Sähkönjakelutekniikka, osa 3 Pienjännitejakeluverkko Pekka Rantala 20.9.2015
Johto ja johdin Johto Koostuu yksittäisistä johtimista, sisältää yleensä 3 vaihetta + muuta Johdin = yksittäinen piuha päällystetty eli eristetty tai päällystämätön eli paljas Ilmajohto Pylväiden varassa ilmassa oleva johto Voi olla avojohto tai nippujohto (virallinen termi?) Riippukierrejohto AMKA, suomalainen juttu(?) Avojohto Johto, jonka johtimet ovat yksittäisiä, irrallaan toisistaan, Paljas avojohto = päällystämätön avojohto Päällystetty avojohto, keskijännitteellä PAS-johto Kaapeli (maakaapeli) Johto, jonka kaikki johtimet ovat saman vaipan sisällä
Tavallisimmat pienjännitejohdot Jakeluverkoissa Riippukierrejohto (-kaapeli) AMKA 3 PA + X Suosituspoikkipinta-alat (RA 1: 99): 16 35 70 mm² AL Maakaapeli AXMK 4 PA S Suosituspoikkipinta-alat (RA 1: 99): (16) 25 50 95 150 (185) mm² AL Liittymisjohdoissa käytetään myös muita kaapeleita, esim. kuparikaapelia MCMK
Pienjännitejakelujohtoja
Sähkönjakeluverkon perusrakenne lähde: LUT, opetusmateriaali substation = sähköasema
Pienjänniteverkko SFS 6000 / 8-801 Jakeluverkolla syötetään sähköliittymiä kuten rakennuksia katu- ja tievalaistuksia, rakennustyömaita tai vastaavia. Jakeluverkko alkaa jakelumuuntajan tai generaattorin pienjänniteliittimistä, ja se sisältää kaikki jakeluverkkoon kuuluvat rakenteet kuten suojalaitteet, jakokeskukset, kaapelit ja johtimet, välivarokkeet, välimuuntajat yms. Jakeluverkon ja sähköliittymän sähköasennuksen raja sijaitsee päävarokkeen tai muun pääsuojalaitteenjakeluverkon puoleisissa liittimissä, yleensä sähköliittymän mittauskeskuksessa.
Verkon rakenne Säteittäinen Rengas Pienjänniteverkko (400 V) yleensä säteittäinen Syöttö vain yhdestä suunnasta Keskijänniteverkko (20 kv) Haja-asutusalueella usein rengas, jota käytetään säteittäisesti. Saadaan varayhteyksiä. Taajamissa rengas tai silmukka
Erotin auki, onko huolto/vika?
Pienjännitejakeluverkon osia Jakelumuuntaja 20/0,4 kv = syöttölaite Runkojohto Jakokaappi (kaapeliverkoissa) Sulakkeet, välivarokkeet Erotin (mahdollisesti keskijännitteen puolella) Liittymisjohto Maadoitukset
Liittymisjohto Jakeluverkon ja liittymän pääkeskuksen (päävarokkeiden) välinen johto. Sitä syöttää jakeluverkon runkojohto suoraan, eikä siinä ole haaroituksia. 801.521 Toteutettava maakaapelilla, paitsi Ilmajohdon saa päättää suoraan rakennuksen seinään vain muuntamoissa ja esim. oikein kallioisella maaperällä.
AMKA ei mene talon seinään asti
Erottaminen Jakeluverkon kaikki jännitteiset johtimet pitää voida erottaa syöttölaitteesta. Muuntopiirin erottamiseen voidaan käyttää myös muuntamon yläjännitepuolella olevaa erotuslaitetta. Kaapelinjakokaapissa ei välttämättä tarvitse olla erotuslaitteena toimivaa pääkytkintä. (ehdot 801.537)
Sähköliittymän erottaminen Samalla tontilla tai yhtenäisellä alueella oleva koko sähkölaitteisto liitetään yhdellä liittymisjohdolla ja se on saatava erotettua yhdellä pääkytkimellä. (joitain poikkeuksia) Nykyisin yleensä energiamittari jää sähköliittymän erotuskohdan syötön puolelle, eli erotustilanteessa jännitteiseksi. Tämä mahdollistaa etäluettavan mittarin käytön sähkönsyötön valvontaan.
Jakeluverkon maadoitusjärjestelmä Jakeluverkoissa käytetään yleensä TN-järjestelmää. TN = Terra Neutral = nollapiste maadoitettu Jakeluverkoissa voidaan käyttää TN-Cjärjestelmää, jos PEN-johtimen poikkipinta on vähintään 10 mm 2 kuparia tai 16 mm 2 alumiinia. C = Combined = yhdistetty PE ja N = PEN TN-C:ssä käytetään PEN-johdinta
TN-jakeluverkon maadoitus Verkon tähtipiste on maadoitettava verkon syöttöpisteessä, eli muuntajan tai generaattorin luona. Tai korkeintaan 200 m päässä siitä. Maadoitus on tehtävä jokaisen yli 200 m pituisen johdon tai johtohaaran loppupäässä. PE- tai PEN-johdin on suositeltavaa maadoittaa myös muualla sopivissa paikoissa, esim. kaapelinjakokaapeilla. Jokaisessa pienjänniteliittymässä pitää olla oma maadoituselektrodinsa. Mutta tämä maadoitus ei ole varsinaista jakeluverkon maadoitusta.
Pienjänniteverkon maadoitus lähde:diplomityö, Martti Simonen, LUT 2006 Sähkönjakeluverkon suunnitteluperusteet
Muuntajan maadoittaminen
Johtojen kuormitettavuus Pääperiaatteet ovat samat kuin kiinteistön sisäverkon tilanteessa. Taulukoista löytyy eri johtolajien kuormitettavuudet eri asennustavoille. Tarvittaessa käytetään korjauskertoimia. Maakaapeleilla runkojohdoissa (ei liittymisjohdoissa) sallitaan hätäkuormitettavuus. Ilmajohdoilla ei sallita hätäkuormitettavuutta.
Jakeluverkon suojaus Lähtökohtana on samojen suojausten toteutuminen kuin rakennuksen sisäverkoissakin, mutta joitain eroja kuitenkin on Perussuojaus Perussuojausmenetelmänä voidaan jakeluverkoissa käyttää asentamista kosketusetäisyyden ulkopuolelle Vikasuojaus Käytetään syötön automaattista poiskytkentää Ylivirtasuojaus (toteutetaan yleensä sulakkeilla) Ylikuormitussuojaus Oikosulkusuojaus
Syötön automaattinen poiskytkentä (= vikasuojauksen toteutustapa) Jakeluverkon vikasuojauksessa poiskytkentä-aika saa olla yleensä enintään 5 s. Jakeluverkon vikasuojaukseen käytettävän gg-sulakkeen mitoittaminen, taulukko 801.1 gg-tyypin sulake I N 63 A I N > 63 A Pienin yksivaiheinen oikosulkuvirta jakeluverkossa 2,5 I N 3,0 I N Oikosulkuvirran laskennassa voidaan käyttää johtimille alhaisempaa lämpötilaa kuin rakennusten sähköasennuksissa. Usein käytetään 40 C. Uusissa liittymissä pienin oikosulkuvirta on 250 A tai isommilla päävarokkeilla pitää olla vähintään 250 A. (pääsääntö)
Jakeluverkon ylivirtasuojaus: ylikuormitussuojaus Maakaapeleilla ja paljailla (tai itsestään sammuvilla eristeillä varustetuilla) avojohdoilla voidaan ylikuormitussuojaus jättää pois. Näin voidaan toimia tiettyjen palosuojaus-ehtojen täyttyessä: etäisyys palavista aineista. Riippukierrekaapeli, AMKA, pitää varustaa ylikuormitussuojalla. Ylikuormitussuoja voi sijaita myös johdon loppupäässä. Ylikuormitussuojana voi toimia liittymän pääsulakkeet.
Jakeluverkon ylivirtasuojaus: oikosulkusuojaus Muistisääntö jakeluverkoille: Ylikuormitussuojaus ei ole aina pakollinen Oikosulkusuojaus ON AINA pakollinen Jakeluverkon muun osan kuin liittymisjohdon oikosulkusuojina voidaan käyttää (verkon haltijan harkinnan mukaan) taulukon 801.1 mukaisia arvoja. Poiskytkentäaika voi tällöin ylittää 5 s. Selektiivisyyden ei tarvitse olla jakeluverkossa yhtä hyvä kuin sisäverkossa.
Liittymisjohdon oikosulkusuojaus Voidaan käyttää seuraavia vaihtoehtoja: 1. Kun johdon alkupäässä on ylivirtasuoja, joka kytkee oikosulun pois alle 5 sekunnissa, noudatetaan normaaleja vaatimuksia, mitä pienjänniteasennuksissa yleensäkin. 2. Kun johdon alkupäässä ei ole ylivirtasuojaa, jolla oikosulku kytketään pois alle 5 sekunnissa, liittymisjohto asennetaan koko matkaltaan palonkestävästi, esim. maahan. Liittymiskaapeli ylikuormitussuojataan loppupäästään. 3. Jos tapa 1 tai 2 ei toteudu, käytetään kokemusperäisiä vaatimuksia. Kts. SFS 6000-8-801, kohta 801.434