Vikavirtakytkimet henkilö- ja palosuojina

Transkriptio

1 Vikavirtakytkimet henkilö- ja palosuojina M9CF57Cen 1

2 Aihealueet Miksi tarvitaan vikavirtasuojausta? Tarvitaan henkilösuojaus Tarvitaan palosuojaus Tarvitaan laitesuojaus Varmistutaan sähkönsaannista, syötön jatkuvuus Maadoitustapa Vikavirtasuojauksen perusteet Valintaperusteet Vikavirtakytkimet Vikavirtasuojia valittaessa otettava huomioon 2

3 Miksi tarvitaan vikavirtasuojausta? One person electrocuted after he made contact with a gas heater which was plugged into a socket outlet and had become live due to fixed wiring earth An electrician killed after he accidentally picked up live fallen 415 V volts aerial supply cable from the street verge A wom an and a child killed whilst using a high pressure water cleaner. The water cleaner s electrical cable was dam aged and unsafe. A refrigeration mechanic electrocuted while replacing an evaporative air conditioner on a roof. He was using stainless steel mutligrips which came into contact with live conductor 3

4 Miksi tarvitaan vikavirtasuojausta? Sähköisku 33 % Kuolemaan johtanut tapaturma 29 % Palovamma 38 % 4

5 Vikavirtasuojaus Miksi tarvitaan vikavirtasuojausta? Esimerkki Ranskan vuosittaisesta viranomaistilastosta: 20 kuollutta! loukkaantunutta! menetettyä työpäivää! 1 tulipalo 5:stä on sähköpalo! 8 vahinkoa 10:stä on pienjännitepuolella alle 1000 V USA : 400 kuollutta! 86% alle 5 v lapsia Englanti : 25 kuollutta 78 vakavaa vammautumista 5

6 Miksi tarvitaan vikavirtasuojausta? Eri suojaustapoja Suojaseinä < 50V IP2X tai IPXXB kotelointi, suojaverkot etäisyys + huoltomaadoitus + lisäpotentiaalitasus Turvajännite 6

7 Sähkövirran vaarallisuus ihmiselle Henkilösuojaus sähkötapaturma Sähköiskun vaarallisuus ihmiselle perustuu fysiologisiin vaikutuksiin sekä : Vaikutusaika ms A B C1 C2 C Virta-arvoon Vaikutusaikaan ihmiskehossa 100 Virran kulkureittiin ihmiskehossa 50 Virranmuotoon ,1 0,2 0, ma Virta, joka kulkee kehon läpi Is 1 Tuntoraja 3 Kouristusraja 2 Reaktioraja 4 Sydänkammiovärinän raja-arvo Ihmiskehon impedanssiin Summavirtaan, mikäli se on suurempi kuin 30 ma ja virtapiiriä ei katkaista riittävän nopeasti. 7

8 Miksi tarvitaan vikavirtasuojausta? Virranvaikutukset ihmiskehoon 1A sydänpysähdys sydänkammiovärinä 80 ma palovammat hengityslihasten kouristus 50 ma 30 ma lihaskramppeja, ei fysiologisia vaikutuksia 10 ma epämukava tunne 0.5 ma ei vaaratilannetta ei reaktiota 8

9 Miksi tarvitaan vikavirtasuojausta? Ihmiskehon impedanssi Sisäisen impedanssin jakautuminen kehon eri osiin 700 to 6100 Ω : R ( kω ) Dry skin Humid skin Wet skin Immerged skin virtatie kosketusalue ihon kosteustaso yksilö virran taajuus jännite Uc (V) Sydänkerroin: selkä - oikea käsi = 0,3 vasen käsi - vasen jalka = 1,0 9

10 Vikavirtasuojaus Kansalliset standardit ja ohjeistukset vikavirtakytkimien käytöstä 2 tai 4 vvs ryhmäkeskuksessa Kaikki pistorasia ja valaistusryhmä t Pakollinen Suositus 10

11 Vikavirtasuojaus Miksi tarvitaan vikavirtasuojausta? Vikaviratasuojan käyttötarkoitukset Lisäsuojaus kun muut menetelmät pettävät tai käyttäjä on huolimaton Syötön nopea poiskytkentä kosketusjännitesuojauksessa syötön nopeaan poiskytkentään Palosuojaus estää vuotovirtojen aiheuttamia paloja Vikavirtasuojaus suojaa henkilöitä tehokkaasti sähköiskuvaaralta 11

12 Henkilösuojaus Sähkövirran vaarallisuus ihmiselle sähkötapaturma Kaksi vaaratilannetta: Suora kosketus: Ihmisten tai kotieläinten kosketus jännitteisiin osiin (vaihe tai nolla) Epäsuorakosketus: Ihmisten tai kotieläinten kosketus sellaisiin jännitteelle alttiisiin osiin, jotka ovat tulleet jännitteisiksi vian takia. 12

13 Henkilösuojaus Sähkövirran vaarallisuus ihmiselle sähkötapaturma Tapauksia, jossa vikavirtakytkin toimii lisäsuojana Suora kosketus jännitteisiin osiin ja maahan Suojajohdin kytketty väärin Suojajohdin on poikki ja laitteeseen tulee eristysvika Luokan II laitteeseen tulee vika Kulutuskoje on pudonnut veteen 13

14 Palosuojaus Palosuojaus 300mA vikavirtasuoja suojaa tehokkaasti sähköasennuksen eristysvioilta. Mitä suurempi vikavirta sitä suurempi riski tulipalon syttymiseen. 14

15 Sähkönsyötön jatkuvuus Sähkönsyötön jatkuvuus sähkökatkos Uhkana lisääntyvät sähkökatkokset Seuraamukset saattavat olla: henkilöiden turvallisuus vaarantuu (turvalaitteet eivät toimi, ei valaistusta) taloudelliset tappiot (tuotantokatkos) sähkölaitteistoille vaurioita 15

16 Maadoitustapa TN maadoitustapa TN maadoitustapa Maadoitus TN-C järjestelmä Muuntajan tähtipiste on maadoitettu PEN 3 mahdollista asennustapaa TN-C vikavirtasuojaa ei voida käyttää TN-S vikavirtasuojaa voidaan käyttää TN-C-S TN-S järjestelmä Suojaus N PE Ylivirtasuojaus katkaisjoilla tai sulakkeilla Tarkka kokonaisimpedanssin laskenta, jotta saadaan luotettava poiskytkentä eristysvian sattuessa Mikäli asennetaan vikavirtasuoja, niin laskenta ei ole tarpeen. Tämä koskee myös, kun muutoksia on tehty sähköverkkoon 16

17 Maadoitustapa IT maasta erotettu IT maadoitustapa Maadoitus Muuntajan tähtipistettä ei ole maadoitettu tai on kytketty maahan suuren impedanssin kautta CPI Kosketukselle alttiit osat on kytketty erilliseen maadoitusjohtimeen Suojaus Ensimmäinen maasulun aikana ei esiinny suurta kosketusjännitettä. Kaksoismaasulun sattuessa ylivirtasuojien on avattava virtapiiri. Asennettava virtapiirin syöttöön eristystilanvalvontalaite. Vikavirtakytkin on asennettava lähtökohtaisesti, koska kosketukselle alttiit osat eivät ole kytketty samaan maadoituselektrodiin. 17

18 Maadoitustapa TT maadoitustapa TT maadoitusjärjestelmä Maadoitus Muuntajan tähtipiste on kytketty suoraan maadoituselektrodiin Kosketukselle alttiit osat on kytketty erilliseen maadoituselektrodiin Suojaus Luotettava poiskytkentä välittömästi vian sattuessa Yksi vikavirtakytkin ryhmäkohtaisesti 18

19 Vikavirtasuojauksen toimintaperiaate Vikavirtasuojaus Vaihe- ja nollajohtimien summavirtamittaus Vikavirtakytkimen pääkoskettimien avautuminen, mikäli kojeen toimintavirta raja ylitetään: Opening Summavirta mittaus Toimintavirta I n: 10 ma, 30 ma, 300 ma, 500 ma Vikavirtatunnistus ja laukaisumekanismi 19

20 Valintaperusteet Vikavirtasuojaus syötön jatkuvuus instantaneous Selektiivisyys selective A 0 10 m A 0 30 m A 0 50 m A sensitity band Il 30 m 0,030 0,100 0,300 0, m A Lähdönpuoleinen vvs B ainoastaan avautuu instantaneous Virtaselektiivisyys (vaaka) Täysselektiivisyys (pysty) current I n Selektiivisyysraja 20

21 Valintaperusteet Vikavirtasuojaus syötön jatkuvuus Täysselektiivisyys A Viallinen lähtöpiiri kytketään ainoastaan pois 1000 ma S tyyppi B 300 ma Yhdistetty aika- ja virtaselektiivisyys 30 ma I n A > 2I n B Tt A > Tt B + Tf B 21

22 Vikavirtasuyojaus Valintaperusteet syötön jatkuvuus Osittainen selektiivisyys 500 ma S type Vika aiheuttaa täydellisen tai osittaisen sähkökatkoksen Selektiivisyys A ja D välillä Ei selektiivisyyttä A ja B, A ja C, C ja F 22

23 Vikavirtasuojaus Valintaperusteet Sähköverkon laatu määrittelee vvs valinnan Asuntarakentaminen: Toimii vaihtovirralla ja pulssimaisella tasaviralla. Suositellaan tätä vikavirtaa : A tyyppi Toimii puhtaalla tasavirralla : Häiriöalttiit sähköverkot : ilmastolliset tai kytkentäylijännitteet, moottorien käynnistysvirrat, suuritehoisten kuormien kytkennät: Si tyyppi RCD AC tyyppi B tyyppi Aggressiivinen asennusympäristö kosteus : SiE tyyppi RCD kemialliset yhdisteet, Si type = Super immune type SiE type = super immune from Environment 23

24 Vikavirtakytkimet henkilö- ja palosuojaukseen B tyyppi AC tyyppi A tyyppi SiE tyyppi Si tyyppi 24

25 Laajin tuotevalikoima vikavirtasuojia Domae DPN Vigi Vigi C NG125 Vigicompact Asuntorakentaminen Liike- ja toimistorakentaminen Vigirex Teollisuus 25

26 Otettava huomioon Vikavirtasuojia valittaessa otettava huomioon vikavirtasuoja voi toimia virheellisesti, mikäli suunnittelussa tätä ei ole otettu huomioon sähkökatkoksia, mahdollisuus valmistuksen pysähtymiseen tai tiedon katoaminen valaistuksen sammuminen vikavirtasuojan toimimattomuus lisäsuojana 26

27 Häiriölaukaisut Perusperiaate Vikavirtasuoja reagoi korkeataajuksiseen virtaan avautumalla 27

28 Häiriöt : häiriölaukaisu Matalataajuiset loistevalaisimet 200 pf/m 100 khz - 10 MHz Transformer Lighting unit 1 nf Kun valaistusryhmä sammutetaan, vvs näkee sen vikana 28

29 Häiriöt : häiriölaukaisu Loisteputkivalaisimet elektronisella kuormalla khz Yli 20 valaisimen asennuksessa vvs laukaisu kapasitanssin vuoksi 29

30 Häiriöt : häiriölaukaisu Tietokoneet, serverit, datakeskukset 1.5 ma 30 ma 13 ma Jokainen tietokone vahvistaa vvs:n herkkyyttä; mitä useampi tietokone sitä suurempi riski virhelaukaisuun 30

31 Häiriöt : häiriölaukaisu Maasulkusuojaus UPS kuormanpuolella N U n 100 V U n -100 V Hitaat ja vaimentuneet oskillaatiot voivat aiheuttaa häiriölaukaisun 31

32 Häiriöt : häiriölaukaisu Kondensaattoripariston käynnistys I I U U U 1000 V Kondensaattoripariston käynnistys synnyttää korkeataajuuksisen oskillaation, joka avaa vvs:n 32

33 Häiriöt : häiriölaukaisu Ilmastollinen ylijännite; salamointi 10 ka 50 µs salaman energia johdetaan maahaan, ja vvs avaa piirin 33

34 Häiriöt : häiriölaukaisu Taajuusmuuttajakäytöt 2-20 khz EMC M Jännitemodulaatio 2 ja 15 khz moottorin taajuudesta riippuen: aiheuttaa häiriölaukaisun 34

35 Häiriöt : ei laukaisua Perusperiaate Epäsymmetrinen vikavirta Alhainen lämpötila Pölyinen ja likainen käyttöympäristö 35

36 Häiriöt : ei laukaisua Taajuusmuuttajakäytöt teollisuudessa Vika jarrupiirissä M Epäsymmetrinen käyrämuoto estää vvs:n toiminnan 36

37 Häiriöt : ei laukaisua Induktiouunit 300 V = Epäsymmetrinen käyrämuoto estää vvs:n toiminnan 37

38 Häiriöt : ei laukaisua Ympäristöolosuhteet Korroosion aiheuttajat: Kosteus, suola kloori- tai rikkipitoinen ilmanlaatu pöly tai saastunut ilmanlaatu vvs ei toimi 38

39 MERLIN GERIN ratkaisut Estää häiriölaukaisut ja toimimattomuuden Olemme tuotekehityksen kärjessä SI Guiding System The new way to make your electrical installation in Electrical Distribution Suodattaa korkeat taajuudet Suodattaa transientit Voi asentaa aggressiiviseen käyttöympäristöön Toimii alhaisissa lämpötiloissa )( Suojattu kemikaaleja vastaan Herkkyys säilyy epäsymmetrisillä virroilla 39

40 MERLIN GERIN ratkaisut Schneider Electric on kehittänyt johtavien osien kaksoissuojauksen patentoitu ratkaisu aggressiiviseen ympäristöön The SiE is born! Vikavirtasuoja on testattu tehtaan omissa laboratorioissa tuotekehityksen yhteydessä. Tämä uusi tuote osoittaa, että olemme tuotekehityksen kärjessä. 40