SÄHKÖTURVALLISUUS YLEISTÄ SÄHKÖTURVALLISUUDESTA TRT
JÄNNITE ja VIRTA JÄNNITE: Jännite on kahden materian välisen elektronitasapainon suhde Jännitteen suuretunnus on: U ( USA:ssa: V ) Jännitteen yksikkö on: V ( Voltti ) Elektronin varaus: e 1,602*10 19 C 1,602*10 19 As
JÄNNITE ja VIRTA VIRTA: Virta on elektronien virtausnopeuden mitta Virran suuretunnus on: I Yksikkö: A ( Ampeeri ) 18 1A 6,24*10 6 240000000000000000 e s e s
VASTUS = RESISTANSSI Sähköä vastustava ominaisuus On johtavuuden käänteisarvo Resistanssin suuretunnus on: R Resistanssin yksikkö on: Ω ( Ohmi ) 1 1 R G G R
OHMIN LAKI Jos tiedämme jännitteen ja resistanssin, voimme määrittää virran: I U R Virta Re Jännite sis tan ssi Ovat keskenään riippuvaiset: U U I U I * R R R I
Valtakunnan siirtoverkko Kuvassa Suomen sähkönsiirron kantaverkko Siirtoverkossa käytetään suurjännitettä, käytössä ovat suurjännitteet: 400 kv 220 kv 110kV Paikalliset sähköyhtiöt käyttävät siirrossa 20 kv keskijännitettä Sähkön jakelussa käytetään 230/400 V pienjännitettä
SÄHKÖVERKON RAKENNE [ TN ] TN järjestelmässä pienjännitemuuntajalla toteutettu nolla maadoitetaan maapotentiaaliin mahdollisimman hyvin koko pienjänniteverkon osalta idea: Nolla- ja suojamaadoitusjohtimen, ja maan ja rakennusten nollapotentiaalin välille ei muodostu jänniteeroa missään olosuhteissa!
Käytössä olevat pienjännitteet Normaali jakeluverkko : 230/400 V Vaihejännite, jännite nollan ja vaiheen välillä 230 V Pääjännite, jännite vaiheiden välillä 400 V Teollisuuslaitoksissa käytetään yleisesti myös 400/690 V sähköverkkoa Tavalliset sähkömoottorit käyvät, 690 V jännitteellä ne kytketään tähtikytkentään ja 400 V jännitteellä kolmiokytkentään Siirtohäviöt saadaan pudotettua kolmasosaan normaaliin 230/400 V jakelujännitteeseen nähden Sähköturvallisuusasioita tarkastellaan aina vaihejännitteellä, koska sähköiskut tapahtuvat vaiheen ja maan välillä
Muualla maailmassa Vaihejännitteet maailmassa, vaihtosähköä, taajuus 50Hz tai 60Hz
1- vaihepistorasia, Schuko Schuko tyyppinen, suojamaadoitettu pistorasia on laajasti käytössä euroopassa ja aasiassa Nimellisvirta 16A Heikkoutena on, että pistotulppa käy molemmin päin, jolloin nollan ja vaiheen paikka voi vaihtua Ei IEC 60903 standardin mukainen Liitännät : - Vaihejohdin ( L ) - Nolla ( N ) - Suojamaa ( PE )
IEC 60903 Standardi Eurooppalainen CEE standardi on yhteensopiva kansainvälisen IEC 60903 standardin kanssa Nimellisjännite ilmaistaan kalusteen värin avulla ( Pistorasia + pistotulppa )
1- vaihepistorasia, CEE-tyyppi Eurooppalaisen CEE standardin mukainen yksivaihepistorasia Nimellisvirta 16 A Etuja Schuko-rasiaan nähden: - Nollan paikka säilyy myös siirrossa - Kestää paremmin kuormitusta nimellisvirralla Liitännät : - Vaihejohdin ( L ) - Nolla ( N ) - Suojamaa ( PE )
3-vaihepistorasia Eurooppalaisen CEE standardin mukainen kolmivaihepistorasia Saatavissa 16 A 125 A virroille, muoto sama, koko kasvaa nimellisvirran kasvaessa Liitännät : - 3 * vaihejohdin ( L1, L2, L3 ) - Nolla ( N ) - Suojamaa ( PE )
Siirtoteho 230/400V jakeluverkossa Nimellisvirta 1 vaiheisena 3 vaiheisena 10 A 2,3 kva 6,9 kva 16 A 3,6 kva 11 kva 32 A 22 kva 63 A 44kVA
Pistorasiat maailmalla Muutamissa euroopan maissa käytössä oleva parannettu versio Schuko pistokytkinratkaisusta Pohjois- ja väliamerikassa, sekä Japanissa käytettävä 1~, 110V, 15A suojamaadoitettu pistokytkinratkaisu Yhdysvalloissa käytettäviä 3~ pistokytkinratkaisuja
Ihmiskeho ja sähkövirta Ihmiskehon resistanssi on riippuvainen jännitteestä, ja resistanssi pienenee jännitteen kasvaessa 230 V jännitteellä ihmisen resistanssi kädestä-käteen on noin 1,7 kω ja kädestä jalkaan noin 1 kω Yli 200 V jännitteillä ei kosketuspinta-alalla tai ihon kosteudella ole merkittävää vaikutusta virran suuruuteen Ihmisen läpi menevän virran suuruus riippuu merkittävästi siitä, miten hyvin ihminen on yhteydessä maapotentiaaliin ( -> Käyttöolosuhdeluokitus )
SÄHKÖVIRRAN VAIKUTUKSET IHMISKEHOON, 50 Hz -taajuudella Virran tehollisarvo ma Kestoaika Vaikutukset ihmiskehoon 0 1 Ei merkitystä Virta ylittää tuntokynnyksen Ei terveysvaikutuksia 1 10 Ei merkitystä Voimakkaita kipuja käsivarsilihaksissa Ei terveysvaikutuksia 10 15 Ei merkitystä Kouristuskynnys ylittyy, Käsien irottaminen jännitteisestä kohteesta omin avuin ei onnistu Ei terveysvaikutuksia 15 30 Minuutteja Käsivarsien kouristuksenomainen yhteentaivutus Hengitysvaikeuksia ja verenpaineen nousu S I E T O R A J A! 30 50 Sekunneista minuutteihin 50 500 Alle 0,8 s Yli 0,8 s Epäsäännöllisyyksiä sydämen toiminnassa. Verenpaineen nousu. Voimakkaita kouristuksia. Tajuttomuus. Sydänkammiovärinän riski pitkällä vaikutusajalla. Ei sydänkammiovärinää. Voimakas sokkivaikutus Sydänkammiovärinä. Tajuttomuus. Virran aiheuttamia palovammoja Yli 500 Alle 0,8 s Yli 0,8 s Sydänkammiovärinä. Tajuttomuus. Virran aiheuttamia palovammoja Sydänpysähdys. Tajuttomuus. Voimakkaita palovammoja
SÄHKÖVIRRAN VAIKUTUKSET IHMISKEHOON, 50 Hz -taajuudella 0,8 s = Sydänjakso Normaalilla 400/230V verkkojännitteellä ihmisen läpi kulkeva virta on maksimissaan 200 ma luokkaa ( Ihmisen resistanssi 230V jännitteellä on 1 kω -luokkaa ) Sähköisku on hengenvaarallinen, jos sen vaikutusaika ylittää sydänjakson Suojalaitteen on katkaistava vikatilanteessa jännite riittävän nopeasti V I K A S U O J A U S ( Kosketusjännitesuojaus )! Henkilösuojaukseen käytettävän vikavirtasuojakytkimen laukaisuerovirta saa olla enintään 30 ma
PERUSSUOJAUS / VIKASUOJAUS PERUSSUOJAUS [ = KOSKETUSSUOJAUS ] Estää ( tahattomasti ) koskettamasta jännitteistä osaa VIKASUOJAUS [ = KOSKETUSJÄNNITESUOJAUS ] Estää vaarallisen kosketusjännitteen syntyminen vian seurauksena
PERUSSUOJAUS Perussuojauksen tarkoituksena on estää kosketus jännitteisiin osiin Kaikkien kuluttajille myytävien sähkölaitteiden tulee täyttää vähintään IP2X luokan vaatimukset Kosketeltavien vaakasuorien pintojen tulee täyttää IP4X luokan vaatimukset Osittaisella perussuojauksella tarkoitetaan kosketussuojausta, jolla estetään tahaton koskettaminen jännitteisiin osiin Esimerkkinä keskusten sisäiset rakenteet Perussuojausmenetelmä on myös jännitteisten osien sijoittaminen kosketusetäisyyden ulkopuolelle Ilmajohdot, pylväsmuuntamot
IP-LUOKITUS
IP-LUOKITUS ENSIMMÄINEN TUNNUSNUMERO MEKAANINEN SUOJAUS Numero Merkitys Merkitys laitesuojauksessa henkilösuojauksessa 0 Suojaamaton Suojaamaton 1 Suojattu Ø >= 50mm Nyrkiltä 2 Suojattu Ø >=12.5mm Sormelta 3 Suojattu Ø >= 2.5mm Työkalulta 4 Suojattu Ø >= 1.0mm Langalta 5 Pölysuojatusti Langalta 6 Pölytiiviisti Langalta Kaikkien kuluttajille myytävien sähkölaitteiden tulee täyttää vähintään IP2X luokan vaatimukset ja kosketeltavien vaakasuorien pintojen tulee täyttää IP4X luokan vaatimukset
Numero IP-LUOKITUS TOINEN TUNNUSNUMERO KOSTEUSSUOJAUS Merkitys laitesuojauksessa / suojattu 0 Suojaamaton 1 Pystysuoraan tippuvalta vedeltä 2 Tippuvalta vedeltä, laitteen kallistus max. 15 3 Satavalta vedeltä 4 Roiskuvalta vedeltä 5 Vesisuihkulta 6 Voimakkaalta vesisuihkulta 7 Lyhytaikaisesti upotettuna 8 Jatkuvasti upotettuna
IP-LUOKITUS LISÄKIRJAIMET Kirjain Merkitys laitesuojauksessa Merkitys henkilösuojauksessa/ vaaralliset osat suojattu A..................... Nyrkiltä B..................... Sormelta C..................... Työkalulta D..................... Langalta H Suurjännitelaite M Vesisuojaus koestettu laitteen ollessa käynnissä S Vesisuojaus koestettu laitteen ollessa pysähdyksissä W Laite koestettu erityisiin sääoloihin
SÄHKÖVERKON RAKENNE [ TN ] TN järjestelmässä pienjännitemuuntajalla toteutettu nolla maadoitetaan maapotentiaaliin mahdollisimman hyvin koko pienjänniteverkon osalta idea: Nolla- ja suojamaadoitusjohtimen, ja maan ja rakennusten nollapotentiaalin välille ei muodostu jänniteeroa missään olosuhteissa!
TN-C
TN-S
SUOJAUSLUOKKA 0 Peruseristetty 0 Luokan pistorasioita voidaan nykisin asentaa vain sähköisellä erotuksella, aiemmin niitä voitiin käyttää vaarattomaksi luokitelluissa käyttöolosuhteissa 0 Luokan sähkölaitteissa ei ole lisäsuojausta vikatapausten varalta, vaan laitteen eristys on peruseristyksen varassa 0 Luokan pistotulppa ei käy kuin 0 luokan pistorasiaan 0 Luokan pistorasiaan sensijaan käy 0- luokan pistotulpan lisäksi myös suojausluokan 1- ja 2- pistotulpat
SUOJAUSLUOKKA 1 Suojamaadoitettu 1 luokan sähkölaitteissa on lisäsuojauksena suojamaadoitus, joka tarkoittaa laitteen kosketeltavien metalliosien liittämistä sähköiseen nollapotentiaaliin. Tämä liitäntä tapahtuu suojamaadoituksen ( Johdin + koskettimet ) avulla Suojausluokan 1- pistotulppa käy myös suojausluokan 0- pistorasiaan Suojausluokan 0 pistotulppa ei käy suojausluokan 1 pistorasiaan Suojausluokan 2- pistotulppa käy suojausluokan 1- pistorasiaan
SUOJAUSLUOKKA 2 Suojaeristys 2- Luokan sähkölaitteissa on peruseristyksen lisäksi lisäeristys. Suojaeristetyn laitteen tunnus:
SUOJAUSLUOKKA 3 Pienoisjännite Suojajännitteisen laitteen käyttöjännite on alle 50 VAC ( tai alle 120 VDC ) Suojajännitteisen laitteen tunnus:
JOHDONSUOJALAITTEET SULAKE ( = varoke ) Tulppasulake 2 A 63 A Kahvasulake 10 A 1250 A JOHDONSUOJAKATKAISIJA Palautettava Erillinen laukaisutekniikka oikosulku- ja ylikuormitussuojaukseen Magneettinen laukaisu oikosulkusuojaukseen Bimetallilaukaisu ylikuormitukseen
JOHDONSUOJALAITTEET Sulakkeet Varokepesän pohjakoskettimella estetään liian suuren sulakkeen käyttö Nimellisvirta Tunnusväri 2 A Oranssi 4 A Ruskea 6 A Vihreä 10 A Punainen 16 A Harmaa Kuvan lähde: TUKES Nimellisvirta Tunnusväri 20 A Sininen 25 A Keltainen 35 A Musta 50 A Valkoinen 63 A Kupari
JOHDONSUOJALAITTEET Sulakkeet g -> Oikosulku- ja ylikuormitussuojaksi soveltuva sulake a -> Vain oikosulkusuojaksi soveltuva sulake G -> Johdon suojaukseen tarkoitettu sulake M -> Moottoripiirin suojaukseen tarkoitettu sulake Esimerkkejä: gg ( VDE: gl ) on yleisimmin käytetty sulake, joka on tarkoitettu johdon ylikuormitus- ja oikosulkusuojaukseen am on moottoripiirin etusulake, jota ei saa käyttää ilman moottorin ylikuormitussuojaa
JOHDONSUOJALAITTEET Johdonsuojakatkaisija Erillinen laukaisutekniikka oikosulku- ja ylikuormitussuojaukseen Magneettinen laukaisu oikosulkusuojaukseen Bimetallilaukaisu ylikuormitukseen
VIKAVIRTASUOJAKYTKIN Vikavirtasuojakytkin vertaa menevää ja tulevaa virtaa. Jos virtojen ero ylittää sallitun, katkaisee vikavirtasuojakytkin syötön välittömästi Kuva: 1D-2002
VIKAVIRTASUOJAKYTKIN Henkilösuojaukseen max. 30 ma vikavirtasuojakytkin, tyyppi A tai B Palosuojauksessa käytetään myös suuremman laukaisuerovirran vikavirtasuojakytkimiä, yleensä max. 300 ma Kuva: UTU
VIKAVIRTASUOJAKYTKIN TYYPIT AC: Toimii vain vaihtovirralla Käyttö vain palosuojaukseen tai automaattisen poiskytkentäehdon täyttämiseksi A: Toimii vaihtovirran lisäksi myös pulssimaisella tasavirralla. Myös henkilösuojaukseen B: Toimii vaihtovirran lisäksi myös tasavirralla Myös henkilösuojaukseen Kuva: 1D-2002
VIKAVIRTASUOJAKYTKIN (1) Enintään 30 ma, tyypin A tai B vikavirtasuojakytkin on asennettava seuraavissa tapauksissa: 32 A Ulkopistorasiat ja ulos asennetut siirrettävät tai puolikiinteät laitteet 20 A Maallikoiden käyttöön tarkoitetut pistorasiat Koskee täten lähes kaikkia pistorasioita asuin-,koulu- ja toimistorakennuksissa Ei koske valaisinpistorasioita! Yksittäisiä kiinteän laitteen syöttöön tarkoitettuja pistorasioita voidaan syöttää ilman vikavirtasuojakytkintä. Tällöin pistorasia on merkattava tai sijoitettava niin, ettei siihen voi kytkeä muuta laitetta Kaikki virtapiirit sauna-, kylpy-, suihku-, ja uima-allastiloissa [ EI koske kiuasta ] 32 A pistorasiat rakennustyömailla. Lisäksi/paitsi: Merkitty alakeskussyöttö voidaan jättää vikavirtasuojauksen ulkopuolelle, varoituskilpi oltava Virtapiirit, jotka syöttävät yli 32A pistorasioita on suojattava enintään 500mA vikavirtasuojakytkimellä Tilapäisasennukset ( Esim. messutilat ) 32 A Pistorasioita syöttävät ryhmäjohdot maatalouden rakennuksissa. Lisäksi: Yli 32A pistorasioita syöttävät ryhmäjohdot on suojattava enintään 100mA vikavirtasuojakytkimellä Kaikki muut ryhmäjohdot on suojattava enintään 300mA vikavirtasuojakytkimellä Ahtaat johtavat tilat Matkailuajoneuvojen paikoitusalueet Pienvenesatamat Lääkintätilat Sähkölaitekorjaamot ja laboratoriot
VIKAVIRTASUOJAKYTKIN (2) Enintään 30 ma vikavirtasuojakytkin ( myös AC tyyppi sallittu ) on asennettava kaikkiin lämmityskaapeleiden ja kelmujen syöttöön Jos ( kuten yleensä ) vikasuojausmenetelmänä käytetään syötön automaattista poiskytkentää, on poiskytkentä toteutettava ensisijaisesti ylivirtasuojia käyttäen. Jos tämä ei ole teknisesti mahdollista ( pitkät syöttökaapelit, yms ) voidaan poiskytkentä toteuttaa myös enintään 300 ma vikavirtasuojakytkintä käyttäen. Myös AC tyypin vikavirtasuojakytkimen käyttö on sallittu
VIKAVIRTASUOJAKYTKIN Vikavirtasuojakytkimen käytöstä: Kylmäkoneiden syöttöön vikavirtasuojakytkintä ei kannata asentaa, koska se laukeaa helposti ukkosen aikana Työmaakeskuksiin vikavirtasuojakytkimet tulivat pakollisiksi jo vuosituhannen alussa -> Päivitysvelvoite vanhoihin keskuksiin Asuinkiinteistöissä ei päivitysvelvoitetta, kaikki uudet asennukset tehtävä aina olemassa olevien määräysten mukaisesti. Poikkeuksena on, että saneerauskohteissa ei vaadita vikavirtasuojauksen käyttöönottoa kuivissa tiloissa, jollei samalla uusita johdotuksia ja keskusta. Pääsääntöisesti: * Vanhat asennukset saa korjata alkuperäisen mukaisiksi. * Uudet asennukset on, muutamia poikkeuksia lukuunottamatta, tehtävä voimassaolevien standardien mukaisiksi.
HENKILÖLUOKITUS MAALLIKKO Ei ole koulutettu, eikä opastettu Esim: Tavallinen sähkönkäyttäjä OPASTETTU HENKILÖ Henkilö, jonka sähköalan ammattihenkilö on opastanut välttämään sähkön vaarat Esim: Sähkötiloja siivoava siivooja SÄHKÖALAN AMMATTIHENKILÖ Koulutuksen ja työkokemuksen kautta osaa välttää sähkön vaarat
VASTUUT SÄHKÖTÖISSÄ Sähkötyön johtaja Henkilö Juridinen ( = oikeudellinen ) vastuu Yritys Yritys, LY-tunnus ( voi olla toiminimi ) Taloudellinen vastuu ( = vahingonkorvaukset )
SÄHKÖTYÖT Sähköalan töitä saavat tehdä vain kelpoisuusvaatimukset täyttävät henkilöt ja yritykset. Sähkötöitä ovat: sähkölaitteistojen rakennustyöt sähkölaitteiden ja -laitteistojen korjaus- ja huoltotyöt.
VÄHÄISET SÄHKÖTYÖT Seuraavia töitä saavat tehdä riittävää huolellisuutta noudattaen myös muut kuin sähköalan ammattilaiset: Enintään 250 voltin nimellisjännitteisten asennusrasioiden peitekansien irrotus ja kiinnitys Yksivaiheisten pistotulppien, liitosjohtojen, jatkojohtojen ja sisustusvalaisimien asennus-, korjaus- ja huoltotyöt Nimellisjännitteeltään enintään 50 voltin vaihtojännitteisiin ja 120 voltin tasajännitteisiin laitteistoihin kohdistuvat sähkötyöt Käyttötyöt sähkölaitteistossa, jonka jännitteiset osat on suojattu tahattomalta koskettamiselta Omaan käyttöön rakennettujen sähkölaitteiden korjaaminen, jos tämä liittyy sähköalan harrastustoimintaan
SÄHKÖTYÖT Vaaditaan urakointioikeudet Tekijällä oltava suoritettuna yleinen sähkötyöturvallisuuskoulutus
MITTAUKSET - SÄHKÖASENNUKSET SÄHKÖASENNUKSELLE ON AINA TEHTÄVÄ KÄYTTÖÖNOTTOTARKASTUS!! Käyttöönottotarkastuksesta laaditaan tarkastuspöytäkirja, joka luovutetaan laitteiston haltijalle - Pienistä asennuksista ( esim. yksittäinen syöttö ) pöytäkirja ei ole välttämätön. Tällöinkin mittaukset on suoritettava ja muutokset päivitettävä asennuskuviin
MITTAUKSET - SÄHKÖASENNUKSET KÄYTTÖÖNOTTOTARKASTUS Silmämääräinen tarkastus: Käytettyjen tarvikkeiden vaatimuksenmukaisuus Suojaus sähköiskulta ( Kosketussuojaus ) Palosuojaus ( Läpiviennit! ) Kuormitettavuus ( Poikkipinnat ) Ulkoisten tekijöiden vaikutus Suoja- ja valvontalaitteiden valinta Erotus- ja kytkentälaitteiden valinta Nolla- ja suojajohtimien tunnukset Piirustukset, merkinnät ( = tunnistettavuus ) ja varoituskilvet Liitosten sopivuus Käytön ja huollon vaatima tila Mittaukset ja toiminnalliset kokeet: Suojajohtimien,PEN- ja potentiaalintasausjohtimien jatkuvuus Sähkölaitteiston eristysresistanssin mittaus Pienoisjännite- ja suojaerotettujen piirien erotus Syötön automaattisen poiskytkennän testaus ( Oikosulkuvirta ) Vikavirtasuojakytkimien toiminta Napaisuus ( Kytkimien tulee katkaista vaihe ) Vaihejärjestys
JOHTIMIEN VÄRIT Johdin NYKYINEN Ennen 1974 Suojajohdin, PE Kelta-Vihreä Punainen Nollajohdin, N Vaaleansininen Harmaa (Valk.) Vaihe, L1 Ruskea (Musta) Musta Vaihe, L2 Musta (Ruskea) Väri vapaa, ei Vaihe, L3 Harmaa kuitenkaan punainen tai (Musta-Valkea) harmaa