Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 ja IEC 60364-5-52

Samankaltaiset tiedostot
Maakaapeloinnin vertailu Iz SFS ( ), IEC (edition 3, ). b-painos

SÄHKÖTAULUKOITA. Johtojen kuormitettavuus 2. Oikosulkuvirrat 7. Kaapelien ominaisarvoja..9

Harmonisten yliaaltojen vaikutus johtojen mitoitukseen

Resistanssilämpötila ja jännitekerroin

Virtuaali-amk TEHTÄVÄT JOHDON MITOITUS Sähköpätevyys RATKAISUT

Akku-ohjelmalla voidaan mitoittaa akuilla syötettyjä verkkoja. Ohjelma laskee tai ilmoittaa seuraavia mitoituksessa tarvittavia arvoja:

Helsinki Sähkötekniset laskentaohjelmat. Pituus-sarja (versio 1-3-4) ohjelman esittely

Johtimien kuormitettavuus

Akku-ohjelmalla voidaan mitoittaa akuilla syötettyjä verkkoja. Ohjelma laskee tai ilmoittaa seuraavia mitoituksessa tarvittavia arvoja:

MITOITUS-OHJELMA ESIMERKKI

Sähköasennusten suojaus osa 3 Johdon kuormitettavuus ja ylikuormitussuojaus

BL20A0500 Sähkönjakelutekniikka

L2TP LAN to LAN - yhteys kahden laitteen välille

Matematiikan tukikurssi

Tehtävä Pienteollisuuskiinteistö Johtojen mitoitus

Johtimien kuormitettavuus

TILASTOLLINEN LAADUNVALVONTA

TW- EAV510 / TW- EAV510 AC: IPSeC- Ohjeistus

Laakerin kestoikälaskenta ISO-281, ISO-281Add1 ja ISO16281 mukaan

19. SÄHKÖJOHTOJEN MITOITTAMINEN

HAJA-ASUTUSALUEEN JÄTEVEDEN KÄSITTELY ASENNUSOHJEET. Uponorumpisäiliö. 10 m 3

Tulisijojen testaaminen

4.1 Mitä autopaikalle saa pysäköidä?

Liittymiskaapelin suojaus- ja maadoituselektrodi

Projektin nimi: Suunnitelman nimi: ,loh,karisjärven ja Projektinumero Käyttäjän yhtiö: Info: Suunnittelija: Makinen Ville-Matti

ASENNUSOHJE UPONOR UMPISÄILIÖ 3 M 3. Uponor umpisäiliö 3 m 3. Helppo käsitellä helppo asentaa.

Ylivirtasuojaus. Monta asiaa yhdessä

Maadoittaminen ja suojajohtimet

Pienjännitemittaroinnit

EX - luokitelluille säle- ja säätöpelleille.

Käyttöjärjestelmät: Virtuaalimuisti

2.2 Täydellinen yhtälö. Ratkaisukaava

Uudistuva RISKINARVIO-ohje

Energianhallinta. Energiamittari. Malli EM10 DIN. Tuotekuvaus. Tilausohje EM10 DIN AV8 1 X O1 PF. Mallit

monissa laskimissa luvun x käänteisluku saadaan näyttöön painamalla x - näppäintä.

SFS 6000 Pienjännitesähköasennukset yleisvaatimukset. Tapani Nurmi SESKO ry

TIESILTOJEN VÄSYTYSKUORMAT

SET/S2. Lietehälyttimen anturi KÄYTTÖ- JA ASENNUSOHJE

Maanalaisten kiinnivaahdotettujen kaukolämpöjohtojen rakentamiskustannukset 2012

KELAN INDUKTANSSI VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Miika Manninen, n85754 Tero Känsäkangas, m84051

BL20A0500 Sähkönjakelutekniikka

Sonera Hosted Mail -palvelun käyttöohje

Käyttöohjeen lisäosa. MOVITRAC LTP-B 575 V:n taajuusmuuttajat * _0214*

HIRVAAN OSAYLEISKAAVA

7992FI WG 80 Talvipuutarhan liukuosat Talvipuutarhan kiinteät osat ks. sivu 16

Säätökeskus RVA36.531

Hae Opiskelija käyttöohje

Perusopetuksen aamu- ja iltapäivätoiminnan laadun arviointi 2016 Västankvarns skola/ Tukiyhdistys Almus ry.

SILE S-lattialämmityskaapeli. asennusohje

20 kv Keskijänniteavojohdon kapasiteetti määräytyy pitkien etäisyyksien takia tavallisimmin jännitteenaleneman mukaan:

Kevyet 20 kv Kapeli-kaapelit säävarmaan jakeluverkkoon

Mielestämme hyvä kannustus ja mukava ilmapiiri on opiskelijalle todella tärkeää.

Mobiiliturva Palvelun käyttöönotto

ARVIOINTIPERIAATTEET

Luento 6. June 1, Luento 6

Installation instructions, accessories. Akkulaturi. Volvo Car Corporation Gothenburg, Sweden. Sivu 1 / 47 IMG

KÄYTTÖOHJE (ATEX) Regular-Sarja EX6242, EX Esittely. 2. Turvallisuus. Versio

Vallox Oy. valmistaa ilmanvaihtokoneita Vallox 95

Matematiikan tukikurssi

TW- EAV510: WDS- TOIMINTO KAHDEN TW- EAV510 LAITTEEN VÄLILLÄ

KULMAVAIHTEET. Tyypit W 088, 110, 136,156, 199 ja 260 TILAUSAVAIN 3:19

Kuormitustaulukko SP-ritilätasot. Malli A

Vallox Oy. valmistaa ilmanvaihtokoneita Vallox 180 DC. % yli E F G H I ,5. Ominaissähköteho, 2,0

KÄYTTÖ- JA ASENNUSOHJE EC-VOIMALASÄÄTIMET. FinnPropOy Puhelin: Y-tunnus:

String-vertailusta ja Scannerin käytöstä (1/2) String-vertailusta ja Scannerin käytöstä (2/2) Luentoesimerkki 4.1

ja sähkövirta I lämpövirtaa q, jolloin lämpövastukselle saadaan yhtälö

Clewer AinaValmis -pienpuhdistamo. Käyttöohje Asennusohje Tekniset tiedot. Clewer Oy

Johdon mitoitus. Suunnittelun lähtökohta

JOENSUUN SEUDUN HANKINTATOIMI KOMISSIOMALLI

U P O N O R Y H D Y S K U N TA - J A Y M P Ä R I S T Ö T E K N I I K K A m i t o i t u s ta u l u k o t 04 I

11.4. Rakenteellista käsittelyä tilavuusrenderöintialgoritmeissa

Itä-Suomen. työturvallisuuskilpailu. Kuopio Iso-Valkeinen

Lisätään kuvaan muuntajan, mahdollisen kiskosillan ja keskuksen johtavat osat sekä niiden maadoitukset.

P A R T. Professional Assault Response Training Seppo Salminen Auroran koulu. Valtakunnalliset sairaalaopetuksen koulutuspäivät

Hilti HIT-RE HIS-(R)N

Käytössä oleva versio näkyy käyttöoppaan alalaidan otsikkotaulusta tai tiedostonimestä.

KÄYTTÖOHJE (ATEX) Teollisuusloisteet EX9451, EX Esittely. 2. Turvallisuus. Versio

EK-Kaide Oy. EK-pistoansas Käyttöohje

Taipuisat ohjaus- ja liitäntäkaapelit

KAAPELIN ULKOPUOLINEN PE-JOHDIN

3 X 3 pointtia hankinnoista

SIS. Vinkkejä Ampèren lain käyttöön laskettaessa magneettikenttiä:

Standardiehdotus SESKO Lausuntopyyntöä varten Ehdotus SFS 6000:2012 Pienjännitesähköasennukset

Huomaa, että 0 kitkakerroin 1. Aika harvoin kitka on tasan 0. Koska kitkakerroin 1, niin

Kuusamon kaupungin ohjeistus PALVELUSETELI- JA OSTOPALVELUJÄRJESTELMÄN KÄYTTÖÖN

MAA10 HARJOITUSTEHTÄVIÄ

Esimerkkejä derivoinnin ketjusäännöstä

IV-kuntotutkimushanke_tutkijat

Pienjännitekojeet. Tekninen esite. FuseLine Kahvasulakkeet OFAA, OFAM. Esite OF 1 FI ABB Control Oy

Tutustu merkintöihin! Tärkeää tietoa siitä, miten varmistat pesu- ja puhdistusaineiden käytön turvallisuuden kotona

Hallituksen esitys työeläkejärjestelmää koskevan lainsäädännön muuttamiseksi ja eräiksi siihen liittyviksi laeiksi HE 16/2015

Asennus- ja käyttöohje. Kuormalavahylly

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013

Sähköasennusten suojaus osa1

Pienjännitejohtoa voidaan kuvata resistanssin ja induktiivisen reaktanssin sarjakytkennällä.

Dynaamisen järjestelmän siirtofunktio

Matti Tapani Kupias VESIVOIMALAITOKSEN KAAPELOIN- NIN MASSALISTAT JA KAAPELIN MI- TOITUS. Tekniikka ja liikenne

Taloustieteen perusteet 31A Mallivastaukset 3, viikko 4

Sähköpostiohjeet. Tehokas ja huoleton sähköposti

CleanuX-järjestelmään on myös mahdollista liittää kemia, jolloin puhdistusjärjestelmä kykenee poistamaan tehokkaasti myös fosforin jätevedestä.

Transkriptio:

Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 ja IEC 60364-5-52 1. Johdanto SFS 6000 esikuva standardina on IEC 60364. SFS 6000 liitteessä 52A sanotaan mm: Tässä julkaisussa maahan asennettujen kaapelien kuormitusarvoina on käytetty aikaisemmin Suomessa käytössä olleita arvoja. Myös standardin IEC60364-5-52 mukaisten arvojen käyttö on sallittua. Kohdassa SFS 6000 kohdassa A52.523.3 Maan lämpöresistiivisyys : Suomessa käytetään maan lämpöresistiivisyyden perusarvona 1,0 K m/w. HUOM. Standardissa IEC 60364-5-52 maan lämpöresistiivisyytenä on käytetty 2,5 K m/w, joka on turvallinen arvo maalimanlaajuisesti. Kuormituksen laskentaa käsittelevän standardisarjan IEC 60287 osan 3-1 mukaan Suomessa maan lämpöresistiivisyytenä käytetään 1,0 K m/w. Paikoissa jossa maan todellinen lämpöresistiivisyys on suurempi kuin 1,0 K m/w kuormitettavuutta on pienennettävä vastaavasti käyttäen sopivaa korjauskerrointa tai välittömästi kaapeleiden kanssa kosketuksessa oleva maa-aines on vaihdettava sopivampaan. Kun sallitaan molempien standardien käyttö, ovat nämä ohjeistukset vähän puutteellisia. Standardien taulukkoarvoja ei missään nimessä saa käyttää ristiin. Kaapelin sallitun kuormitusarvon laskentamenetelmiä on useita. On tärkeää että samasta järjestelmästä otetaan sekä sallitun kuormituksen perusarvo että siihen liittyvät asennustavan ja ympäristölämpötilan korjauskertoimet. SFS standardissa maa-asennuksen taulukkoarvoja on muutettu siinä määrin että kokonaisuus muodostaa oman järjestelmän. On todennäköistä että SFS on käyttänyt lähteenä OY NOKIA AB Kaapelitehtaan julkaisua VOIMAKAAPELIT JA ASENNUSJOHDOT. Ainakin kuormitusarvot ja osa korjauskertoimista ovat samoja ( aikaisemmin Suomessa käytössä olleita arvoja ). Seuraavassa on käytetty lähteinä edellä mainittua Nokian kirjaa sekä L. Reinhold ja R. Stubbe:n kirjoittamaa kirjaa Kabel und Leitungen für Starkstrom (1999). Jälkimäisestä lähteestä löytyy myös kuormitustaulukot ja vastaavat korjauskertoimet. Laskentamenetelmä poikkeaa IEC:n käyttämästä menetelmästä. Kun lasketaan sallitut kuormitusarvot (Iz) eri laskentamenetelmillä saadaan jonkin verran toisistaan poikkeavia arvoja. Poikkeamat eivät ole kovin suuria joten kun noudattaa ylläolevaa ohjetta voidaan kaikkia järjestelmiä käyttää turvallisesti. Katso esimerkit kohta 6. 2. Erot IEC ja SFS taulukoiden välillä. 52-2 ja 52-3 sarake D 1. IEC:n maan lämpötila on 20 C ja SFS:ssä 15 C. 2. IEC:n lämpöresistiivisyys on 2,5 k m/w ja SFS vastaava arvo on 1,0 k m/w 3. Maan syvyys IEC 0,8 m ja SFS vastaava arvo on 0,7 m 4. 52-3 taulukon johdinlämpötila on IEC:ssä 90 C ja SFS:ssä 65 C 5. SFS on samat arvot kuormitettavuudelle sekä PVC eristeisille että PEX eristeisille kaapeleille. Kaarnatie 1 F54 00410 Helsinki Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 / IEC 60364-5-52 Sivu 1/9

Muutetaan IEC taulukot niin että ne vastaavat SFS taulukoita ja verrataan taulukoita. Kohdalle 1 löytyy korjauskerroin taulukosta IEC A52-15 eli PVC = 1,05 ja PEX ja EPR = 1,04 Kohdan 2 korjauskerroin taulukon IEC A52-16 = 1,18 sekä PVC että PEX. Taulukon huomautuksissa kerrotaan että arvo on keskimääräinen, tarkkuus ± 5 %. Tarvittaessa tarkempia arvoja tulee käyttää standardia IEC 60287. Kohdan 3 merkitys on vähäinen. Asennussyvyydestä johtuvia korjauskertoimia ei ole mukana standardeissa (IEC tai SFS). Laskenta standardissa IEC 60287 kaapelin syvyydellä on vaikutusta kun lasketaan kaapelin sallittua kuormitusta. Nokia kirjasta löytyy taulukko josta voimme arvioida korjauskertoimen. Asennussyvyys on IEC:n taulukoissa 0,8 m ja SFS taulukoissa 0,7 m. Eli käytetään kerrointa 1 / 0,97 = 1,03 Kohdalle 4 ei löydy valmiita taulukoita. Kun halutaan laskea kaapelin kuormitus arvo toisella johdinlämpötilalla, voidaan käyttää kaavaa: Dv = Dv n æ ç è I I n ö ø 2 I on kuormitus virta ja v on lämpötila josta on vähennetty ympäristön lämpötila. Lähdetään siitä että kaapelin pintalämpötila ei saa ylittää 50 C. Katso tarkemmin kohta 3. ovat silloin: PVC kaapelille ei tarvitse laskea tätä kerrointa koska kaapelin pintalämpötila jää kohdan 3 mukaan alle 50 C vaikka johdinlämpötila on 70 C. PEX ja EPR kaapelien pintalämpötila nousee täysin kuormitettuna yli 50 C.. Yleisesti käytetään PEX kaapelien johdin lämpötilaa 65 C. PEX ja EPR = 50/75 =1,17 (65 / 90 maa 15 C). Laskentamenetelmä ei ole ihan tarkka johtuen siitä että vaihtovirralla ahto-ilmiö kasvattaa resistanssia ja näin kaapelihäviöitä suhteessa enemmän suurilla poikkipinnoilla kuin pienillä poikkipinnoilla. Kertoimilla saadaan näin vähän varmalla puolella olevia arvoja suurilla poikkipinnoilla. Taulukkoon alla on laskettu myös IEC taulukoiden suhteellinen erotus, josta näkyy ahto ilmiön suhteellinen vaikutus. Kokonaiskorjauskertoimet: PVC 1,05*1,18*1,03 = 1,28 PEX ja EPR 1,04*1,18*1,03/1,17 = 1,08 Taulukkoon on otettu mukaan myös vertailu jossa Nokia kirjan taulukon 22 arvot (PEX eristeisten kaapelin kuormitusarvot 90 C) on laskettu korjattuna 65 C.. Viimeisessä sarakkeessa näkyy erotus SFS ja korjatun Nokia kirjan taulukoiden välillä. Kaarnatie 1 F54 00410 Helsinki Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 / IEC 60364-5-52 Sivu 2/9

Poikkipinta SFS 6000 Korjattu Korjattu Korjaamattomat arvot ero IEC Nokia Korjattu ero Nokia Taulukko Taulukko taulukko 21 IEC 52-2 IEC 52-3 IEC 52-2 IEC 52-3 PVC/PEX 22 22 SFS/Nokia Kupari 1,5 26 28 28 22 26 1,18 2,5 35 37 37 29 34 1,17 4 46 49 48 38 44 1,16 6 57 60 60 47 56 1,19 70 60 4,96 % 10 77 81 79 63 73 1,16 95 81 5,45 % 16 100 104 103 81 95 1,17 125 107 6,84 % 25 130 133 131 104 121 1,16 160 137 5,19 % 35 160 160 158 125 146 1,17 190 162 1,50 % 50 190 189 187 148 173 1,17 230 197 3,46 % 70 240 234 230 183 213 1,16 280 239 0,28 % 95 285 276 272 216 252 1,17 330 282 1,03 % 120 325 315 310 246 287 1,17 380 325 0,07 % 150 370 356 350 278 324 1,17 430 368 0,67 % 185 420 399 392 312 363 1,16 480 410 2,32 % 240 480 462 453 361 419 1,16 555 474 1,18 % 300 550 522 512 408 474 1,16 630 538 2,10 % Alumiini 16 78 79 79 62 73 1,18 25 100 102 100 80 93 1,16 125 107 6,84 % 35 125 123 121 96 112 1,17 150 128 2,56 % 50 150 145 143 113 132 1,17 180 154 2,56 % 70 185 179 176 140 163 1,16 220 188 1,64 % 95 220 212 208 166 193 1,16 260 222 1,01 % 120 255 242 238 189 220 1,16 295 252 1,12 % 150 280 273 269 213 249 1,17 335 286 2,26 % 185 330 307 301 240 279 1,16 375 321 2,87 % 240 375 355 348 277 322 1,16 435 372 0,85 % 300 430 401 393 313 364 1,16 490 419 2,60 % 3. Maan lämpötila ja kuivuminen Alla on suora sitaatti Nokia kirjasta kohta 7.2.1 Korkeimmat lämpötilat maaperässä 0,7 m syvyydessä esiintyvät heinä- ja elokuussa. Alhaisimmillaan ovat maan lämpötilat taas helmikuun lopulla. Ohjearvoina voidaan pitää seuraavia lämpötiloja: Etelä-Suomi Korkein 15 C ja alin 0 C Pohjois-Suomi Korkein 13 C ja alin -5 C Kuormitustaulukoiden perustana oleva maaperän lämpöresistiivisyyttä 1 k m/w voidaan pitää sopivana keskiarvona suomalaisiin olosuhteisiin. Kostealla hiekalla ja savella on pienempi lämpöresistiivisyys (taulukko 30). Sitä vastoin kuivuneella ja huokoisella maalla sekä rakennusjätteitä sisältävällä täytemaalla on tavallisesti suurempi lämpöresistiivisyys. Kaapelissa kehittyvä häviölämpö saattaa tihetyissä olosuhteissa aiheuttaa ympäröivän maaperän kuivumista ja lämpöresistiivisyyden nousua. lämpötila kohoaa edelleen ja kuivumisen kiihtyessä syntyy labiili tilanne, joka johtaa korkeisiin lämpötiloihin ja kaapelin turmeltumiseen. Tapahtumaketjuun vaikuttavista tekijöistä voidaan mainita kuormitusvaihtelut, kaapelin pinnan lämpötila ja maaperän laatu. Kaarnatie 1 F54 00410 Helsinki Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 / IEC 60364-5-52 Sivu 3/9

Jos kuormituskäyrä sisältää yhden tai kaksi vuorokautista huippua ja pienen kuorman yöaikaan, on edellä kuvattu tapahtumien kulku tavallisesti epätodennäköinen. Pitkäaikaisella jatkuvalla kuormituksella riski suurenee sitä enemmän mitä korkeampi kaapelin pintalämpötila on. Termisesti labiiliin tilanteeseen johtavan lämpötilan kriittinen arvo riippuu maan laadusta On tapauksia jossa kuivuminen on alkanut kaapelin pinnan saavutettua + 40 C lämpötilan. Yleensä voidaan kaapelin pintalämpötilan kuitenkin nousta arvoon + 50 C asti. Käytettäessä kaapelin ympärillä ns. termisesti stabiilia täytettä voidaan kuivumisen vaikutuksia lieventää. Tällainen täyte voidaan saada aikaan sekoittamalla eri raekoon omaavia hiekkakokoja keskenään tai lisäämällä hiekkaan pieni määräsementtiä tai sopivasti valittua asvalttia. Juntattaessa täytemateriaali lisäksi mahdollisimman tiiviiksi voidaan kuivallakin täytteellä saada täten aikaan stabiili arvo n. 1 K m/w. Jos kaapelin pintalämpötilan odotetaan nousevan korkeaksi, on aiheellista tarkistaa täytemaan laatu ja pyrkiä mittaamaan lämpötilat niissä kohdissa, jossa kuivumisen vaara on suurin. Koska pintalämpötilan mittaus on tavallisesti vaikea järjestää, pintalämpötila joudutaan usein arvioimaan kaapelin johdinlämpötilan mittauksen perusteella ottaen huomioon kaapelin sisäinen lämpöresistanssi ja maaperän lämpöresistanssi. Useimmissa asennuksissa massakyllästettyjen paperieristeisten, PVC- ja PE-eristeisten kaapelien pintalämpötila eivät normaalisti saavuta +50 C. Sitä vastoin PEX-eristeisten täyteen kuormitettujen kaapelien pintalämpötila on yli + 50 C, kuten eräissä tapauksissa myös öljykaapelien pintalämpötila. Veteen lasketut kaapelit jäähtyvät yleensä niin hyvin, että niitä voidaan kuormittaa noin 1,15 kertaa suuremmalla virralla kun maahan asennettuja kaapeleita. Pohjaa peittävät kerrokset, joihin kaapelit vajoavat, ovat tavallisesti termisesti stabiileita. On kuitenkin löydetty pohjakerroksia, joiden lämpöresistiivisyys on suuri. Tällaisesta on esimerkkinä orgaaninen, mm. kasvijätteistä muodostunut muta. Tästä syystä on myös vesistöihin laskettujen kaapelien pintalämpötiloihin kiinnitettävä huomiota. 4. Korjauskertoimien taulukot 4.1 ympäröivän maan muulle lämpötilalle kun 15 C Nokia kirjan taulukko 31 SFS taulukko 52 15 Kaarnatie 1 F54 00410 Helsinki Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 / IEC 60364-5-52 Sivu 4/9

SFS taulukonarvot tulisi olla samat kun Nokian kirjan arvot. Onko mahdollisesti kirjoitettu PEX kaapeleille 90 C asteen arvot? Perustaulukko oli muunnettu 65 C eli PEX arvot tulisi mielestäni ottaa 65 C riviltä. Vaikutus katso kohta 6 esimerkit. 4.2 Maan lämpöresistiivisyyden korjauskertoimet Nokian kirjan taulukko: SFS taulukko 52 15 Nokia kirjan taulukko on huomattavasti monipuolisempi. SFS 52 16 taulukkoon on otettu ainoastaan yksi rivi. 4.3 useammalle kuin yhdelle kaapelille Nokia kirjan taulukko SFS 52 18 taulukossa on samat arvot kun ylläolevassa taulukossa. Kaarnatie 1 F54 00410 Helsinki Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 / IEC 60364-5-52 Sivu 5/9

SFS 6000 on lisäksi taulukko 52 19 putkeen asennettaville monijohdin maakaapeleille. Tätä vastaavaa taulukkoa ei löydy Nokia kirjasta. Taulukko ei myöskään ole samanlainen kun A2 kirjassa olevat vanhat taulukot tai IEC:ssä olevat taulukot. IEC:ssä on kolme taulukkoa. 52 18 joka on samankaltainen kun SFS 52 18 taulukko, mautta arvot ovat erilaisia. Arvojen tulleekin olla erilaisia kun kuormitettavuus arvot poikkeavat toisistaan (SFS / IEC). SFS taulukkoa 52 19 vastaava taulukko on IEC:ssä jaettu kahteen osaan, monijohdinkaapelit ja yksijohdinkaapelit. Yksijohdintaulukkoa ei löydy SFS standardista. 4.4 Muita hyödyllisiä Nokia kirjan taulukoita maa asennuksille Kaarnatie 1 F54 00410 Helsinki Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 / IEC 60364-5-52 Sivu 6/9

5. Lyhyesti kuormituksen ja korjauskertoimien laskenta menetelmistä Tietenkin paras tapa olisi aina laskea kulloisenkin tapauksen kuormitusarvot erikseen esimerkiksi IEC standardin IEC 60287 mukaan. Näin tulee myös tehdä, mikäli mitoitustaulukkojen käyttö ei ole mahdollista ko. tapauksen mitoitukseen. Esimerkkinä mainittakoon asennus kaukolämpöputkiston lähelle. Laskenta on monimutkainen ja edellyttää kaapelin rakenteen ja maan laadun, asennustavan ym. tarkkaa tuntemusta. IEC 60287 kohdan 1.4.1.1 mukainen peruskaava: θ W d [0,5T 1 + n(t 2 + T 3 + T 4 )] I = [ RT 1 + nr(1 + λ 1 )T 2 + nr(1 + λ 1 + λ 2 )(T 3 + T 4 ) ] 0,5 jossa: I on suurin sallittu kuormitusvirta A Θ on johtimen suurin sallittu lämpenemä K R on johtimen vaihtovirtaresistanssi, maksimi käyttölämpötilassa Ω/m W d on dielektriset häviöt W/m T 1 on johtimen ja metallivaipan välinen lämpöresistanssi K m/w T 2 on metallivaipan ja armeerauksen välinen lämpöresistanssi K m/w T 3 on armeerauksen ja kaapelin pinnan välinen lämpöresistanssi K m/w T4 on kaapelin pinnan ja ympäristön välinen lämpöresistanssi K m/w n on kaapelin kuormitettujen johtimien lukumäärä λ 1 on metallivaipan häviöiden suhde johdinhäviöihin λ 2 on armeerauksen häviöiden suhde johdinhäviöihin Kaapelille joka on alttiina suoralle auringon paisteelle, käytetään omaa kaava ja jokaiselle osatekijälle on omat erilliset laskentakaavat ja menetelmät. Kuormitusvirta- ja korjauskerrointaulukot muodostavat mitoitusjärjestelmän jossa on laadinnan yhteydessä tehty harkittuja kompromisseja ja/tai yksinkertaistuksia. Korjauskerrroin saadaan kun laskenta tehdään erikseen molemmille tapauksille. Kuten jo kohdassa 1 todettiin, on tärkeää että sallittu kuormitusvirta ja korjauskertoimet otetaan saman mitoitusjärjestelmän taulukoista. 6. Esimerkit Esimerkki 1, yksittäinen kaapeli AMCMK 4x120+41 asennetaan suoraan maahan eteläsuomessa Kaapeli kaivetaan maahan jossa lämpöresistiivisyys on todettu olevan 1,5 K m/w Kaivannon syvyys on 0,7..0.8 m, maan lämpötila on 15 C, jännite on 400 V, 50 Hz. PVC SFS 6000 IEC 60364 Nokia Kabel und.. I = 255 SFS 52-2D 189 255 246 Johdinlämpötila 1 1 1 1 Maan lämpötila 1 SFS 52-15 1,05 1 0,86 1,5/15/70 Maan resistiivisyys 0,85 SFS 52-16 1,1 0,85 1 Kaivannon syvyys 1 1 0,97 1 Iz = 217 A 218 A 210 A 212 A PEX SFS 6000 IEC 60364 Nokia Kabel und.. I = 255 SFS 52-3D 220 252 268 Johdinlämpötila 1 0,86 90/65 1 0,86 90/65 Maan lämpötila 1 SFS 52-15 1,04 1 0,85 1,5/15/65 Maan resistiivisyys 0,85 SFS 52-16 1,1 0,85 1 Kaivannon syvyys 1 1 0,97 1 Iz = 217 A 216 A 208 A 196 A Kaarnatie 1 F54 00410 Helsinki Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 / IEC 60364-5-52 Sivu 7/9

Esimerkki 2, kuten yllä mutta kaapeleita on 2//, asennettuna vierekkäin koskettaen. Muutetaan myös ympäröivän maan lämpötila 25 C PVC SFS 6000 IEC 60364 Nokia I = 255 SFS 52-2D 189 255 Johdinlämpötila 1 1 1 Maan lämpötila 0,9 SFS 52-15 0,95 0,9 Maan resistiivisyys 0,85 SFS 52-16 1,1 0,85 Kaivannon syvyys 1 1 0,97 2// väli 0 0,79 SFS 52-18 0,75 0,79 Per kaapeli Iz = 154 A 148 A 149 A PEX SFS 6000 IEC 60364 Nokia I = 255 SFS 52-3D 220 252 Johdinlämpötila 0,93 0,86 1 Maan lämpötila 1 SFS 52-15 0,96 0,89 Maan resistiivisyys 0,85 SFS 52-16 1,1 0,85 Kaivannon syvyys 1 1 0,97 2// väli 0 0,79 SFS 52-18 0,75 0,79 Per kaapeli Iz = 159 A 150 A 146 A Esimerkki 3, kuten yllä mutta kaapeleita on 6//, asennettuna vierekkäin väli 0,25. Maan lämpötila 15 C. PVC SFS 6000 IEC 60364 Nokia I = 255 SFS 52-2D 189 255 Johdinlämpötila 1 1 1 Maan lämpötila 1 SFS 52-15 1,05 1 Maan resistiivisyys 0,85 SFS 52-16 1,1 0,85 Kaivannon syvyys 1 1 0,97 6// väli 0,25 m 0,69 SFS 52-18 0,7 0,69 Iz = 150 A 153 A 145 A PEX SFS 6000 IEC 60364 Nokia I = 255 SFS 52-3D 220 252 Johdinlämpötila 1 0,86 1 Maan lämpötila 1 SFS 52-15 1,04 1 Maan resistiivisyys 0,85 SFS 52-16 1,1 0,85 Kaivannon syvyys 1 1 0,97 6// väli 0,25 m 0,69 SFS 52-18 0,7 0,69 Per kaapeli Iz = 150 A 152 A 143 A Esimerkki 4, kuten esim. 1 mutta kaapeleita on 2//, asennettuna putkeen koskettaen. Muutetaan myös ympäröivän maan lämpötila 25 C PVC SFS 6000 IEC 60364 I = 255 SFS 52-2D 189 Johdinlämpötila 1 1 Maan lämpötila 0,9 SFS 52-15 0,95 Maan resistiivisyys 0,85 SFS 52-16 1,1 Kaivannon syvyys 1 1 2// väli 0 putkessa 0,75 SFS 52-19 0,85 Per kaapeli Iz = 146 A 14,7 % 168 A PEX SFS 6000 IEC 60364 I = 255 SFS 52-3D 220 Johdinlämpötila 0,93 0,86 Maan lämpötila 1 SFS 52-15 0,96 Maan resistiivisyys 0,85 SFS 52-16 1,1 Kaivannon syvyys 1 1 2// väli 0 putkessa 0,75 SFS 52-19 0,85 Per kaapeli Iz = 151 A 12,3 % 170 A Kaarnatie 1 F54 00410 Helsinki Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 / IEC 60364-5-52 Sivu 8/9

Esimerkissä 4 on liian suuri ero. Ehkä SFS 6000 korjauskerrointaulukko on vähän virheellinen. Tosin tulos on varmalla puolella. On kuitenkin hyvä muistaa että kun pienjännitekaapeleita asennetaan maahan, esimerkiksi hajaasutusalueella, on matkat verkkojännitteeseen nähden (400/230 V) pitkät, joten poikkipintoja tulee kasvattaa jotta jännite alenemat pysyy kohtuulisina. Kuormituksien arviointi on myös haasteellista. Esimerkki 5, välijännitekaapeli maassa Dynaaminen oikosulkuvirta voidaan laskea kaavalla jossa Välijännitekaapelia mitoittaa: Verkon sysäysoikosulkuvirta - kaapelin dynaaminen oikosulkukestoisuus Verkon maksimi oikosulkuvirta kaapelin terminen oikosulkukestoisuus Kaapelin kuormitusvirta. Tavallisesti välijänniteverkon maksimi oikosulkuvirta ja sysäysoikosulkuvirta tunnetaan. Laskentasääntöjen mukaan R/X suhteena käytetään arvoa 0,1 jos oikeata arvoa ei tunneta. Näin saatu tulos on varmanpuolella. ip =1,74* 2*10 ka = 24,6 ka Maan paino estää kaapelia purkautumasta maassa. Mutta kun siirrytään maanpinnalle, on huolehdittava että kaapeli on sidottu purkautumisen estämiseksi. Yllä laskettu sysäysoikosulkuarvon sidosväli on suuruusluokkaa 1,5 m. 10kV oikosulkuvirrat ovat huomattavasti suuremmat jolloin myös sidosväli lyhenee huomattavasti. Sidontaan voidaan käyttää narua, Tespa pantaa tai tarkoitukseen valmistettua teippiä. Neuvottele asiasta tarvittaessa kaapelivalmistajan kanssa. Usein kaapelin terminen oikosulkukestoisuus mitoitetaan niin, että se vioittumatta sallii myös laukaisun siirtymisen toiselle portaalle. Eli 2*0,4 s = 0,8 s. Esimerkin oikosulkuvirta on 10 ka. Valmistajan luettelon mukaan: AHXAMK-WM 20 kv 3*95+35 1 sekunnin oikosulkuvirtakestoisuus on 8,9 ka AHXAMK-WM 20 kv 3*120+35 1 sekunnin oikosulkuvirtakestoisuus on 11,3 ka Oikosulkukestoisuus voidaan muuntaa toiseen aikaan kaavalla I = 1/0,8 *8,9 ka = 9,95 ka Mitoituksessa on hyvä huomioida myös oikosulkuvirran kasvu tulevaisuudessa. Kuormitettavuus maassa 65 C johdinlämpötilalla on 95 mm 2 kaapelilla = 235 A ja 120 mm 2 = 265 A. Kuormitusvirta on 45,1 A. Lyhytaikainen virtakestoisuus ylimitoittaa kaapelin kuormitusvirtaan nähden joten ongelmia kaapelin pintalämpötilan kanssa ei ole. Kaarnatie 1 F54 00410 Helsinki Maakaapeloinnin Iz SFS 6000 / IEC 60364-5-52 Sivu 9/9