BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi

Transkriptio

1 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Sähköturvallisuus Sähkövirran (50 Hz) aiheuttamat aistimukset Virran voimakkuus I eff ma 5 % 50 % 95 % Aistimus 0,7 1,2 1,7 Havaitsemiskynnys 1,0 2,0 3,0 Pientä nipistelyä kämmenissä Virtatie käsi keho käsi 1,5 2,5 3,5 Nipistelyä havaittavissa myös ranteissa 2,0 3,2 4,4 Käsien vapinaa, painetta ranteissa 2,5 4,0 5,5 Kyynärvarsien lievää kouristumista 3,2 5,2 7,2 Olkavarsien lievää kouristumista 4,2 6,2 8,2 Kädet jäykistyvät ja kouristuvat, lievää kipua, irtaantuminen vielä mahdollista 4,3 6,6 8,9 Olkavarsien kouristuminen. Kädet tulevat raskaiksi ja tunnottomiksi. Pistelyä koko käsivarsissa 7,0 11,0 15,0 Käsivarsilihasten yleistä kouristumista olkapäihin asti. Irtaantuminen vaivoin mahdollista. 8,5 12,0 16,5 Käsien täydellinen kouristuminen. Irtaantuminen ei enää mahdollista. Sietoaika n. 20 s. Voimakkaita kipuja. 2

2 Sähkövirran (50 Hz) aiheuttamat aistimukset Sydänkammiovärinän 10 % ja 1 % todennäköisyyttä vastaavat virrat 0,75 s sydänjaksoa vastaten. Vaikutusaika t s I 10% ma I 1% ma , , , , Sähkövirran (50 Hz) aiheuttamat aistimukset EKG-käyrä ja sydänkammiovärinän vaikutus sydämen toimintaan. 4

3 Ihmisen kehon impedanssi Pienjännite on vaarallinen!!! I = 230 V /2000 = 120 ma 5 Nollausehdot (Stm 9 5) PÄÄSÄÄNTÖ: Nollausta käytettäessä ei nollatuissa osissa saa esiintyä vaarallista kosketusjännitettä. 1. nollausehto: Ääri- ja nollajohtimen välisen eli yksivaiheisen oikosulun sattuessa missä tahansa galvaanisesti yhtenäisessä järjestelmässä ylivirtasuojan tai muun suojalaitteen on kytkettävä oikosulku nopeasti pois tai nollajohtimen jännite maahan nähden ei missään osassa järjestelmää saa oikosulun aikana olla suurempi kuin 75 V. Yksivaiheisen oikosulun sattuessa kuluttajan päävarokkeen takana ylivirtasuojan tai muun suojalaitteen on kuitenkin kytkettävä oikosulku nopeasti pois. 6

4 Nollausehdot (Stm 9 5) 2. nollausehto: Nollajohdin on käyttömaadoitettava enintään 200 m etäisyydellä järjestelmän syöttöpisteestä ja jokaisen yli 200 m pituisen johdon tai johtohaaran loppupäässä tai enintään 200 m etäisyydellä loppupäästä. Nollaus = kulutuskojeen kuori yhdistetään nollajohtimeen U k Nollajohtimen katkeaminen aiheuttaa lähes vaihejännitteen suuruisen kosketusjännitteen. Kosketusjännite pienenee merkittävästi, jos kuluttajalla on oma maadoitus. (vrt. 2. nollausehto) 7 Maadoitusjännite U m, kosketusjännite U k, askeljännite U a U k U a U m U a I m R m U m = I m R m 8

5 Jännitteen vaikutus ihmiseen Sydänkammiovärinän 1 % esiintymistodennäköisyys ihmisellä jännitteen suuruuden ja kestoajan funktiona. 9 Suojamaadoitusjärjestelmät L1 TN-C-järjestelmä yhteinen nolla- ja suojajohdin L2 L3 PEN TN-S-järjestelmä erillinen nolla- ja suojajohdin (nykyisin pakollinen sisäasennuksissa) L1 L2 L3 N PE 10

6 Häiriön syntyminen 4-johdinjärjestelmässä Häiriön syntyminen 4-johdinjärjestelmässä (TN-C) kahden laitteen väliseen koaksiaalikaapeliyhteyteen. I h1 on runkorakenteissa ja maassa kulkeva häiriöitä indusoiva virta. I h2 on laitteiden välisestä potentiaalierosta johtuva tasausvirta johdinjärjestelmä Videolaitteita kytkettynä 5-johdinjärjestelmään (TN-S). 12

7 Vikavirtasuojakytkin 13 Kuolemaan johtaneita sähkötapaturmia Esimerkki TUKESin VARO-rekisteristä Putkiasentaja menehtyi saatuaan sähköiskun väärin kytketystä pistorasiasta Tapauksen kulku Kerrostaloasunnossa oli viemäritukos ja huoltomiehen käydessä paikalla asunnon kylpyhuoneen lattialla oli vettä. Paikalle tilattu putkiasentaja meni asuntoon avaamaan tukkeutunutta viemäriä, ja lattia on mahdollisesti ollut vielä märkä putkiasentajan saapuessa. Putkiasentaja käytti viemärin avaamisessa moottorikäyttöistä, metallirunkoista "avausrassia". Rassiin tarvittavan sähkön hän otti kylpyhuoneen pelin yläpuolisesta valaisimen pistorasiasta. Kyseisen pistorasian maadoitusliuska oli jännitteinen, jolloin avausrassin runko tuli myös jännitteiseksi. Koska asentaja seisoi kylpyhuoneen mahdollisesti kostealla lattialla ja oli yhteydessä kylpyhuoneen putkistoihin käyttäen samanaikaisesti jännitteiseksi tullutta rassia, hän sai sähköiskun ja menehtyi. 14

8 Kuolemaan johtaneita sähkötapaturmia Esimerkki TUKESin VARO-rekisteristä Onnettomuuden syyt Tarkastettaessa kylpyhuoneen sähköasennuksia tapahtuman jälkeen havaittiin, että valaisin oli joskus vaihdettu. Alkuperäiselle valaisimelle oli tullut vaihe- ja nollajohtimet, ja siihen ei kuulunut pistorasiaa. Kyseisen kylpyhuoneen valaisin oli myöhemmin vaihdettu pistorasialla varustettuun muovirunkoiseen valaisimeen. Vaihdon yhteydessä johtimet oli katkaistu läheltä seinäpintaa ja jatkettu kytkentäliittimellä kahdella punaisella johtimella uudelle valaisimelle. Johdinten sama väritys teki niiden tunnistamisen toisistaan ilman mittausta mahdottomaksi. Tästä syystä valaisimen sisällä nollaus oli tehty virheellisesti vaihejohtimeen, jolloin maadoitusliuska oli tullut jännitteiseksi. Virheellinen kytkentä arvioitiin todennäköisesti melko vanhaksi, koska kylpyhuone oli ainakin kerran remontoitu valaisimen asentamisen jälkeen. Maalausjäljistä päätellen valaisinta ei irrotettu remontin yhteydessä. Myös punaiset johtimet, joita ei ole ollut käytössä useaan vuosikymmeneen, viittasivat siihen, että virheellinen kytkentä oli ollut käytössä jo pitkään. Asunnon asukkaalla oli käytössään vain muovirunkoisia suojaeristettyjä sähkölaitteita, mikä on estänyt sähköiskut Kuolemaan johtaneita sähkötapaturmia Esimerkki TUKESin VARO-rekisteristä Vastaavien onnettomuuksien ehkäisy Hengenvaarallisen kytkennän oli todennäköisesti tehnyt sähköalalla ammattitaidoton henkilö luvattomasti. Laittomat sähkötyöt ovat suuri turvallisuusriski. Maallikon on usein vaikea havaita puutteellisia tai virheellisiä asennuksia. Vaikka sähköt toimisivat normaalilla tavalla, virheelliset asennukset saattavat silti aiheuttaa hengenvaaran. Sähkötyöt tulisikin teettää aina sähköalan ammattilaisella. Vuokranantajien kannattaisi tutkituttaa vuokrattavan asunnon kunto sähkölaitteistojen osalta aina vuokralaisen vaihtuessa. Lisäksi sekä vuokralaisen että vuokranantajan itsensä teettämistä sähkötöistä tulisi aina vaatia käyttöönottotarkastuspöytäkirja. Sähköurakoitsijan kannattaa hyödyntää pistorasian turvallisuuden testaamisessa sukotesteriä. 16

9 Kuolemaan johtaneita sähkötapaturmia (v. 2004) Työryhmä oli korjaamassa myrskyn aiheuttamaa sähkövikaa. Kesäasunnon pihaan päättyvän AMKA-johdon päälle kaatunut puu oli katkaissut AMKA:n kannatusköyden ja repäissyt liittymiskaapelin irti pylväästä. Liittymiskaapelin PEN-johdin oli irronnut AMKA:n kannatusköydestä, mutta vaihejohtimet olivat pysyneet kiinni liittimissään. Kun puu oli poistettu linjalta, ryhtyi toinen asentajista kiinnittämään kannatusköyden päätä pylvääseen, jolloin hän sai kuolettavan sähköiskun liittymiskaapelin PEN-johtimesta. Kesäasunnossa oli pääkytkin kiinni, jonka seurauksena liittymiskaapelin irronnut PEN-johdin tuli kesäasunnon kuormitusten kautta jännitteiseksi. PEN-johtimesta mitattiin jälkikäteen lähes vaihejännitteen suuruinen jännite Voimalaitoksen vuosihuoltoon liittyneitä 6 kv kojeiston huoltotöitä tehtiin työryhmässä, johon kuului useamman urakoitsijan asentajia. Työt oli aloitettu edellisenä päivänä kojeisto jännitteettömänä. Osa työryhmästä jatkoi töitä edellisenä iltana ylitöinä. Työn tultua illan kuluessa valmiiksi kojeisto kytkettiin jännitteiseksi. Seuraavana aamuna päivätöissä olleet asentajat jatkoivat työtä, mutta kojeiston jännitteisyyttä ei havaittu. Sähköasentaja aiheutti kojeiston kennossa valokaarioikosulun ja sai vakavat palovammat. Mies kuoli saamiinsa vammoihin noin viikkoa myöhemmin. Onnettomuudessa sai lisäksi lievempiä palovammoja kaksi muuta henkilöä Kuolemaan johtaneita sähkötapaturmia (v. 2004) Mieshenkilö sai kuolemaan johtaneen sähköiskun painepesurilla työskennellessään. Pesuria syötettiin kahdella jatkojohdolla. Jälkimmäisen huonokuntoisen jatkojohdon jatkopistorasiassa vedonpoistin oli murtunut ja lisäksi vaihejohdin pääsi koskettamaan suojamaadoitusliuskoihin yhteydessä olevia metalliosia jatkopistorasian sisällä. Ensimmäinen jatkojohto oli tehty määräysten vastaisesti kaksinapaisesta johdosta kokonaan ilman suojamaadoituspiiriä. Tämän seurauksena jälkimmäisen johdon jatkopistorasiassa syntynyt oikosulku ei laukaissut sulaketta, kuten normaalitilanteessa olisi tapahtunut, vaan maadoitettavaa rakennetta olevan painepesurin runko ja siitä metallisen muovipäällysteisen pesuletkun välityksellä edelleen painepesurin pistooliosa tuli jännitteiseksi kohtalokkain seurauksin Kyyhkysten metsästäjä oli nostamassa lintujen houkutuskuvaa korkealle ylös puuhun käyttäen alumiinisista putkista tehtyä tankoa, jolloin hän sai tangon välityksellä kuolettavan sähköiskun 20 kv:n avojohdosta Onkija sai onkikilpailun aikana kuolettavan sähköiskun 20 kv:n avojohdosta hiilikuituvavan välityksellä. 18

10 Kuolemaan johtaneet sähkötapaturmat Esimerkiksi vuoden 2005 lukuarvo on saatu laskemalla yhteen vuosina kuolemaan johtaneiden sähkötapaturmien määrä ja jakamalla tämä summa kymmenellä. Vuoden 2002 lukuarvo on vastaavasti vuosien tapaturmamäärän vuosikeskiarvo. Tällä tavoin laskettuna tasataan vuosittaista vaihtelua tapaturmien määrässä ja voidaan paremmin nähdä pitkän aikavälin trendi HUOM! VUONNA 2008 EI TILASTOITU YHTÄÄN KUOLEMAAN JOHTANUTTA SÄHKÖTAPATURMAA Sähkötapaturmat Huhtikuu vuotias mies oli tuntemattomasta syystä noussut tavaravaunun katolle. Hän sai sähköiskun ja menehtyi todennäköisesti välittömästi. Tammikuu 2015 Putkiasentaja sai tappavan sähköiskun kylpyhuoneen valaisimen pistorasiaan liittämänsä työkoneen kautta. Valaisimessa oli nollattu virheellisesti vaihejohtimeen ja siten pistorasian maadoitusliuskat olivat jännitteisiä. Heinäkuu 2014 Mies kuoli talon pihalla saatuaan sähköiskun. Läheisistä sähkölaitteista tai -asennuksista ei jälkikäteen tehdyssä tarkastelussa löytynyt vikaa. Maaliskuu 2014 Mies kiipesi aamuyöllä ratapihalla seisseen tyhjän rikkihappovaunun katolle. Hän kuoli voimakkaan valokaaren seurauksena jouduttuaan liian lähelle suurjännitejohtoja. 19