Mitä muuta suojauksessa tulee ottaa huomioon?

Haluamme tuoda tietoisuuteesi vielä muutaman asian, jotka sinun kannattaa ottaa huomioon suojausta tehdessäsi.

Tavallisimmat ylijänniteuhkat ja piikkijännitelähteet

Ylijännitteet lyhentävät kaikkien sähkölaitteidesi käyttöikää ja ovat muutenkin vaaraksi kodillesi. Alla oleva lista paljastaa sen, mistä ylijännitteet useimmiten saavat alkunsa.

  • Useat samassa verkossa olevat laitteet muodostavat ylijänniteuhkan. Erityisesti laitteet, joissa on käämejä (moottorit, loiste- ja purkauslamput, muuntajat) sekä tietyt teollisuus- ja suurtaajuuslaitteet ovat huomattavia ylijänniteuhkia.
  • Verkkokatkokset. Kun käämien energia purkautuu, voi jännite olla jopa 5000 V. Elektronisten laitteiden käynnistyessä kondensaattorit oikosulkevat verkon hetkeksi, jolloin syntyy vinokuormitusta. 
  • Salaman indusoinnit. Salaman indusoinnit voivat ulottua joka 2-5 km etäisyydelle asti, muuntajien yli jopa pidemmällekin. Johtoihin indusoituu salaman valtavasta kentästä usein jopa 10 000 V jännite.
  • Salamaniskut johtoverkkoon tai kohteeseen aiheuttavat jännitepiikin. 
  • Silmukkavaara + indusointi. Ukkosen aiheuttama, jopa 1 MHz magneettikenttä ja johtojen muodostamat käämit aiheuttavat yhdessä niin ison jännitteen, ettei mikään laite kestä sitä.
  • Verkon katketessa voi syntyä noin 5000 V:n piikkejä. Kelat ja vialliset loistelamput aiheuttavat jopa 2 000-3 000 V:n jännitteitä.
  • Kasvava tehoelektroniikan, jopa energiasäästölamppujen laajeneva käyttö aiheuttaa verkkoon piikkejä, jotka voivat summautua. Siksi verkossa jättipiikki on yhä tavallisempi.
  • Salamanisku pyrkii hakeutumaan sähköverkkoon, sillä sieltä se saa parhaan maan. Iskukohdassa sähköverkon jännite nousee miljooniin voltteihin. Jos haaroituksia ja maadoituksia on runsaasti, jännite vaimenee suojia käytettäessä varsin pian. 
  • Suora isku rakennuksiin aiheuttaa voimakkaan indusoinnin, mahdollisesti myös sivulyönnin sähköverkkoon. Tuhoja voidaan rajoittaa vain parhailla suojilla kaikkialla itse rakennuksessa.

Suojien mitoitus

Suojausta mitoitettaessa kannattaa ottaa huomioon suojattavan kohteen historia, ympäristö, kohteen arvo ja sähköön liitetyt elementit. Myös maadoituksen teho ja tarve kannattaa miettiä, sillä tukeva ympäristön verkko ja salamalle tehty maa antavat paremman maadoituksen, mikä hieman lisää pääsuojien rasitusta. Mahdollisimman hyvä suojaus ja alhainen jäännösjännite ovat arvokkaita nykylaitteita sisältävässä kohteessa ratkaisevia.

Vaikein tehtävä on valita suojauksen kokonaisvaltaisuus, sillä salaman varaus voi vaihdella reilusti alle 1 As:n lukemasta noin 350 As:n tehoon. Jos täysisku tapahtuu korkeintaan kerran kymmenessä vuodessa ns. aralla paikalla, maksi-isku tapahtunee kerran tuhannessa vuodessa, joten 20–30 As:n mitoitus riittää maksimivarauksen mukaan.

Suojaketjun rakenneosat

230/400 V:n verkossa ylijännitesuojina käytetään liukukipinävälisuojina ja varistorisuojia. Liukukipinävälisuojilla on suuri varauksen eliminointikyky (noin 50-180 As kolminapaisena). Toimintajänne on noin 4 000 V, joten toiminta on hidasta. Kytkentä tapahtuu yleensä suojasulakkeiden avulla, sillä nämä suojat voivat toimiessaan aiheuttaa oikosulun.

Varistorisuojat taas ovat nopeita ja toimivat tehokkaasti. Tehosuojien jäännösjännite on noin 900 V (ensimmäisen portaan jälkeen). Varauksen eliminointikyky on nimellisesti 1/5 osa edellisistä, mutta se ylittää edellä tarkastellun vaatimustason. Lisäksi jos "tiiliskivivaristorin" suojauskyky loppuu, napojen 11 mm:n väliin syntyvä valokaari estää ylijännitteen pääsyn eteenpäin. 

Elektroniikan suojaustaso ja varmuus

Elektroniikan suojaustaso ja varmuus saavutetaan kaikkein luotettavimmin 3 portaan suojalla. Elektroniikan suojat, kondensaattorit ja pienvaristorit eivät kestä ylijännitteitä (400-500 V AC -piikit maksimitasoa). Kolme peräkkäin olevaa varistoria suojaavatkin siis laitteet kaikkein tehokkaimmin.

Kolmen suojan väliin on jäätävä 8-10 m johto, joka toimii salaman suurella taajuudella noin 300 ohmin vastuksena. Viimeinen väli saa olla noin 5 m. Välit voi korvata myös kuristimella, mikäli se on toimivampi ratkaisu. Oikeaa ja riittävää varitoritehoa käytettäessä suoja vi olla ”ikuinen”, vaikka suojat on joka ukkosen jälkeen tarkistettava.

Sarmalux Oy
Ripusuontie 59
00660
Helsinki
09 754 3233
sarmalux@sarmalux.fi