Sähköasennusten suojaus osa 3 Johdon kuormitettavuus ja ylikuormitussuojaus

Transkriptio

1 Sähköasennusten suojaus osa 3 Johdon kuormitettavuus ja ylikuormitussuojaus Tapio Kallasjoki 2/2014

2 Ylikuormitussuojauksen ehdot Johdon ylikuormitussuojauksen ja kuormitettavuuden on täytettävä kaksi ehtoa: 1) I b I n I z, jossa I z I b = johdon mitoitusvirta I n = suojalaitteen nimellisvirta I z = johdon kuormitettavuus I n Kuormitus P, cos I b

3 toinen ehto 2) I 2 1,45 x I z, jossa I 2 = virta, jolla suojalaite toimii luotettavasti - sulakkeen ylempi sulamisrajavirta - johdonsuojakatkaisijan toimintarajavirta Iz = johdon kuormitettavuus I 2 = k x I n Kerroin k riippuu suojalaitetyypistä

4 Sulakkeiden toimintarajavirtoja k

5 gg-tyypin sulakkeille voidaan laskea, millaista kuormitettavuutta eri nimellisvirtaiset sulakkeet edellyttävät johdolta Laskentakaava: I 2 1, 45 I z I = k 2 I n k I n 1, 45 I z k I 1, 45 z I n

6 Johdonsuojakatkaisijoiden ominaisarvoja k B-, C- ja D-tyypin johdonsuojakatkaisijoille I z I n, koska I 2 1, 45 I z I = k 2 I n k I n 1, 45 I z k I 1, 45 z I n Ja k = 1,45 k

7 Johdon kuormitettavuuden ja ylikuormitussuojan määrittäminen (kun asennettu johto tiedetään) Selvitä asennetun johdon ominaisuudet Selvitä johdon asennustapa ja referenssiasennustapa Hae kuormitettavuus kuormitustaulukoista Korjaa tarvittaessa saamaasi kuormitettavuuden arvoa korjauskertoimilla Määritä sopiva ylikuormitussuoja kuormitettavuuden perusteella

8 Johdon ominaisuuksien selvittäminen tyyppimerkinnän perusteella Johdinlaji Jos tyyppimerkinnän ensimmäinen kirjain on A, johdinlaji on alumiini ja muussa tapauksessa kupari Eristemateriaali Jos merkinnässä on X-kirjain, eriste on PEX ja muussa tapauksessa PVC Poikkipinta-ala Poikkipinta-ala näkyy suoraan neliömillimetreinä tyyppimerkinnästä. Äärijohtimen poikkipinta-ala määrää kuormitettavuuden. Kuormitettujen johtimien lukumäärä Yksivaiheisessa johdossa kuormitettuja johtimia on kaksi ja kolmivaiheisessa kolme Monijohdinkaapeli vai erilliset johtimet? Jos merkintä alkaa suoraan kirjaintunnuksella kyseessä on monijohdinkaapeli. Jos tunnus alkaa numerolla (=johtimien lukumäärä), kyseessä ovat joko yksijohdinkaapelit tai erilliset peruseristetyt johtimet.

9 Eristemateriaalien suurimmat sallitut jatkuvat lämpötilat

10 Johdon asennustavan, referenssiasennustavan ja kuormitettavuuden määrittäminen Johdon asennustapa määritetään standardin SFS-EN taulukosta 52-3 (52H) Taulukon vasemmasta reunasta näkyy referenssiasennustavan kirjainmerkintä Referenssiasennustavat ovat taulukossa A.52-1, josta löytyy opastus kuormitustaulukoihin. Johdon ominaisuuksien perusteella valitaan oikea kuormitettavuustaulukko (taulukot A A.52-9) Haetaan valitusta taulukosta kuormitettavuus poikkipinta-alan perusteella

11 Esimerkki asennustapataulukosta

12 Referenssiasennustavat 1(2)

13 Refenssiasennustavat 2(2)

14 Esimerkki kuormitustaulukosta

15 Korjauskertoimet Kuormitettavuustaulukot on laadittu yksittäisille johdoille määrätyissä oletusympäristöissä (ilman lämpötila +25 C ja maan lämpötila +15 C. Jos tilanne poikkeaa oletetusta, kuormitettavuusarvoja on korjattava seuraavilla korjauskertoimilla: Lämpötilan korjauskertoimet: taulukot A ja A Maalajin korjauskerroin: taulukko A (oletuksena puolikuiva savi tai kostea sora, korjauskertoimet annettu lämpöresistiivisyyden perusteella; eri maalajien lämpöresistiivisyysarvoja julkaisun D taulukossa 52.10) Ryhmäkorjauskertoimet (lähistöllä olevien muiden johtojen vaikutus): taulukot A A.52-21

16 Esimerkki ryhmäkorjauskertoimista

17 Esimerkki maahan asennetun kaapelin korjauskertoimista Lähde: D1-2012

18 Lämpöeristeen vaikutus läpimenevän kaapelin kuormitettavuuteen Lähde D1-2012

19 Johdon poikkipinta-alan ja ylikuormitussuojan määrittäminen (kun mitoitusvirta tai teho tunnetaan) Määritä virtapiirin mitoitusvirta Määritä sopiva ylikuormitussuoja mitoitusvirran perusteella Selvitä ylikuormitussuojan edellyttämä kuormitettavuus johdolta Valitse sopiva johtolaji Selvitä johdon asennustapa ja referenssiasennustapa Selvitä korjauskertoimet ja korjaa tarvittaessa laskemaasi kuormitettavuuden arvoa vastaamaan kuormitustaulukon oletuksia Hae riittävä poikkipinta-ala kuormitettavuuden perusteella kuormitustaulukoista

20 Oikosulkusuojauksen ehdot Oikosulkusuojan on pystyttävä katkaisemaan suurin pirissä esiintyvä oikosulkuvirta Poiskytkennän on tapahduttava ennen kuin suojalaitteen suojaamat piirit vaurioituvat t = ( k x A / I ) 2 jossa t on oikosulun sallittu kestoaika (s) K on johdinvakio I on oikosulkuvirran suuruus (A)

21 Ylikuormitussuojien sijoittaminen

22 Ylikuormitussuojien pois jättäminen

23 Ylikuormitussuojien pois jättäminen

24 Jännitteen alenema kuluttajan asennuksissa Jännitteen alenema kuluttajan asennuksissa saa suositusten (ST 13.31) mukaan olla korkeintaan 4% liittymispisteen ja sähkölaitteen välillä. Alenema voidaan laskea seuraavien yhtälöiden avulla: Yksivaiheinen kuorma, vaihtovirta: U v = I 2 l ( r cosϕ ± x sinϕ) Kolmivaiheinen kuorma, vaihtovirta: U v = I l ( r cosϕ ± x sinϕ) Suhteellinen alenema: jossa U = 230 V v U v u(%) = 100% U v l on johdon pituus, I on virta sekä r ja x ovat johdon resistanssi ja reaktanssi, plus-merkki induktiivisella ja miinus-merkki kapasitiivisella kuormalla.

25 Harmonisten yliaaltojen aiheuttamia mitoitusongelmia Kolmella jaolliset yliaaltovirrat ovat samanvaiheisia ja summautuvat nolla- tai PEN-johtimeen. Siksi mitoitus saatetaan joskus joutua tekemään nollajohdon virran mukaan oheisen taulukon perusteella: 3. yliaalto Osuus vaihevirrasta % >45 Korjaustekijä Mitoitus tehdään vaihevirran perusteella 1 0, Mitoitus tehdään nollajohtimen virran perusteella - - 0,86 1

26 Lähde: SFS-käsikirja 600

27 Johdon mitoitukseen ja valintaan vaikuttavia ympäristötekijöitä

28 Johtoteiden valinnassa huomioon otettavia tekijöitä kaapelit saadaan vahingoittumatta ja helposti asennetuksi kaapelipituudet tulevat mahdollisimman lyhyiksi kaapelireiteille jää riittävästi varaa tulevaisuuden laajennuksia varten helposti häiriintyvät telekaapelit ja vahvavirtakaapelit sijoitetaan riittävän kauas toisistaan asennustyön ulkonäkö tyydyttää tilaajan vaatimuksia

29 Johtoteitä Tehdasvalmisteisia johtoteitä putket alumiiniset kaapelihyllyt teräsprofiiliset kaapelihyllyt ripustuskiskot johtokanavat listat kosketinkiskot Lisäksi käytetään rakennusosista valmistettuja johtoteitä - ontelolaatat - kotelolaatat - lattiakanavat - listat - asennuslattiat ja alaslasketut katot - seinä- ja kattorakenteet putkettomassa asennuksessa

30 Esimerkki kaapelihyllystä

31 Esimerkki ripustuskiskojärjestelmästä

32 Esimerkki johtokanavasta Johtokanavia on sekä muovista että alumiinista valmistettuja. Kanaviin asennetaan asennuskaapelit ja rasiakojeet. Kanavissa voi olla erilliset kannella avattavat osat tele- ja vahvavirta-asennuksille.

33 Pistorasiapylväs käytössä erityisesti avotoimistoissa vaatii liitäntärasiat kattoon, esimerkiksi valaisinripustuskiskoon

34 Käytännön mitoitussääntöjä 10 A ylivirtasuojalla (johdonsuojakatkaisija tai sulake) suojatun johdon ryhmäjohdon poikkipinta on 1,5 mm 2 kuparia. Samaan ryhmäjohtoon saa sijoittaa yleensä enintään 10 kulutuspistettä vaihetta kohden. Kulutuspisteellä tarkoitetaan kiinteää valopistettä tai korkeintaan kaksiosaista pistorasiaa. Kolmiosainen pistorasia lasketaan kahdeksi kulutuspisteeksi. 16 A ylivirtasuojalla suojatun johdon poikkipinta on yleensä 2,5 mm 2 kuparia. Kulutuspisteiden määrä saa olla korkeintaan 15 kpl. Silloin kun ryhmässä on pelkästään pistorasioita, käytetään 16 A ylivirtasuojaa. Pelkästään valaisimia sisältävissä ryhmissä, jolloin kuormituksen ottama teho tunnetaan, voidaan valopisteiden lukumäärä mitoittaa siten, että ryhmäjohdon kuormitus on korkeintaan 90 % ylivirtasuojan nimellisvirrasta. Mitoituksessa on kuitenkin otettava huomioon elektronisten liitäntälaitteiden aiheuttama kytkentävirtasysäys, joka saattaa rajoittaa valaisimien lukumäärää.

35 Vuotovirtojen huomioon ottaminen vikavirtasuojatuissa ryhmäjohdoissa SFS-EN sallii seuraavat vuotovirrat Suojausluokan 0 ja III laitteet 0,5 ma Suojausluokan II laitteet 0,25 ma Suojausluokan I siirrettävät laitteet 0,75 ma Suojausluokan I kiinteät laitteet 3,5 ma Suojausluokan I kiinteät laitteet, joissa on lämpövastus 0,75 ma tai 0,75mA/kW, enintään 5 ma Vikavirtasuoja voi toimia virran arvolla, joka on 50% suojan nimellisvirrasta. Virhelaukaisujen välttämiseksi yhden suojalaitteen taakse liitettyjen laitteiden kokonaisvuotovirta ei saisi ylittää 1/3 suojan nimellisvirrasta, eli henkilösuojauksessa käytetyllä 30 ma suojalla vuotovirta saisi olla korkeintaan 10 ma.

36 Ryhmittelysäädöksiä Samassa asennusputkessa tai johtokanavan erotetussa osassa voi olla useita virtapiirejä, kun johtimien eristys on valittu suurimman esiintyvän jännitteen mukaisesti. Peruseristetyt johtimet suojajohtimia lukuun ottamatta tulee asentaa asennusputkeen tai johtokanavaan. Saman virtapiirin johtimet täytyy olla samassa asennusputkessa, kaapelissa tai johtokanavassa. Tämä ei kuitenkaan koske kaapeleiden rinnankytkentää.

37 Kolmivaiheinen ryhmäjohdon eri vaiheet voivat syöttää eri yksivaiheisia kuormia Lähde: D1-2012