sähköturvallisuus 2013 sm.ppt...

1

1

SÄHKÖTURVALLISUUS

Turun AMK

Sähköstatiikka ja magnetismi

NTIETS12

Jussi Hurri

Syksy 2013

2

Sisältö

1) Sähköturvallisuus Suomessa2) Sähköverkon rakenne3) Sähkövirran vaikutukset 4) Sähkölaitteiden suojausluokat5) Sähkölaitteiden kotelointiluokat6) Sähkölaitteiden merkinnät7) Sähköverkon suojalaitteet

2

Sähköturvallisuus Suomessa 3

1. SÄHKÖTURVALLISUUS SUOMESSA

TEM- lait ja asetukset

Turvatekniikan keskus (TUKES)- teknistä turvallisuutta valvova ja kehittävä viranomainen

Henkilö -ja Yritysarviointi Seti Oy- henkilöpätevyyksien arviointi

SGS Fimko Oy- laitteiden testaus


TUKES

• Sähkö- ja hissiturvallisuus

• kemikaaliturvallisuus

• paloturvallisuus

• paineastiaturvallisuus

Osoitteesta www.tukes.fi löytyy paljon hyödyllistä tietoa.

3


Sähköalan säädöksiä ja määräyksiä

•Lait ja asetuksetesim. Sähköturvallisuuslaki, Sähköturvallisuusasetus

• Kauppa- ja teollisuusministeriön päätökset ja asetukset

•EU-direktiivit

• TUKESin ohjeet. Näissä on lueteltu sovellettavat standarditesim. SÄHKÖLAITTEISTOJEN TURVALLISUUTTA JA SÄHKÖTYÖTURVALLISUUTTA KOSKEVAT STANDARDIT:

-Standardisarja SFS 6000 PienjännitesähköasennuksetStandardi on uusiutunut syksyllä 2007

- SFS 6001 (2001) Suurjännitesähköasennukset

- SFS 6002 (1999) Sähkötyöturvallisuus


Sähköurakointi ovat luvanvaraista toimintaa

Ilman urakointipätevyyksiä saa tehdä vähäisiä sähkötöitä kuten esim.

- asunnon sulakkeen vaihtaminen- valaisimen liittäminen katossa olevaan “sokeripalaan”- sähkölaitteen rikkoontuneen pistotulpan vaihtaminen- yksivaiheisen jatkojohdon valmistaminen ja korjaaminen- pistorasian ja valaisinkytkimen kannen irroittaminen esim. tapetoinnin ajaksi

- pienoisjännitteellä toimivien laitteiden asennus

Näitä ns. maallikkosähkötöitä on esitetty tarkemmin Kodin Sähköturvallisuusoppaassa Tukesin kotisivuilla.

4

7

MUISTA, ETTÄ

• Maallikkosähkötöitä saa tehdä, JOS VARMASTI OSAA TEHDÄ TYÖN OIKEIN JA TURVALLISESTI

• SINULLA ON VASTUU KÄYTTÄMÄSTÄSI JA KORJAAMASTASI SÄHKÖLAITTEESTA

• NOUDATA ANNETTUJA OHJEITA

• KÄÄNNY TARVITTAESSA SÄHKÖVOIMAALAN AMMATTILAISEN PUOLEEN

• VÄÄRIN KÄYTETTY SÄHKÖLAITE VOI AIHEUTTAA HENGEN- TAI TULIPALON VAARAN


Yrityksen, joka tekee sähkötöitä on täytettävä seuraavat edellytykset:

1) Yrityksen palveluksessa on oltava henkilö, jolla on riittävä pätevyys toimia sähkötöiden johtajana

2) Yrityksellä on oltava töiden tekemisen kannalta riittävät tilat ja välineet sekä sähköturvallisuuteet liittyvät määräykset ja säädökset

3) Yrityksen on ilmoittauduttava TUKESin sähköurakoitsijarekisteriin

5


Sähköurakoitsijat jaetaan toimialansa perusteella yleisurakoitsijoihin ja erikoisurakoitsijoihin

Yleisurakoitsijat jaetaan edelleen sähkötöiden johtajan pätevyyden perusteella:

1) Sähköpätevyys 1, kaikki sähkötyöt pl. erikoisurakointi

2) Sähköpätevyys 2, sähkötyöt korkeintaan 1000 V sähkölaitteistoissa

3) Sähköpätevyys 3, sähköverkkon liitettävien laitteiden kokoonpano-, huolto- ja korjaustyöt

Erikoisurakointia on hissien asentaminen ja korjaaminen

10

Kun teetät sähköasennuksia urakoitsijalla

• Varmista, että urakoitsija löytyy TUKESin sähköurakoitsijarekisteristä. Siellä ei ole jokaisen asentajan nimeä, vaan firmojen nimet ja tieto sähkötöiden johtajasta.

• Asennuksista pitää jäädä teettäjälle pöytäkirja käyttöönottotarkastuksesta. Käyttöönottotarkastuksen tekee urakoitsija, kun pääsulakkeet ovat korkeintaan 35 A. Suuremmat kohteet tarkastaa lisäksi valtuutettu tarkastaja.

6


Määritelmiä

1) Pienoisjännitelaitteisto ( aikaisemmin suojajännite)- vaihtojännitteen tehollisarvo korkeintaan 50 V- Sykkeetön tasajännite korkeintaan 120 V

2) Pienjännitelaitteisto- vaihtojännitteen tehollisarvo korkeintaan 1000 V vaiheiden välillä- Tasajännite korkeintaan 1500 V napojen välillä

3) Suurjännitelaitteisto- vaihtojännitteen tehollisarvo suurempi kuin1000 V vaiheiden välillä- Tasajännite yli 1500 V napojen välillä

Sähköverkon rakenne 12

2. SÄHKÖVERKON RAKENNE

Jakelu- ja siirtojännitteet Suomessa

•kantaverkko 400, 220 ja 110 kV• kaupunkien suurjännitejakeluverkko 20 tai 10 kV• maaseudun suurjännitejakeluverkko 20 kV• pienjännitejakeluverkko 400 V

7


14

Pienjänniteverkko on säteittäinen. Tehoa syötetään järjestelmään yhdestä kohtaa (20 kV / 0,4 kV muuntaja)

20 kV / 0,4 kV

8


Sähkönjakelujärjestelmä

Pienkuluttajille toimitetaan sähkö-energiaa joko kolmivaiheisella 400 V / 230 V tai yksivaiheisella 230 V vaihtojännitteellä.

Yksivaiheisessa järjestelmässä on kaksi johdinta.- Toinen johdin on yhdistetty maahan. Tätä kutsutaan PEN-johtimeksi( yhdistetty suoja- ja nollajohdin )

- Toisen johtimen ja PEN-johtimen ( maan ) välillä on tehollisarvoltaan 230 V jännite. Tätä johdinta kutsutaan vaihejohtimeksi ( lyhenne esim. L1 )

Kolmivaiheisessa järjestelmässä on kolme vaihejohdinta ja PEN-johdin.- Jännite kahden vaihejohtimen välillä on 400 V- Jännite kunkin vaihejohtimen ja PEN-johtimen välillä on 400 / 3 = 230 V


9


Johdinten värit

•Vaihejohdin: ruskea, musta, harmaa

•Nollajohdin: vaaleansininen

•Suojajohdin: kelta-vihreä-raidallinen

•PEN-johdin: kelta-vihreä-raidallinen; lisämerkintä PEN

Vanhoissa asennuksissa on vielä käytössä muita värejä

18

Aikaisemmin myös rakennusten sisäverkossa käytettiin PEN-johdinta. Suoja- ja nollakoskettimet yhdistettiin esim. pistorasiassa. Tästä asennustavasta on jo luovuttu, mutta se on monissa rakennuksissa vielä käytössä. Huonoja puolia:• Laitteiden kotelon maadoittavassa johtimessa kulkee virtaa.

Johtimen resistanssi aiheuttaa sen, että maadoitetun laitteen kotelo ei ole maan potentiaalissa. Eri laitteiden kotelot voivat olla eri potentiaalissa, mikä aiheuttaa ongelmia esim. atk-laitteille (jännitettä laitteiden runkojen välillä).

• Aikaisemmin myös kiinteistömaadoitus jätettiin usein tekemättä. Rakennuksen maadoitus on tällöin sähköyhtiön maadoituksien varassa. Varsinkin tällaisissa tapauksissa PEN-johtimen katkeaminen aiheuttaa hengenvaarallisen vikatilanteen. Verkkojännite kytkeytyy tällaisessa viassa laitteen runkoon.

10

19

Vanha asennustapa, yhdistetty suoja- ja nollajohdin (PEN) myös rakennuksen sisäverkossa.Nolla- ja suojajohtimet on yhdistetty pistorasiassa (kuten kuvassa) tai jossakin muussa kohtaa pääkeskuksen jälkeen.

20

Huom!

edellisen sivun mukaista nollausta ei saa missään nimessä tehdä sähkölaitteeseen tai jatkojohtoon. Nollaus on näissä hengenvaarallinen.

(kiinteän sähköverkon asennuksethan on teetettävä sähköalan ammattilaisella)

11


KOLMIVAIHEJÄRJESTELMÄ

R (L1)

S (L2)

T (L3)

PEN

UTRURS

UST

URUS UT

UR

USUT

URS

UST

UTR

•UR, US ja UT ovat vaihejännitteet

•URS, UST ja UTR ovat pääjännitteet

•Pääjännitteen suuruus on 3 kertaa vaihejännitteen suuruus


Miksi kolmivaihejärjestelmä?

• Yksivaihejärjestelmässä suurin teho on jakeluverkossa n. 3 kW, koska yksivaiheisen pistokytkimen nimellisvirta on 16 A

• Kolmella vaihejohtimella pystytään siirtämään kolminkertainen teho verrattuna yksivaihejärjestelmän kahteen johtimeen

• 3-vaiheiset moottorit ovat ominaisuuksiltaan parempia kuin yksivaiheiset

12

Sähkövirran vaikutukset 23

•Ihmisen hermotoimintoihin liittyy sähköisiä ilmiöitä. Lihasten toimintaa ohjaavat sähköisesti etenevät impulssit

•Koska kehon jännitteet ja virrat ovat pieniä, pystyy vähäinenkin ulkoinen sähkö häiritsemään järjestelmän toimintaa.

3. SÄHKÖVIRRAN VAIKUTUS IHMISEEN


•Sydänlihas poikkeaa muista lihaksista siinä, että sillä on omaa supistus- ja tahdistuskykyä.

•Pienetkin ulkoiset sydämen kautta kulkevat virrat voivat sekoittaa sydämen sähköjärjestelmän. Mikäli virta on riittävän suuri, syntyy ns. sydänkammiovärinä

13


Vaikka sydänkammiovärinää ei syntyisikään, sähkövirta saattaa aiheuttaa muita vaikutuksia

- lihaskouristuksia- hengitysvaikeuksia- verenpaineen nousu- sydämen toimintahäiriöt ( muut kuin kammiovärinä)- palovammat- Yleensä oikosulkutapauksessa syntyvä valokaari voi lisäksi aiheuttaa myös vakavia tapaturmia.Oikosulkutapaturman aiheuttaa suuri lämpötila, roiskuva sula metalli ja kirkas säteily


•Sähkövirran vaarallisuus riippuu luonnollisesti kehon läpi kulkevan virran suuruudesta

•Virran vaarallisuus riippuu oleellisesti myös sen vaikutusajasta.

•Onnettomuustapauksissa tunnetaan yleensä vain jännite. Sähköiskun aiheuttama vaara riippuu taas virrasta

•Virran laskemiseksi on tunnettava ihmiskehon vastus. Useimmiten sähköiskun aiheuttaa vaihtojännite.

•Kehon impedanssi ei ole vakio, vaan se riippuu mm.jännitteestä, kosketuspinta-alasta, virtatiestä ja kosteudesta

14


Virta saadaan laskettua Ohmin lain avulla, jos kehon impedanssi tunnetaan.

IU

Z


15


SÄHKÖLAITTEIDEN SUOJAUSLUOKAT

30

4. SÄHKÖLAITTEIDEN SUOJAUSLUOKAT

Vikasuojauksen (aikaisemmin kosketusjännitesuojauksen) perusteella sähkölaitteet jaetaan neljään eri suojausluokkaan:

1) Suojausluokka 0

2) Suojausluokka I

3) Suojausluokka II

4) Suojausluokka III

ks. Kodin sähköturvallisuusopas

16


31

1) Suojausluokka 0 (peruseristetty )

Suojaus sähköiskulta on laitteen peruseristyksen varassa. Eristyksen vioittuessa turvallisuus riippuu käyttöolosuhteista.

•Suojausluokan 0 laitteen liitäntäjohdossa on kaksi johdinta, vaihe (L) ja nolla (N).•Suojausluokan 0 sähkölaitetta saa käyttää ainoastaan niissä tiloissa, joissa on luokan 0 pistorasiat.•Suojausluokan 0 sähkölaitteiden myynti ja pistorasioiden asentaminen on nykyään kielletty.


32

2) Suojausluokka I (suojamaadoitettu)

suojamaadoituksen merkki

•Suojausluokan I laitteen liitäntäjohdossa on kolme johdinta, vaihe (L) ja nolla (N) ja suojamaa (PE).• Pistotulppana käytetään suko-pistotulppaa.•Suojaus sähköiskulta ei ole pelkästään laitteen peruseristyksen varassa.•Sähkölaitteen jännitteelle alttiit osat on yhdistetty laitteen liitäntäjohdon suojajohtimen kautta sähköverkon maadoitukseen. (Kun laite on liitetty maadoitettuun pistorasiaan)

17


33

Jos laitteen runko tulee vikatilanteessa jännitteiseksi ja laite on kytketty suoja-maadoitettuun pistorasiaan vikavirta kulkee suojajohtimen kautta sulake palaa


34

3) Suojausluokka II ( suojaeristetty )

suojaeristetyn laitteen merkki

•Suojaus sähköiskulta ei ole pelkästään laitteen peruseristyksen varassa, vaan laitteessa on kaksoiseristys tai vahvennettu eristys.

•Peruseristyksen pettäessä laitteen runko ei tule jännitteiseksi.

18


35

Suojaeristetyn sähkölaitteen liitäntäjohdossa on kaksi johdinta, vaihe (L) ja nolla (N).

Pistotulppana käytetään joko litteää europistulppaa tai täysprofiilitulppaa

Vioittuneen pistotulpan tilalle saa vaihtaa suojamaadoitetun laitteen pistotulpan.


36

4) Suojausluokka III ( pienois- eli suojajännitteinen )

suojajännite-muuntajan merkki

•Suojaus sähköiskulta on toteutettu pienemmän jännitteen avulla ja suuremman jännitteen syntyminen laitteessa on estetty.•Suoja- eli pienoisjännite voi olla korkeintaan 50 V AC tai 120 V DC

•Yleisesti käytettyjä jännitteen arvoja ovat 6V, 12 V, 24 V, 42 V ja 48 V vaihtojännitteellä.•Suojajännitemuuntajat on suojattava oikosululta ja ylikuormitukselta.

19

Sähkölaitteiden kotelointiluokat 37

5. SÄHKÖLAITTEIDEN KOTELOINTILUOKAT

IP- luokitus

(IP = international protection)

IP XY

X = kosketus- ja vierasainesuojausominaisuudet

Y = vesisuojausominaisuudet


Kotelointiluokan kosketus- ja vierasainesuojausominaisuudet (1. numero)

0 Avoin, suojaamaton rakenne

1 Suuruudeltaan vähintään 50 mm kappaleiden sisääntunkeutuminen on estetty. Myös suurten kehon osien, kuten käsien tahaton sisäänpääsy on estetty.

2 Sormisuojaus. Suuruudeltaan vähintään 12 mm kappaleiden sisääntunkeutuminen on estetty. Enintään 80 mm pituisten ja halkaisijaltaan enintään 12 mm paksuisten osien ulottuminen vaarallisiin osiin on estetty.

3 Suuruudeltaan vähintään 2,5 mm kappaleiden esim. puikkojen, ruuvien ja työstöjätteiden sisääntunkeutuminen on estetty.

4 Suuruudeltaan vähintään 1 mm kappaleiden esim. lankojen, nauhojen ja työstöjätteiden sisääntunkeutuminen on estetty.

5 Laitteen toiminnan kannalta haitallisen pölyn sisääntunkeutuminen on estetty.

6 Pölyn sisääntunkeutuminen on estetty.

20


Kotelointiluokan vesisuojausominaisuudet (2. numero)

0 Avoin, suojaamaton.

1 Pystysuoraan pisaroina tippuva vesi ei aiheuta haittaa.

2 Pystysuoraan pisaroina tippuva vesi ei aiheuta haittaa, vaikka kotelo kallistetaan enintään 150 mielivaltaiseen suuntaan normaaliasennosta.

3 Enintään 600 kulmassa suihkuava vesi ei aiheuta haittaa.

4 Kaikista suunnista roiskuva vesi ei aiheuta haittaa.

5 Kaikista suunnista suuttimella ohjattu vesisuihku ei aiheuta haittaa.

6 Vesiaalto tai kaikista suunnista suuttimella ohjattu voimakas vesisuihku ei aiheuta haittaa.

7 Lyhytaikaisesti veden peittämään koteloon ei tunkeudu haitallisessa määrin vettä.

8 Laitetta voidaan pitää veteen upotettuna valmistajan antamien ohjeidenmukaisesti, jolloin kotelon sisään ei tunkeudu haitallisessa määrin vettä.

Sähkölaitteiden merkinnät 40

6. SÄHKÖLAITTEIDEN MERKINNÄT

• Suomessa ja muualla Euroopassa myytävissä sähkölaitteissa tulee ollaCE-merkintä

• CE- merkintä on laitteen valmistajan tai tämän Euroopan talousalueella toimivan edustajan laitteeseen kiinnittämä

• Sähkölaitteesta on oltava saatavilla kirjallinen vaatimustenmukaisuusvakuutus sekä tekninen tiedosto. Näistä selviää mm. valmistajan tai tämän edustajan yhteystiedot, standardit joihin vakuutus perustuu ja laitteen testausselosteet

21


Sertifiointimerkintä

• Ei ole sähkölaitteessa pakollinen

• Ilmoittaa, että laite on läpäissyt puolueettoman turvallisuustarkastuksen ja laite täyttää ko. maan määräyksien vaatimukset

• FI- merkki ilmoittaa, että laite on läpäissyt Fimkon testit ja että se täyttää suomalaiset turvallisuusvaatimukset


Eri maiden kansallisten testauslaitosten merkkejä

22


CE-merkin ja mahdollisten sertifiointimerkkien lisäksi laitteen arvokilvestä löytyy esim. seuraavat tiedot:

• valmistaja

• nimellisjännite

• teho (ja/tai virta)

• suojausluokka

• kotelointiluokka

• käyttöolosuhteet, johon laite on tarkoitettu

• energialuokka

• ...

Sähköverkon suojalaitteet 44

7. SÄHKÖVERKON SUOJALAITTEET

a) Sulake tai johdonsuojakatkaisija.

b) Vikavirtasuojakytkin

c) Suojaerotusmuuntaja

d) Lämpörele

e) Ylijännitesuoja

jne

23


a) Sulake tai johdonsuojakatkaisija

•Suojaa asennuksia ylivirtaa vastaan. Ylivirta aiheutuu joko ylikuormituksesta tai oikosulusta. Oikosulkutapauksissa sulakkeen on toimittava nopeasti (korkeintaan 0,4 tai 5 sekunnissa)

• Sekä sulakkeita että johdonsuojakatkaisijoita on nopeita , hitaita jne.

• Hitaita sulakkeita käytetään moottorilähdöissä (suuri käynnistysvirta)

• Nopeita sulakkeita käytetään yleensä muissa asennuksissa


sulake, yleis-piirrosmerkki kolmivaiheinen

kahvasulake

johdonsuoja-katkaisija

• pienillä virroilla (63 A asti) käytetään tulppasulaketta

• Nykyään tulppasulakeen asemasta käytetään usein johdonsuojakatkaisijaa

• Suurilla virroilla (yli 63 A) käytetään kahvasulakkeita tai katkaisijaa

24


b) Vikavirtasuojakytkin

• Sulake ei suojaa ihmistä sähköiskua vastaan

• Vikavirtasuojaa käytetään pistorasiaryhmissä sulakkeen lisäksi henkilösuojana

•Vikavirtasuojan käyttö laajeni syksyn 2007 standardiuudistuksen yhteydessä.

•Uusissa asennuksissa lähes kaikissa pistorasiaryhmissä käytetään vikavirtasuojaa. Poikkeuksena ovat yhtä kiinteästi asennettua laitetta syöttävät pistorasiat, esim. lieden, astianpesukoneen, pesukoneen tai kuivausrummun pistorasiat

48

•Henkilösuojaukseen käytettävän vikavirtasuojan nimellistoimintavirta on 30 mA• Vikavirtasuojana pitää käyttää A- tai B-tyypin suojaa. Aikaisemmin yleistesti käytetyn AC-tyypin suojan asentaminen on nykyään kielletty• Tulipalosuojaukseen käytetään 300 tai 500 mA VVS:aa•yhdellä vikavirtasuojalla ei voi suojata esim. koko rakennuksen sähköasennuksia (laitteiden vuotovirta)

25


vikavirtasuoja-kytkimentoimintaperiaate

kun Ik ≥ suojan nimellinen toimintavirta, suoja toimii

50

vikavirtasuojakytkimen toimintaperiaate:

• Suoja laskee yhteen vaihe- ja nollajohtimen virtaa. Normaalisti summa on noin nolla (sama virta palaatakaisin)

• Kun virtojen summa on enemmän kuin suojannimellistoimintavirta (esim. 30 mA), suoja toimii jaerottaa piirin verkosta

Vikavirtasuojan toiminta kannattaa testata valmistajanohjeiden mukaan testinappia painamalla.

Saman vikavirtasuojan taakse ei kannata kytkeä liikaalaitteita (laitteiden vuotovirta, ).

26


c) Suojaerotusmuuntaja

•Suojaerotusmuuntajaa käytetään sähkölaite-korjaamoissa ja laboratorioissa

• Muuntajan toisiopiiriä ei ole maadoitettu. Vikatapauksessa ei voi syntyä virtapiiriä viallisen laitteen rungosta maahan, koska virralle ei ole paluureittiä


N1 = N2

Suojaerotusmuuntaja on muuntaja, joka ei muuta jännitteen suuruutta.

27


d) Lämpörele

Lämpörelettä käytetään moottorilähdöissä ylikuormitussuojana.

• Lämpörele on yleensä sijoitettuna sähkökeskukseen kontaktorin yhteyteen

• Pienillä moottoreilla lämpörele voi olla myös kytkimen yhteydessä (moottorinsuojakytkin)

e) Ylijännitesuoja

• Ylijännitesuojaa käytetään verkossa suojaamaan laitteita esim. ukkosylijännitteitä vastaan

54

Kirjallisuuttawww.tukes.fiSähköalan Säännökset 2008, Henkilö- ja yritysarviointi Seti OyPienjännitesähköasennukset SFS 6000, SFS RySähkötyöturvallisuus SFS 6002, SFS RySähkölaitostekniikan perusteet, Jarmo ElovaaraSähköasennustekniikka, Jukka AhorantaSähkötekniikkaa Sivuaineopiskelijoille, Erkki Ruppa

sähköturvallisuus 2013 sm.ppt...

Documents