Sähköasennusten suojaus osa1 Perussuojaus ja syötön automaattinen poiskytkentä Tapio Kallasjoki 9/2013
SUOJAUKSEN TARKOITUS SUOJAUS SÄHKÖ- ISKULTA SUOJAUS LÄMMÖN VAIKUTUKSILTA YLIVIRTA- SUOJAUS YLIJÄNNITE -SUOJAUS ALIJÄNNITE- SUOJAUS Perussuojaus Palosuojaus Ylikuormitussuojaus Vikasuojaus Suojaus palovammoilta Oikosulkusuojaus Suojaus ylikuumenemiselta
SUOJAUS SÄHKÖISKULTA PERUSSUOJAUS VIKASUOJAUS Suojaus kaikelta koskettamiselta -eristäminen -kotelointi Suojaus tahattomalta koskettamiselta -esteet -sijoitus kosketusetäisyyden ulkopuolelle Lisäsuojaus - vikavirtasuojakytkin - lisäpotentiaalintasaus Syötön automaattinen poiskytkentä Kaksoiseristys tai vahvistettu eristys Sähköinen erotus Pienoisjännite SELV tai PELV
Suojaus kaikelta koskettamiselta Yleisissä tiloissa olevien sähkölaitteiden vaaralliset jännitteiset osat on suojattava koskettamiselta joko eristämällä tai koteloimalla Eriste on voitava poistaa vain rikkomalla Pienin sallittu kotelointiluokka on IP2X Jos on tarpeen avata kotelo Käytetään avainta tai työkalua Kotelo voidaan avata vasta, syöttö on poistettu Kotelon kannen takana on vähintään IP2X välisuojus
Kotelointiluokat IP-luokka kertoo laitteen koteloinnin hyvyyden. Ensimmäinen numero kertoo suojauksen vieraita esineitä ja pölyä vastaan. Toinen numero kertoo suojauksen kosteutta vastaan. Kotelointiluokat määritetään akreditoiduissa tarkastuslaitoksissa Suomessa esim. SGS- Fimkossa.
Suojaus tahattomalta koskettamiselta Sähkötiloissa, joihin on pääsy vain sähköalan ammattihenkilöillä tai heidän opastamillaan henkilöillä voidaan käyttää perussuojauksessa esteitä ja sijoitusta kosketusetäisyyden ulkopuolelle. Huom. toimistojen, koulujen ja vastaavien rakennusten jakokeskustilat eivät ole tässä mielessä sähkötiloja, vaikka ne ovatkin lukittuja.
TN-C-S-järjestelmä T = yksi piste yhdistetty suoraan maahan (järjestelmän tähtipiste) N = jännitteelle alttiit osat yhdistetty maadoitettuun pisteeseen C = yhdistetty nolla- ja suojamaadoitus (PEN-johdin) S = nolla- ja suojamaadoitus erillisiä (N- ja PE-johdin)
Tyypillinen pienjännitejakelu Suomessa
Rivitalon nousujohtokaavio -Liittymisjohto TN-C -Rakennus TN-S
OK-talon mittauskeskuksen pääkaviosta näkyy mm. TN-Cjärjestelmän liittymisjohto sekä PE- ja N-kiskojen yhdistys
SYÖTÖN AUTOMAATTINEN POISKYTKENTÄ Vikavirtapiirin muodostuminen
Vaarallisen kosketusjännitteen muodostuminen Johtava yhteys maahan
Syötön automaattinen poiskytkentä Suojausluokka I Vikasuojauksessa vian sattuessa vikavirta on kytkettävä pois nopeasti. Suojalaitteet toimivat sitä luotettavammin ja nopeammin, mitä suurempi vikavirta on. Vikavirran suuruus riippuu vikavirtapiirin impedanssista mitä pienempi impedanssi sitä suurempi virta. Vikavirtapiirin impedanssi muodostuu vikaimpedanssista, piirissä olevien johtojen impedansseista ja syöttävän verkon impedanssista. Vikasuojaus toteutuu, kun vikavirta ylittää suojalaitteen toimintarajavirran vaaditulla poiskytkentäajalla.
Poiskytkentäajat pienjänniteverkossa (TN-järjestelmä, vaihejännite 230 V) Korkeintaan 32 A suojalaitteella suojattujen ryhmäjohtojen suurin sallittu poiskytkentäaika on 0,4 s. Pääjohdoilla ja niillä johdoilla, joita edellinen kohta ei koske, suurin sallittu poiskytkentäaika on 5 s. Lisäsuojana pitää vaihtosähköjärjestelmissä käyttää enintään 30 ma vikavirtasuojaa suojaamaan mitoitusvirraltaan enintään 20 A tavanomaisia maallikoiden käyttämiä pistorasioita suojaamaan ulkona käytettävää, mitoitusvirraltaan enintään 32 A pistorasiaa tai siirrettävää laitetta
Tyypillinen vikavirtapiiri
Syötön automaattisen poiskytkennän toiminnan tarkastaminen laskemalla Lasketaan oikosulkuvirtapiirin impedanssit syöttävän verkon impedanssi saadaan jakeluverkkoyhtiön ilmoittamasta oikosulkuvirrasta liittymispisteessä kiinteistössä olevien johtojen impedanssit lasketaan, kun tiedetään johdinmateriaali, johtimien poikkipintaalat ja pituudet kokonaisimpedanssi saadaan impedanssien summana Lasketaan oikosulkuvirta Tarkistetaan, että suojalaite toimii riittävän nopeasti lasketulla virralla
Oikosulkuvirran laskeminen I = k c U Z 3 = c U Z v I k = vikavirtapiirin oikosulkuvirta U = pääjännite (400 V). U v = vaihejännite (230 V) Z = vikavirtapiirin impedanssi c = 0,95 (kerroin, joka ottaa huomioon jännitteen aleneman liittimissä, sulakkeissa, yms)
Johdon ominaisuuksien selvittäminen tyyppimerkinnän perusteella Johdinlaji Jos tyyppimerkinnän ensimmäinen kirjain on A, johdinlaji on alumiini ja muussa tapauksessa kupari Poikkipinta-ala Poikkipinta-ala näkyy suoraan neliömillimetreinä tyyppimerkinnästä. Äärijohtimen poikkipinta-ala määrää kuormitettavuuden. Suojajohtimen poikkipinta-ala voi poiketa äärijohtimesta. Tämä on huomattava syötön automaattista poiskytkentää laskettaessa. Monijohdinkaapeli vai erilliset johtimet? Jos merkintä alkaa suoraan kirjaintunnuksella kyseessä on monijohdinkaapeli. Jos tunnus alkaa numerolla (=johtimien lukumäärä), kyseessä ovat joko yksijohdinkaapelit tai erilliset peruseristetyt johtimet.
KAAPELEIDEN OMINAISIMPEDANSSEJA
Sulakkeen virta-aika-ominaiskäyrä Sulake toimii, kun virta ylittää toimintakäyrän Kun virta kasvaa, sulakkeen toimintaaika lyhenee Käyrän yläosalla sulake toimii ylikuormitussuojana ja alaosalla oikosulkusuojana
SULAKKEIDEN TOIMINTAVIRTOJA
Johdonsuojakatkaisijan virta-aikaominaiskäyrä Johdonsuojakatkaisija toimii, kun virta ylittää ominaiskäyrän Syötön automaattisessa poiskytkennässä on saatava aikaan pikalaukaisu
JOHDONSUOJAKATKAISIJOIDEN TOIMINTAVIRTOJA
Lisäsuojaus vikavirtasuojakytkimellä
Syötön automaattisen poiskytkennän tarkistaminen käytännössä Sähkösuunnittelija tarkistaa laskemalla syötön automaattisen poiskytkennän toiminnan. Jos urakoitsija toteuttaa asennuksen suunnitelmien mukaisesti ja johtopituudet ja laskelmat ovat tiedossa, ei syötön automaattista poiskytkentää tarvitse välttämättä mitata. Urakoitsija mittaa kuitenkin liittymispisteen oikosulkuvirran, jotta voidaan varmistua, että laskelman lähtötiedot ovat oikein. Jos laskelmia ei ole, urakoitsija mittaa käyttöönottotarkastuksessa pisimpien ryhmäjohtojen loppupäistä oikosulkuvirrat kaikilla käytetyillä johdinpoikkipinnoilla ja lajeilla sekä eri suojalaitetyypeillä. Lisäksi urakoitsija tarkistaa käyttöönottotarkastuksessa suojajohdipiirin jatkuvuuden mittaamalla, jolloin voidaan olla varmoja siitä, että suojaus toimii koko asennuksessa. Urakoitsija testaa myös vikavirtasuojat mittaamalla niiden laukaisuvirran nousevalla virralla sekä laukaisuajan.
D1-1012 taulukkoja automaattisen poiskytkennän toiminnan tarkistamiseen
D1-1012 taulukkoja automaattisen poiskytkennän toiminnan tarkistamiseen