetlen 230V-os csatlakozás, és lehetővé teszi a készülék biztonságosabb elhelyezését.
- 12V-os autóakkumulátorra csatlakoztatjuk a rendszert. Ez a megoldás ideális olyan területeken, ahol nincs hozzáférés hálózati áramhoz. Az akkumulátorok rendszeres töltése vagy cseréje szükséges.
- Ha 12V-os akkumulátoros rendszert telepítünk, akkor lehetőség van napelemes rendszer kiépítésére is, mely gondoskodik az akkumulátor folyamatos töltöttségéről. Ez a leghatékonyabb mód a rendszer folyamatos önálló működéséhez, különösen hálózati csatlakozás nélküli területeken (erdő, mező, gyümölcsös, kiskert…). A napelemet déli irányba és 45 fokban megdöntve kell telepíteni egy töltésvezérlő közbeiktatásával, ami megfelel az előírásoknak.
A villanypásztor rendszerek alkalmazási területei és karbantartása
A villanypásztoros kerítésrendszerek széles körben használhatók, mivel jó megoldást nyújtanak erdősítések, erdőtelepítések, mezőgazdasági kultúrák, gyümölcsösök, szőlőültetvények, vadaskertek védelmén túl háziállatok és haszonállatok elkülönítésére lopáskár megelőzésére, valamint korszerű állattartás és legeltetéstechnika megvalósítására is. Az aktív védelem miatt nagy hatékonysággal látják el feladatukat. Ám a felhasználónak tudnia kell, hogy ez csak rendszeres karbantartással érhető el.
Karbantartási feladatok
Az állandó vegetáció miatt csökken a védelemre alkalmazható energia. A vegetációt eltávolíthatjuk totális gyomirtóval, vagy kézi kaszálással ezzel növeljük rendszerünk megbízható működését. Az akkumulátorok szükség esetén történő töltése illetve cseréje szintén üzembentartói feladat. Az elektromos sokkhatás mechanikai védelemmel kombinálva biztosítja a hatékonyságot.
Speciális villanypásztor megoldások és technikai részletek
A villanypásztor rendszerek műszaki paraméterei a felhasználási igényekhez igazodnak. Más típusú elektromos rendszert kell alkalmazni a vadak kártevései elleni védekezés esetén, mást az állatállomány karámrendszereinek kialakításánál és megint más villanypásztor kiépítése szükséges a háztáji állatok és házi kedvencek korlátozására.
Magasfeszültségű kábelek
A magasfeszültség levegőben, vagy földben való továbbvitelére alkalmas kábel rendkívül fontos. Kellőképpen szigetelt vezeték, amely a magasfeszültség továbbvitelére alkalmas, például a villanypásztor készülék és a kerítés között. Szigetelése által alkalmas akár 20 kV átvitelére is, jelentős veszteségek nélkül. Rugalmas, ezáltal jobban bírja a taposást. Bárhova hozzáér, nem csinál rövidzárlatot.
Kombinációs kerítésrendszerek
A vaddisznó kártétele ellen például legalább 100 centiméter magas, 4,6-6 milliméter vastag elemi drótszálas kerítés javasolt. Mielőtt belevágunk az építkezésbe, mindenképpen kérjünk szaktanácsot vagy forduljunk kivitelezőhöz. A kombinációs villanypásztoros kerítés, mely alul vadhálóval készül, amibe szintén feszültséget vezetünk, így biztosítva a vaddisznók távol tartását.
DIY villanypásztor projektek és a nagyfeszültségű tekercsek
A villanypásztor telepítését a háztáji gazdaságokban, udvarban, kiskertben az ügyes házigazda gond nélkül el tudja végezni, mivel telepítése egyszerű és gyors. Az önálló villanypásztor rendszer telepítését - igény szerint - megkönnyítjük megfelelő információk és tanácsok nyújtásával. Azonban, ha valaki mélyebben belemerül a nagyfeszültségű tekercsek világába, az izgalmas projektekhez vezethet, mint például egy iskolai szikrainduktor vagy Van de Graaf generátor építése.
Szikrainduktorok és transzformátorok
A magasfeszültségű impulzusok előállításához transzformátorokra és rezgőkörökre van szükség. A kondenzátor kisütő árama a primer tekercsben eredményezi a szekunder feszültséget. Régi sorkimenők is felhasználhatók ilyen célra, de fontos a megfelelő meghajtó áramkör kiválasztása. A ZVS (Zero Voltage Switching) meghajtás például jó megoldás lehet.
Ózontermelés és biztonság
A magasfeszültség ózont termelhet. Ha valaki érzi az ózont, az még nem káros. Károssá akkor válik, ha hányingere van tőle valakinek, vagy megfájdul a feje. Az ionizátorok 7,6KV/Dc feszültségen nem termelnek káros mennyiségű ózont.
Tekercsek méretezése
A primer tekercs feszültségének növelésével nagyobb szekunder feszültség érhető el. A paraméterek megállapításához nem csak kísérletezés, hanem méretezési eljárások is léteznek. Az induktivitások méretezéséhez a mágneses keresztmetszet (A) és a maximális mágneses indukció (B) katalógusadatokra van szükség. Ferritmagok esetében a magasabb frekvenciák is kezelhetők. Például egy 20 kHz-es működési frekvencia esetén egy T35-ös anyagú ferritmaggal (külső átmérő: 28mm, belső átmérő: 10.5mm, magasság 19mm) körülbelül 2 Volt/menet jön ki, tehát 8-10 menetes primer és 200-250 menetes szekunder tekerccsel lehet számolni. Így 12V-ról kb. 300V-ra tölthető a kondenzátor.
Áramköri megoldások
SG3524-gyel felépített, rövidzár védett, stabilizált ellenütemű átalakító javasolt lehet. A FET-tel párhuzamos kondenzátor és a Schottkydióda csak záróüzemű, rezonáns táp esetén van értelme. Fontos a védőellenállás beiktatása és a szkópos mérés a tüskék elkerülése érdekében, melyek átüthetik a tranzisztort. A szekunder körben elhelyezett soros RC-taggal lehet a tüskéket elnyelni, de ez rontja a hatásfokot. Alacsony teljesítmény mellett az ellenütemű kapcsolás nem feltétlenül a leghatékonyabb megoldás. A transzverter túlterhelésének elkerülése érdekében soros ellenállás beépítése javasolt a tirisztor elé.
tags: #villanypasztor #nagyfeszultsegu #tekercs