BL10A3000 Sähköturvallisuus Luento 9-10: Kiinteistöjen sähköasennukset II: Suojaus lämmön vaikutuksilta ja jännitehäiriöiltä Maadoittaminen ja suojajohtimet Erikoistilat Sähkölämmitys Energiankäyttö ja huipputeho Dokumentaatio, tarkastukset ja muutostyöt Moottorien suojaus 5.2.2013 Tero Kaipia 1
Suojaus lämmön vaikutuksilta (SFS 6000-4-42) Ihmiset, kotieläimet, kiinteästi asennetut laitteet ja kiinteät materiaalit sähkölaitteiden läheisyydessä, on suojattava sähkölaitteiden lämpenemisen tai lämpösäteilyn aiheuttamalta vaurioitumiselta, eli suojaudutaan seuraavilta: lämpöilmiöiltä, materiaalien palamiselta, syttymiseltä tai huononemiselta ja sähkölaitteiden aiheuttamilta palovammoilta liekeiltä silloin kun palovaara leviää sähköasennuksista muihin lähellä oleviin palo-osastoihin asennettujen sähkölaitteiden mukaan luettuna turvajärjestelmien turvallisen toiminnan huonontumiselta Sähkölaite ei saa aiheuttaa palovaaraa lähellä oleville materiaaleille normaalin toiminnan tai vian aikana Tämä voidaan saavuttaa laitteiden sopivalla rakenteella tai tekemällä lisäsuojauksia asennuksen aikana Suojausmenetelmät Asennusympäristön materiaalivalinnat Erottaminen/eristäminen syttyvistä materiaaleista Kotelointi, esteet Ylivirtasuojaus Lähde: SFS 6000-4-42 Tero Kaipia 2
Palosuojaus Sähkölaitteet on asennettava siten, etteivät kiinteät esineet tai rakennusosat lämpene vaarallisesti Jos sähkölaitteen pintalämpötila voi aiheuttaa palovaaraa ympäristössään, on se asennettava kyseiset lämpötilat kestävästä, huonosti lämpöä johtavasta materiaalista tehdylle alustalle, tai erotettava rakennusosista riittävät lämpötilat kestävällä, lämpöä huonosti johtavalla materiaalilla, tai asennettava lämmön turvallisen haihtumisen sallivalla tavalla sopivalle etäisyydelle lämpötilasta vaurioituvasta materiaalista Jos sähkölaite voi normaalissa käytössä aiheuttaa valokaaria tai kipinöitä, on se koteloitava kokonaisuudessaan valokaaria kestävällä materiaalilla, tai erotettava valokaaren kestävillä materiaaleilla mahdollisesti vaurioituvista rakennusosista, tai asennettava turvallisen etäisyyden päähän mahdollisesti vaurioituvista rakennusosista Lähde: SFS 6000-4-42 Tero Kaipia 3
Palosuojaus Rakennusosien paloluokat ilmaistaan tunnuskirjaimilla R (kantavuus), E (tiiviys) ja I (eristävyys) ja näitten jälkeen palonkestävyysaika minuutteina Paloturvallisuuden lisäksi on otettava huomioon standardin SFS 6000-5-52 mukaisesti mm. Ympäristön lämpötila (AA) Ulkoiset lämmönlähteet Veden siirtyminen (AD) SFS 6000-5-51 taulukossa 51A määritellyt Vieraat kiinteät aineet (AE) ulkoisten tekijöiden vaikutukset Korroosiota tai likaantumista aiheuttavat aineet (AF) Mekaanisten iskujen kestävyys (AG) Värähtelyt (AH) Muut mekaaniset rasitukset (AJ) Kasvillisuus ja/tai homekasvustot (AK) Eläimistön esiintyminen (AL) Auringon säteily (AN) Seismiset ilmiöt (AP) Tuuli (AR) Käsiteltävien ja varastoitavien materiaalien luonne (BE) Rakennusten rakenteet (CB) Tero Kaipia 4
Paloturvallisuuden kannalta erityistilojen asennukset Suomessa ympäristöministeriö määrää tilojen paloturvallisuus luokittelusta Sähköasennuksissa on huomioitava erityistiloina Tilat, joissa valmistetaan käsitellään tai säilytetään syttymisherkkiä / palovaarallisia materiaaleja Polttoaineet, räjähdysaineet Herkästi palavat materiaalit, kuten puu/vilja/tekstiilipöly ja paperit Tilat, joissa on käytetty pääasiassa palavia rakennustarvikkeita Tilat, jotka turvallisuuden vuoksi palo-osastoitava, kuten uloskäytävät SFS 6000-4-42 ei käsittele sähkölaitteistojen valintaa ja asentamista räjähdysvaarallisissa tiloissa Räjähdysvaarallisten tilojen asennukset käsitellään standardisarjassa EN 60079 (erityisesti 60079-14) Lisämääräyksiä pölyräjähdysvaarallisten tilojen asennuksille on annettu standardissa EN 61241-14 Lähde: SFS 6000-4-42 Tero Kaipia 5
Paloturvallisuuden kannalta erityistilojen asennukset Uloskäytävät (turvallisen hätäpoistumisen mahdollistava tila) Uloskäytävien yhteyteen saa sijoittaa ainoastaan uloskäytävän sähkölaitteita syöttäviä johtojärjestelmiä Uloskäytäviin voidaan ilman erillistä suojausta sijoittaa vain uloskäytävien turvallisuutta esim. paloturvallisuutta palvelevia jakokeskuksia Jos uloskäytävään kuitenkin joudutaan sijoittamaan myös muiden sähköjärjestelmien osia, niin on ne suojattava riittävän palokestävyysluokan mukaisesti Käytetään palonkestäviä kaapeleita, jotka täyttävät testausstandardien EN 60332-3 (kaapelien nippupoltto), EN 50267 (kaapelimateriaalien halogeenittomuus) ja EN 61034 (vähäinen savunmuodostus) vaatimukset Esimerkkejä tällaisista kaapeleista ovat mm. standardien SFS 5544 ja SFS 5546 mukaiset halogeenittomat nippuna itsestään sammuvat kaapelityypit Suojataan kaapelit/keskukset/muut kalusteet palonkestävyysluokan EI 30 mukaisilla riittävillä huoltoluukuilla varustetuilla rakenteilla Käytetään muuta menetelmää, josta on olemassa puolueettoman tutkimuslaitoksen puoltava lausunto Pölypalo/-räjähdysvaaralliset tilat Vain välttämättömät sähköasennukset Vähintään IP5X kotelointiluokan sähkölaitteet, ellei pölyn pääsy erikseen estytty (jolloin riittää IP4X) Tarvittaessa käytettävä palon leviämistä hidastavia kaapeleita Lähde: SFS 6000-4-42 Tero Kaipia 6
Paloturvallisuuden kannalta erityistilojen asennukset Palovaarallisen tilan läpi kulkevissa johdoissa, jotka eivät syötä tilan laitteita, ei saa olla liitoksia tilan sisällä olevalla reitillä. Liitos sallitaan, jos se sijoitetaan palotestin vaatimukset täyttäviin koteloihin Lämmitys ja valaisinlaitteiden pintalämpötila on rajoitettu normaalitilanteissa 90 C ja vikatilanteissa 115 C lämpöihin Tätä lämpimämmät sisäosat eivät saa aiheuttaa syttymistä (koteloitu riittävän tiiviisti) Koneellisissa ilman lämmitysjärjestelmissä ilman sisäänoton pitää sijaita sellaisen tilan ulkopuolella, jossa voidaan olettaa olevan palavaa pölyä. Ulostulevan ilman lämpötila ei saa aiheuttaa palovaaraa. Muut johtojärjestelmät, kuin mineraalieristeiset kaapelit ja jakelukiskot on suojattava eristysvikoja vastaan TN- ja TT-järjestelmissä on käytettävä mitoitustoimintavirraltaan I Δn enintään 300 ma, A tai B-tyypin, vikavirtasuojia SFS 6000-5-53 mukaisesti (erityistapauksissa max 30 ma) IT-järjestelmässä on käytettävä eristystilan valvontalaitetta, joka antaa sekä kuuluvan että näkyvän hälytyksen ensimmäisessä viassa ja kytkee syötön pois toisen vian sattuessa enintään 5 sekunnissa Suojalaitteista säädetään tarkemmin standardissa SFS 6000-5-53 Palovaarallisen tilan syöttöjohdot on ylivirtasuojattava asennuksen pääsyötön ja tilan väliin sijoitetuilla suojilla Lähde: SFS 6000-4-42 Tero Kaipia 7
Valaisimet ja palovaaran minimointi Erityisesti kiinnitettävä huomiota jos on olemassa palovaarallisen materiaalin varastoinnin tai käsittelyn aiheuttama paloriski Valaisimet tulee pitää sopivalla etäisyydellä palavista materiaaleista Jos valmistaja ei anna muita tietoja, kohdevalaisimet ja valonheittimet on pidettävä palavista materiaaleista seuraavalla etäisyydellä: 100 W tehoon saakka 0,5 m 100 300 W tehoilla 0,8 m 300 500 W tehoilla 1,0 m. yli 500 W tehoilla voidaan tarvita suurempia etäisyyksiä Jos valmistajalla ei ole muita ohjeita, yllä olevat etäisyydet koskevat kaikkia suuntia. Lamput ja muut valaisimien komponentit on suojattava todennäköisiltä mekaanisilta rasituksilta Tällaisia suojuksia ei saa kiinnittää lampunpitimiin, elleivät ne muodosta valaisimen rakenteen yhtenäistä osaa Valaisimien muuttaminen ei ole sallittua Sellaisella lampulla varustetut valaisimet, joista voi vikatilanteessa irrota palavia osia, pitää asentaa käyttämällä lampulle valmistajan ohjeiden mukaista suojalasia Lähde: SFS 6000-4-42 Tero Kaipia 8
Valaisimet ja palovaaran minimointi Lähde: SFS 6000-4-42 Tero Kaipia 9
Suojaus palovammoilta Sähkölaitteiden kosketusetäisyydellä olevat osat eivät saa saavuttaa lämpötilaa, joka todennäköisesti aiheuttaa palovammoja ihmisille asennukset, jotka normaalissa käytössä todennäköisesti aiheuttavat lyhyeksikin aikaa ao. taulukon arvot ylittäviä lämpötiloja, on suojattava tahattomalta koskettamiselta Arvoja ei sovelleta laitteisiin, jotka ovat kyseisen laitteen rakennestandardin mukaisia, kuten esim. kiukaat Lähde: SFS 6000-4-42 Tero Kaipia 10
Suojaus jännitehäiriöiltä ja EMC Tero Kaipia 11
Perusvaatimukset (SFS 6000-1.131) Jännitehäiriöt Ihmiset, kotieläimet ja omaisuus on suojattava vahingoilta, joita aiheutuu eri jännitteellä syötettyjen virtapiirien jännitteisten osien välisestä viasta Ihmiset, kotieläimet ja omaisuus on suojattava muista syistä johtuvien ylijännitteiden, kuten ilmastollisten tai kytkentäylijännitteiden aiheuttamilta vahingoilta Suojaus suoralta salamaniskulta on käsitelty IEC 62305-sarjassa Ihmiset, kotieläimet ja omaisuus on suojattava alijännitteestä ja jännitteen palaamisesta aiheutuvilta vahingoilta Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Sähköasennuksilla on oltava riittävä häiriönsietotaso sähkömagneettisia häiriöitä vastaan toimiakseen kunnolla määritellyssä ympäristössään Laitteiston rakenteessa on otettava huomioon sähköasennuksen tai asennetun laitteen aiheuttamat ennakoitavissa olevat sähkömagneettiset häiriöt Laitteistoon liitettävien ja siinä käytettävien kulutuslaitteiden on oltava sopivia näihin häiriöihin Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 12
SFS 6000-4-44 SFS 6000 osa 4-44 käsittelee sähköasennusten suojausta jännitehäiriöiltä ja sähkömagneettisilta häiriöiltä sekä menetelmiä suojauksen toteuttamiseksi Vaatimukset on jaettu neljään lukuun seuraavalla tavalla: Pienjänniteasennusten suojaaminen suurjännitejärjestelmien tilapäisiltä ylijännitteiltä ja maasulkujen vaikutuksilta pienjänniteasennuksia koskevia vaatimuksia ihmisten, kotieläinten ja laitteiden turvallisuudelle silloin, kun pienjänniteasennusta syötävällä muuntamolla sattuu vika suurjännitejärjestelmän ja maan välillä. Suojaus ilmastollisilta ja kytkentäylijännitteiltä (impulssi-/transienttijännitteet) sähköasennuksen suojaaminen ilmastollista alkuperää olevilta sähkönjakeluverkkoa pitkin välittyviltä ja sähkölaitteiden aiheuttamien kytkentöjen aiheuttamilta ylijännitteiltä Suojaus sähkömagneettisilta vaikutuksilta ohjeita suunnittelijalle sähkömagneettisten häiriöiden (electromagnetic interferences -EMI) rajoittamiseksi Alijännitesuojaus jännitteenalenemasta tai jännitekatkosta ja sitä seuraavasta jännitteen jälleenkytkeytymisestä aiheutuvat vaaratilanteet Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 13
Pienjänniteasennusten suojaaminen suurjännitejärjestelmien tilapäisiltä ylijännitteiltä ja maasulkujen vaikutuksilta Käsiteltävät vaaratilanteet Vika suurjännitejärjestelmän ja maan välillä pienjännitejärjestelmää syöttävällä muuntoasemalla Pienjännitejärjestelmän nollajohdin katkeaa Äärijohtimen ja nollajohtimen välille tulee oikosulku Pienjännitteisen IT-järjestelmän äärijohdin maadoittuu vahingossa Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 14
Pienjänniteasennusten suojaaminen suurjännitejärjestelmien tilapäisiltä ylijännitteiltä ja maasulkujen vaikutuksilta Vian aikainen kosketusjännite ja vian kestoaika saavat yleisen jakeluverkon vian aikaan olla enintään seuraavan kuvan mukaiset, jos pienjännitejärjestelmän PENjohdin on maadoitettu vain jakelumuuntamolla Kuvan arvon voi kaksinkertaistaa, jos pienjännitejärjestelmän PEN-johdin on kytketty maahan useammassa kuin yhdessä pisteessä maadoitusjännite = 2 x kosketusjännite Vaatimukset muuntamon maadoitusjärjestelmille on annettu standardissa SFS 6001 Tietyissä tapauksissa kosketusjännitteen arvon voi myös nelinkertaistaa Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 15
Pienjänniteasennusten suojaaminen suurjännitejärjestelmien tilapäisiltä ylijännitteiltä ja maasulkujen vaikutuksilta U 0 = laitteen nimellis(vaihe)jännite Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 16
Pienjänniteasennusten suojaaminen suurjännitejärjestelmien tilapäisiltä ylijännitteiltä ja maasulkujen vaikutuksilta Pienjänniteasennuksen laitteiden suurjännitejärjestelmän maasulusta johtuvien käyttötaajuisten rasitusjännitteiden (U 1 ja U 2 ) suuruus ja kestoaika eivät saa ylittää SFS 6000-4-44 taulukon 44.A2 mukaisia arvoja ja kosketusjännitteen (U f ) raja-arvo kuvan 44.A2 vaatimuksia Pienjänniteasennuksia suunniteltaessa ei järjestelmässä toteutuvia U 1, U 2 ja U f arvoja tyypillisesti tarvitse määrittää, koska raja-arvojen toteutuminen on suurjännitejärjestelmän haltijan/käyttäjän vastuulla ja vaatimukset katsotaan saavutetun, jos pienjännitesyöttö tulee jakeluverkosta, jossa noudatetaan standardin SFS 6001 vaatimuksia Rasitusjännitteet, jotka esiintyvät TT- ja TN-järjestelmän nollajohtimen katketessa Jos nollajohdin katkeaa TN- tai TT-järjestelmässä, perus-, kaksois- ja vahvistettu eristys sekä komponentit, jotka on mitoitettu nolla- ja vaihejohtimien väliselle jännitteelle, voivat tilapäisesti joutua alttiiksi pääjännitteelle. Rasitusjännite voi olla arvoltaan U = 3 x U 0 Rasitusjännitteet IT-järjestelmän vahingossa tapahtuvassa maadoituksessa Jos IT-järjestelmän äärijohdin vahingossa maadoittuu, vaihejännitteen mukaan mitoitetut eristykset tai komponentit voivat tilapäisesti joutua alttiiksi pääjännitteelle. Rasitusjännite voi olla arvoltaan U = 3 x U 0 Rasitusjännite, joka esiintyy vaihejohtimen ja nollajohtimen välisen oikosulun yhteydessä On otettava huomioon, että vaihejohtimen ja nollajohtimen välisessä oikosulussa rasitusjännite muiden vaiheiden johtimien ja nollajohtimen välillä voi olla 5 sekunnin ajan arvoltaan 1,45 x U 0 Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 17
Suojaus ilmastollisilta ja kytkentäylijännitteiltä Kytkentäylijännitteet ilmastollisia ylijännitteitä pienempiä suojaus ilmastollisilta ylijännitteiltä kattaa myös suojauksen kytkentäylijännitteiltä Laitteiden impulssiylijännitteiden kestoluokat ja luokkakohtaiset raja-arvot Impulssiylijännitteen arvoa (ylijänniteluokkaa) käytetään suoraan verkosta syötettyjen laitteiden luokitteluun Nimellisjännitteen mukaan valitut laitteiden ylijänniteluokat annetaan, jotta voidaan erottaa eri tasoja laitteiden käytettävyydelle vaaditun toiminnan jatkuvuuden ja hyväksyttävän vikariskin perusteella Laitteen ylijänniteluokan valinnalla voidaan saavuttaa eristyskoordinaatio ja alentaa vioittumisriski hyväksyttävälle tasolle Ylijänniteluokkien vaatimukset on otettu huomioon IEC 60664-1:n mukaan laitteita koskevissa standardeissa Tietyn luokan laite on suunniteltu, toteutettu ja testattu IEC:n laitenormien mukaisesti Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 18
Suojaus ilmastollisilta ja kytkentäylijännitteiltä Impulssiylijännitteet, jaettu neljään luokkaan (IEC 60664-1): I Herkät esim. elektronisia piirejä sisältävät laitteet, jotka liitetään transientti-ylijännitteiltä suojattuun syöttöön. Ei suoraa liitäntää yleiseen jakeluverkkoon, erotus esim. suojaerotusmuuntajalla tai kokonaan erillinen teholähde. II Kiinteisiin asennuksiin liitettävät siirrettävät laitteet, esim. pistorasiaan kytkettävät kojeet III Kiinteistöverkon kiinteät asennukset pääkeskuksessa ja siitä eteenpäin IV Asennuksen syöttöpisteen (liityntäpisteen) ja pääkeskuksen syöttöpuolen laitteet ml. yleinen pienjännitejakeluverkko Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 19
Suojaus ilmastollisilta ja kytkentäylijännitteiltä Luontainen suojaus Maakaapeliverkosta syötettyjä asennuksia pidetään luontaisesti suojattuna erillistä suojausta ilmastollisia ylijännitteitä vastaan ei edellytetä Johtavalla suojavaipalla varustettu ilmakaapeli rinnastetaan maakaapeliin Ilmajohdoin (avojohdoin) toteutettuun syöttöön liittyviä laitteita ei tarvitse suojattava ylijännitesuojin, jos ukkosvaara on vähäinen (ulkoisten olosuhteiden luokka AQ1, ukkospäivien määrä 25 päivää vuodessa) Riippukierrekaapeli (AMKA) rinnastetaan avojohtoon Luontaisesti suojatuissa järjestelmissä suositellaan ylijänniteluokan I mukaisten laitteiden suojaamista transienttijännitteiltä Suojalaitteilla tehtävä suojaus Ulkoisiin olosuhteisiin perustuva suojalaitteilla tehtävä suojaus Riskienarviointiin perustuva suojalaitteilla tehtävä suojaus Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 20
Suojalaitteilla tehtävä ylijännitesuojaus Suomessa ukkostiheydet ovat niin pieniä, ettei ylijännitesuojauksen toteuttaminen ole pakollista, mutta suositeltavaa Kaikissa tapauksissa on kiinnitettävä huomiota ylijänniteluokan I laitteiden suojaamiseen Ulkoisiin olosuhteisiin perustuen on suojaus tehtävä, jos ukkospäiviä on vuodessa enemmin kuin 25 (olosuhdeluokka AQ2) Suojalaitteen suojaustaso ei saa olla ylijänniteluokan II tasoa korkeampi Suojaus toteutetaan lähelle suojattavan järjestelmän syöttöpistettä sijoitetuin ylijännitesuojin Riskienarviointiin perustuen suojaus tehtävä, jos syöttävän ilmajohdon normalisoitu pituus on suurempi kuin alueen salamaniskutiheydestä riippuva kriittinen pituus Suojalaitteen suojaustaso ei saa olla ylijänniteluokan II tasoa korkeampi Normalisoitu verkkopituus ottaa huomioon syöttävän jakeluverkon rakenteet, laskenta on esitetty SFS 6000-4-44 liitteessä 443 B. Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 21
Suojalaitteilla tehtävä ylijännitesuojaus Suojaus käyttäen suojalaitteita voidaan tehdä joko asentamalla ylijännitesuojat suoraan asennukseen tai jakeluverkon haltijan suostumuksella syöttävään ilmajohtoon Ylijännitesuojaukseen voidaan käyttää ylijännitesuojia, erityisiä erotusmuuntajia, suodattimia tai näiden yhdistelmiä (SFS 6000-5-53) Ylijännitesuojat suositellaan asennettavan verkon haarautumispisteisiin, jokaisen yli 500 m pitkän johtohaaran loppupäähän ja 500 m välein syöttäviin johtoihin Pisteisiin joissa syöttävän verkon ilmajohto- ja maakaapeliosuudet liittyvät toisiinsa Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 22
Suojalaitteilla tehtävä ylijännitesuojaus Suojat kytketään (SFS 6000-5-53) TN- ja TT-järjestelmässä maadoittamattomien vaihejohtimien ja päämaadoituskiskon tai pääkeskuksen suojakiskon välille, sen mukaan kumpi reitti on lyhyempi, jos nollajohtimen ja PE:n välillä on suora yhdistys asennuksen liittymiskohdassa tai liittymiskohdan lähellä tai jos nollajohdinta ei ole käytössä TN-, TT- järjestelmässä jos nollajohtimen ja PE:n välillä ei ole suoraa yhdistystä liittymispisteessä tai sen lähellä ja IT-järjestelmässä jokaisen vaihejohtimen ja päämaadoituskiskon tai pääsuojajohtimen välille, ja nollajohtimen ja päämaadoituskiskon tai suojajohtimen välille, sen mukaan kumpi reitti on lyhyempi TAI jokaisen vaihejohtimen ja nollajohtimen sekä nollajohtimen ja päämaadoituskiskon tai pääkeskuksen suojakiskon välille, sen mukaan kumpi reitti on lyhyempi Suojaa ennen on oltava ylivirtasuoja Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 23
Suojaus sähkömagneettisilta vaikutuksilta Ukkosen, kytkentätoimenpiteiden, oikosulkujen ja muiden sähkömagneettisten ilmiöiden aiheuttamat virrat voivat aiheuttaa ylijännitteitä ja sähkömagneettisia häiriöitä, jotka kytkeytyvät muihin piireihin esim. induktiivisesti Induktion vähentämiseksi on vältettävä johdinsilmukoiden muodostamista (Huom! saman järjestelmän tietoliikenne ja sähkökaapeli voi muodostaa induktiosilmukan), ja eri järjestelmien kaapeleiden asentamista vieriviereen (esim. ei tele ja sähkökaapeleita samoille hyllyille, ns. piirien erottaminen) Näiden lisäksi häiriöiden kytkeytymistä voidaan pienentää: suodattimilla ja ylijännitesuojilla potentiaalintasauksella käyttämällä konsentrisella suojajohtimella varustettuja kaapeleita käyttämällä suojattuja tietoliikennekaapeleita minimoimalla johtopituudet pyrkimällä aina TN-S-järjestelmään (myös saneerauskohteissa) Liittämällä kaikki sähkö-tele- ja tietoliikenneasennukset samaan päämaadoituskiskoon Lähde: SFS 6000-4-44 Tero Kaipia 24
Maadoittaminen ja suojajohtimet Tero Kaipia 25
Maadoittaminen ja suojajohtimet (SFS 6000-5-54) Määräykset koskien: Maadoituselektrodit Maadoitusjohtimet Suojajohtimet Potentiaalintasausjohtimet Maadoitusta voidaan käyttää täyttämään sähköasennuksen käyttötarkoituksen mukaan joko erikseen tai yhteisesti turvallisuutta ja toimintaa koskevat vaatimukset Turvallisuutta koskevien vaatimusten pitää olla aina ensisijaisia. Lähde: SFS 6000-5-54 Tero Kaipia 26
Maadoittaminen ja suojajohtimet (SFS 6000-5-54) Käytössä olevat maadoituselektrodit on liitettävä maadoitusjohtimella päämaadoituskiskoon. On otettava huomioon suurjännite- ja pienjännitejärjestelmien yhteiset maadoitusjärjestelmät (ks. SFS 6000-4-44.442, SFS 6000-8-801 ja standardi SFS 6001) Pienjänniteasennusten suojaaminen suurjännitejärjestelmien tilapäisiltä ylijännitteiltä ja maasulkujen vaikutuksilta Kiinteistöasennusten suojaaminen yleisen pienjännitejakeluverkon vikojen aiheuttamilta vaaratilanteilta Maadoitusjärjestelmän tarkoituksena on saada aikaan johtava yhteys maahan, joka on luotettava ja sopii asennuksen suojausvaatimuksiin voi johtaa maasulkuvirrat ja suojajohtimien virrat maahan aiheuttamatta termisiä, lämpömekaanisia tai sähkömekaanisia rasituksia ja aiheuttamatta näistä virroista johtuvia sähköiskuja on vankkarakenteinen tai mekaanisesti suojattu ja arvioituihin ulkoisiin olosuhteisiin verrattuna kestää riittävästi korroosiota tarvittaessa soveltuu myös toiminnallisiin tarkoituksiin Lähde: SFS 6000-5-54 Tero Kaipia 27
Maadoituselektrodi Suomessa on kaikkiin sähköliittymiin rakennettava maadoituselektrodi Pienentää esim. PEN johtimen katkeamisesta tai suurjännitejärjestelmän viasta aiheutuvaa kosketusjännitettä (osana potentiaalintasausjärjestelmää) Maadoituselektrodien materiaalit ja mitoitus on valittava siten, että ne kestävät korroosiota ja niillä on sopiva mekaaninen lujuus Uusissa rakennuksissa perustusmaadoituselektrodin rakentaminen on hyvin suositeltavaa Metallinen osa : lanka, köysi, kisko, putki Maadoituselektrodina ei saa käyttää vesijohtoja tai muita putkiverkkoja eikä kaapelien metallivaippoja. Nämä pitää kuitenkin liittää potentiaalintasaukseen. Yleensä maadoitusköysi kaapeliojassa tai rakennuksen perustuksen ympärillä Maan kuivuminen otettava huomioon eli kuivassa hiekkamaassa pitkät vedot esim syöttöjohdon ojaan riittävän syvälle Lähde: SFS 6000-5-54 Tero Kaipia 28
Maadoituselektrodi Materiaali: kupari, ruostumaton- tai sinkitty teräs Vähintään 16 mm 2 kupari tai 35 mm 2 teräs Esimerkiksi Maahan kaivettu vähintään 20 metrinen johdinrengas Eri suuntiin maahan kaivetut 2 kpl vähintään 20 metristä johdinta Syöttökaapeliojassa vähintään 20 metrinen johdin 2 kpl rakennuksen perustuksen sisällä olevaa väintään 10 metristä halkaisijaltaan vähintään 8 mm betoniterästä Antaa usein riittävän suojan ilmastollisia ylijännitteitä vastaan Maahan upotetun maadoituselektrodin minimikoot yleisesti käytetyillä materiaaleilla korroosion ja mekaanisen lujuuden kannalta on annettu taulukossa 54.1. Lähde: SFS 6000-5-54 Tero Kaipia 29
Maadoituselektrodi Lähde: SFS 6000-5-54 Tero Kaipia 30
Maadoituselektrodiin yhdistäminen Oikea tapa Ei suositella Tero Kaipia 31
Maadoitusjohtimet Maadoituskiskon ja keskuksen suojakiskon tai PEN-kiskon välinen suojajohdin on päämaadoitusjohdin Maadoitusjohdin on yhdistettävä maadoituselektrodiin Liitoksen oltava sähköisesti luotettava Mitoitetaan kuten muutkin suojajohtimet Korroosiosuojaus saavutetaan eristetyllä johtimella Lähde: SFS 6000-5-54 Tero Kaipia 32
Suojajohtimet (PE-johtimet) Kunkin suojajohtimen poikkipinnan on täytettävä syötön automaattisen poiskytkennän ehdot Suojajohtimen poikkipinta ei saa olla pienempi kuin arvo, joka saadaan IEC 60949 mukaan tai käyttämällä seuraavaa kaavaa, jota voidaan käyttää vain poiskytkentäajan ollessa enintään 5 s I = prospektiivisen vikavirran tehollisarvo, k = kerroin, jonka arvo riippuu johtimen ja eristyksen materiaalista (Liite 54A) t = suojalaitteen toiminta-aika Tai taulukosta (54.3) Äärijohtimen poikkipinta A<= 16 16<A<= 35 A> 35 A = I k 2 Tero Kaipia 33 t Pienin suojajohtimen poikkipinta A 16 A/2 Lähde: SFS 6000-5-54
Suojajohtimet Suojajohdin voi olla monijohtimisen kaapelin johdin, eristetty tai paljas johdin jännitteisten johtimien kanssa samassa kotelossa, kiinteästi asennettu paljas tai eristetty johdin tai kaapelin metallinen vaippa, armeeraus, konsentrinen johdin tai vastaava Suojajohtimena ei saa käyttää metallisia vesiputkia, palavia kaasuja tai nesteitä sisältäviä putkia, rakenneosia, joihin normaalitilanteessa kohdistuu mekaanisia rasituksia, taipuisia tai taivuteltavia putkia, ellei niitä ole suunniteltu tähän tarkoitukseen, taipuisia metalliosia, kannatinköysiä (riippukierrekaapelin käyttö jakeluverkoissa ks. osa 8-801) tai kaapelihyllyjä Jakokeskusten ja kiskojärjestelmien kotelointeja laitekoteloita voi käyttää suojajohtimena, jos niiden sähköinen jatkuvuus ja johtokyky on varmistettu sekä koteloon päästään liittämään haaroittuvat suojajohdot Suojajohdin on suojattava sopivalla tavalla vaurioitumiselta, mekaaniselta ja kemialliselta huononemiselta sekä sähködynaamisilta ja termodynaamisilta voimilta Suojajohtimessa ei saa olla kytkinlaitetta, mutta liitokset voivat olla avattavissa työkalulla mittausta varten Kun maadoitusjärjestelmää valvotaan sähköisesti, valvontalaitteiden tuntoelimiä tai käämejä ei saa asentaa sarjaan suojajohtimen kanssa Jännitteelle alttiita osia ei saa käyttää suojajohdinpiirin osana (paitsi keskusten kuoret) Tero Kaipia 34
Potentiaalintasausjohtimien mitoitus (SFS 6000-5-54.544) Pääpotentiaalintasausjohtimen Poikkipinnan oltava vähintään 6 mm 2 kuparia, 16 mm 2 alumiinia tai vastaava Jos asennukseen liittyvän suurimman äärijohtimen poikkipinta-ala on yli 35 mm 2 on pääpotentiaalintasausjohtimen johtokyvyn oltava vähintään puolet äärijohtimen johtokyvystä (noudatetaan suojajohtimen mitoituksen periaatetta) Lisäpotentiaalintasausjohtimen, joka yhdistää kaksi jännitteelle altista osaa toisiinsa, tulee olla vähintään yhtä suuri kuin jännitteelle alttiiseen osaan liitetyn suoja- tai PENjohtimen poikkipinta joka yhdistää jännitteelle alttiin osan muuhun johtavaan osaan tulee olla vähintään puolet suojajohtimen poikkipinnasta Kuparisen lisäpotentiaalintasausjohtimen, joka ei ole kaapelivaipan sisällä tai äärijohtimen kanssa samassa asennusputkessa tulee olla vähintään 2.5 mm 2 jos johdin mekaanisesti suojattu, muulloin 4 mm 2 (Täytettävä SFS 6000-5-54.543.1.3 vaatimukset) Lähde: SFS 6000-5-54 Tero Kaipia 35
Potentiaalintasausjohtimien mitoitus Lähde: SFS 6000-5-54 Tero Kaipia 36
PEN-johtimen mitoitus PEN-johdinta saa käyttää vain kiinteissä sähköasennuksissa ja mekaanisen kestävyyden takia sen poikkipinnan on oltava vähintään 10 mm 2 kuparia tai 16 mm 2 alumiinia. Kun PEN-johdin on jossain pisteessä jaettu N- ja PE-johtimiksi, ei näitä saa enää uudelleen yhdistää Samassa asennuksessa PEN-johdin voidaan jakaa useammin kuin kerran N- ja PE-johtimiksi Muita johtavia osia ei saa käyttää PEN-johtimena PEN-johtimen on täytettävä PE-johtimille asetetut turvallisuusvaatimukset Tero Kaipia 37
Yleisen jakeluverkon maasulun huomioiminen Esimerkiksi ilmajohdoissa, suojavaipattomissa maakaapeleissa Vältetään suojajohtimen ja siihen liitettyjen jännitteelle alttiiden osien potentiaalin nousu maahan nähden Korostaa rakennusten maadoituksen tärkeyttä MEB Ut PEN L Ut = RBI a 50V R B R E I a U R + R 0 E B Ol. Johdinten impedanssi <<R e,r b I are = U 0 50V Ehdoksi saadaan R R B E 50V U 50V 0 I arb = 50V R Esim. Jos pienjännitteisen jakeluverkon pylväsmaadoituksen resistanssi on 100 Ω: 50 V 50 V = 100 Ω = 27. 8 Ω U 50 V 230 V 50 V B R E 0 Tero Kaipia 38
Yhteenveto Lähde: SFS 6000-5-54, liite 54B Tero Kaipia 39
SFS 6000-7-sarja Kylpy- ja suihkutilat sekä saunat Tero Kaipia 40
Erikoistilojen ja asennusten vaatimuksia SFS 6000-7-sarja 701: Kylpy- ja suihkutilat 702: Uima-altaat ja vastaavat 703: Saunat 704: Rakennustyömaat 705: Maa- ja puutarhatalouden tilat 706: Ahtaat johtavat tilat 708: Leirintäalueet 709: Venesatamat 710: Lääkintätilat 711: Näyttelyt, esitykset ja näyttelyosastot 712: Valosähköiset tehonsyöttöjärjestelmät 713: Kalusteet 714: Ulkovalaistuasennukset 715: Pienoisjännitteiset valaistusjärjestelmät 717: Liikkuvat tai siirrettävät laitteistot 721: Matkailuvaunujen ja -autojen sähköasennukset 722: Sähköajoneuvojen syöttö 729: Jakokeskusten asentaminen 740: Huvipuistojen, tivolien ja sirkusten huvilaitteiden, myyntikojujen ja vastaavien tilapäiset sähköasennukset 753: Lämmitysjärjestelmät SFS 6000-8-sarja (Eräitä asennuksia koskevat täydentävät vaatimukset) 801: Jakeluverkot 802: Sähköasennusten korjaus-, muutos- ja laajennustyöt 804: Kuivat, kosteat ja märät tilat, sekä ulkotilat 814: kaapelien asentaminen maahan tai veteen Alleviivatut lyhyesti esitelty seuraavilla kalvoilla, tulevilla luennoilla Korostettuihin tutustuttava itsenäisesti harjoitustyön aikana ja viimeistään ennen tenttiä Tero Kaipia 41
Tyypillinen sisältö Esimerkkejä Kosteat tilat: Kylpyammeen tai suihkun sisältävissä huoneissa kaikki piirit on suojattava yhdellä tai useammalla mitoitustoimintavirraltaan enintään 30 ma vikavirtasuojalla Asennettujen sähkölaitteiden kotelointiluokan pitää olla vähintään Ulkopistorasiat: 30 ma vikavirtasuojaus Rakennustyömaat: <500 ma vikavirtasuojat yli 32 A pistorasioille Aiemmin myös lisävaatimuksia poiskytkentäajoille nyttemmin poistettu Lisävaatimuksia vikavirtasuojien käytölle ja kosketusjännitteille Tero Kaipia 42
Kylpy- ja suihkutilat (SFS 6000-7-701) Tilat, joissa on kiinteä kylpyamme tai suihku, jaetaan alueisiin veden esiintymisen perusteella Alue 0: kylpyammeen tai suihkualtaan sisäpuolinen tila vähintään lattiasta 10 cm korkeudelle asti jollei reunallista allasta Alue 1: välittömästi alueen 0 yläpuolinen tila 225 cm korkeuteen asti rajoittuen kylpyammeen tai suihkualtaan ulkoreunoihin tai 120 cm etäisyydelle seinällä tai katossa olevan kiinteän vesipisteen keskikohdasta, jos tilassa on suihku ilman allasta Alue 2: alueen 1 ulkopuolinen tila vaakatasossa 60 cm etäisyydelle kylpyammeen tai suihkualtaan ulkoreunoista. Alue1 kattaa myös alueen 2, jos tilassa on suihku ilman allasta Sähkölaitteita koskevat määräykset Asennettujen sähkölaitteiden kotelointiluokan pitää olla vähintään seuraava: alueella 0: IPX7 alueella 1: IPX4 alueella 2: IPX4 Sähkölaitteiden, jotka ovat alttiita esim. siivouksessa käytettäville vesisuihkuille, kotelointiluokka pitää olla vähintään IPX5. Jos kylpy- tai suihkutila liittyy saunan löylyhuoneeseen, tilassa alueiden 0, 1 ja 2 ulkopuolella olevien sähkölaitteiden kotelointiluokka pitää olla vähintään IPX1 Lähde: SFS 6000-7-701 Tero Kaipia 43
Kylpy- ja suihkutilojen sähkölaitteita koskevat määräykset Kylpyammeen tai suihkun sisältävissä huoneissa kaikki piirit on suojattava yhdellä tai useammalla mitoitustoimintavirraltaan enintään 30 ma vikavirtasuojalla TAI käytetään SELV tai PELV järjestelmää TAI käytetään sähköistä erottamista (suojaerotusta) saa käyttää vain piireihin, joilla syötetään yhtä kulutuslaitetta tai pistorasiaa Tarvittaessa lisäpotentiaalintasaus, johon liitetään kaikki tilan sisäpuolelle tulevat johtavat osat Johtojärjestelmät, jotka sijaitsevat alueilla 0, 1 tai 2 tai näitä alueita rajoittavien seinien sisällä asennetaan joko pintaan tai vähintään 5 cm syvyydelle, pois lukien < 30 ma vikavirtasuojalla suojatut piirit, SELV ja PELV piirit tai metalliseen suojaputkeen sijoitetut johtojärjestelmät Tero Kaipia 44