Tentin tekstisisältö

TAU/Sähkötekniikka/ Kari Lahti
EE.EES.210 SÄHKÖTURVALLISUUS JA ASENNUKSET

Tentti 14.12.2021

EI KIRJALLISUUTTA. Vapaavalinteisen laskimen käyttö sallittu. Merkitse jokaiseen vastauspaperiin

nime

esi ja opiskelijanumerosi. Merkitse vastauspaperiin myös, jos olet tehnyt harjoitustyön jonakin

aiempana lukuvuonna.

1.

Sähköalan korkeakoulu-/yliopisto-opiskelija haluaa tulevaisuudessa harjoittaa sähköurakointia. Hän
työskentelee tulevassa yrityksessään aluksi yksin, eli tarvitsee itse pätevyyden kaikkiin tarvittaviin
tehtäviin. Kerro yksityiskohtaisesti millä edellytyksillä/tavoin hän saa ryhtyä harjoittamaan
sähköurakointia. e,

4
Sähkölaite on kytketty pitkän ryhmäjohdon päässä olevaan pistorasiaan. Laitteen johtava kuori (ja
pistorasia) on suojamaadoitettu ja laitteen vikasuojaus on toteutettu ns. nopean poiskytkennän S
menetelmällä, B16A johdonsuojakytkimellä. Ryhmässä ei ole vikavirtasuojakytkintä. Laitteeseen »
tulee oikosulkuvika, jossa vaihejohto kytkeytyy laitteen kuoreen.

Ryhmäjohto on tyyppiä MMJ 32,58 (2,5mm? Cu), sen pituus on 100 m ja se on kytketty
rakennuksen pääkeskukseen, jonka oikosulkuvirta on 550A. Laitteen liitosjohdon vaikutus voidaan
olettaa mitättömäksi ja vikaresistanssi nollaksi.

a. Kuinka suuri kosketusjännite muodostuu laitteen kuoreen?

b. Kuinka suuri virta kulkee ihmisen läpi (max. virta noin 95%:lla ihmisistä) kun ihminen
koskee paljain jaloin/käsin vian aikana laitetta? Kerro perustellen kuinka vaarallinen tällainen
tilanne on ihmiselle?

a. Mitä = tarkoitetaan — potentiaalinohjauksella ja miksi sen toteuttaminen = parantaa
sähköturvallisuutta?

b. Miten toteutetaan omakotitalon maadoituselektrodi? Kerro nimenomaan se ”vahvasti suositeltu”
toteutustapa. Millä nimellä tällaista elektrodia kutsutaan?

Miten toteutetaan vikasuojaus *sähköinen erotus* -menetelmällä (perusvaatimukset asennukselle)?
Mihin perustuu sähköiskuilta suojaava vaikutus tässä menetelmässä?

Ao. kuvan mukaiset asennukset toteutetaan omakotitaloon käyttäen ns. nopean poiskytkennän
menetelmää. Asennukset tehdään PVC eristeisellä MMJ kaapelilla (Cu johtimet) seinän pinnalle (ei
seinän sisälle) asennettuun putkeen. Rakennuksen vintille asennetun pistorasian syöttökaapeli viedään
yläpohjan villöituksen (300 mm) läpi. Ympäristön lämpötilan voidaan olettaa olevan kaikkialla max.
25'C. Tarkastele:

a. Tarkastele toteutuuko ylikuormitussuojaus asennuksessa?
b. Tarkastele toteutuuko ihmisten ja eläinten turvallisuutta varten vaaditut suojaukset 2,5mm?

johdolla?
2

yläpohjan |lämpöeriste V

pitkotu Pyhmökesun UUUU 50 mn

 

 

 

 

 

 

 

 

N v
S o
3*35A TA KP
% 5*4mm2, 1=20m J
25A CI6A 3*2,5mm2, 1525 m erin
v
vt
Ik=510 A

KÄÄNNÄ >
TAULUKOITA

  

Pienimmät oikosulkuvirat, joilla eiliset suojalaittet toimivat 0,4 tal 5.0 sekunnissa

  
      
 

Suojalaitteen
nimellisvirta
A

Pienin sallittu yksivaiheinen oikosulkuvirta A

         

      

   

glrsulake yG-sulake Johdonsuojakatkaisijat

     
 
 
 

   
  

   
  

Syyppi
048 505 0äsjasas

Cyyppi
0dsjasas

     
 

 

  

EsssssmSsss3-o
sasasnajaas

 

 

  

 

 

 

 

 

 

"Suurin sallittu lämpötila ” Lämpöeristeen paksuus mm. Korjauskerroin
c
70 (johtimessa) x
Siijoitettu polyeteeni (PEX) ja eteenipropeenikumi (EPR) 90 (johtimessa)
Minoraall (PVC:llä päällystetty tal paljas ja kosketellavissa) 1. 70 (vaipassa)
Mineraali (paljas, ei koskeleltavissa, eikä kosketuksissa 105 (vaipassa)
[pa palaviin materiaaleihin)

[2]

  

     

Johtimen eristys

Ji= We, [e , Mineraali
< 300 mr" > 300 mm'
=k x? PYolä — palas
dat

Ahunpöla"C
ämne TT WW —="|Wa——=18=0 hai

onen materinali
115 103 143 141 135/115%
7 68 94 83
115 - - -

Taulukko 8.52.15 Korjauskertoimet ympäröivän maan muulle lämpötilalle kuin 20 €

   
          

     

kuparijohtimien liitokset

 

 

J6yypplsen eläkkeen auurin sattu Johdon sallittu kuormitus vähintään sovelletaan maassa suoraan ja suojaputkessa oleviin kaapeleihin
nimellisvirta Maan tämpötita | Es ——|
A A x [wo] mek)
6 8
10 135
16 18
2» 22
PS 2
KA 35
3 3
40 44
50 55
6 70
-— nn 131""0w11-
0 8
100 110
125 138
160 177
200 221

 

 

 
Taulukko B.52.2 Kuormitettavuus ampeereina tautukossa B.52.1 esitetyille asennustavoille -PVC-
erlsteiset kuparl- tal alumiinijohtimet/kaksi kuormitettua johdinta-fohtimien lämpötila: 70 *C,
ympäristön läntpötila; 30 *C Ilmassa, 20 *C maassa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 
 
 
 
    
   

 

 

 

 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
   
   
  
 
 
   
 
 
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
   
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

     
  

 

    
  
       
     
       

 

 

   

 

 

 

 

 

    
        
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Talarenssiasennustapa TavuiKo jo sarahe Tohtimen nimellis- Taulukon B.SZ mukaisetasennustavat
Yksittäisen pliria kuormitettavuus | Lämpö: | Ryhmästä] poikkipinta Ji AE
Termopiac | = Sioieita [inertia | johtuva -
nntitys | sys | oisin |heitn| kes mi = |[EGPI [ES] p
Johtimen lukumäärä
T z 3
T 3 5 Tupa
z a5210 |snan 15 15 u
Ed] tonne 25 185
eristettyyn. s 25
vin x :
putkessa 10 4 0 CT
Monijohdin- usza |asz 16 5 7 s
E "-- tamat paa, | » s | m | o | 112 | | 1
+ | ipotetussa e uEa 35 2 125 ut 138 19 132
- putkessa (voimassa) so 1 1 11 13 169 vo 150
Tn *5214 jaana 151 130 192 168 23 v 192
tyksijohdiu- 192 167 232 20 258 204 20
Mene 210 192 269 232 209 231 261
pinnalla 240 29 300 348 Tot 203
Toniohdin- szia [1527 213 248 EN 294 302 292 331
"nei 3 | 20 | ao | as | sa | 36 | 302
plmnala 367 334 458 304 s30 379 427
Yrsa! aszan |aszx Alumiini
kä 25 15 15 185 175 n 2
puuseinön. 4 20 195 x n 2 »
einnalla 6 % 25 2 30 26 36
TP 36 3 v i 37 5 5
A aa 1 M 44 so 54 66 EN =
essa maassa 7 2 63 sä » n m ” 98
35 77 n 9 36 103. s3
Vaipaisen | DZ| —Ssraken Sneä | Sake | Sake] Sarske0 so % 96 tp 104 15 109 W
yksijohdin- tai EN [S 108 150 112 160 135 195
5 I 95 [0 130 181 157 195 150 13
suoraan. 120 164 150 210 18t 226 100 200
maassa - 155 185 12 234 20 20 204 24
Huumh | €| 7 ERTO | ju [osan jassa 195 215 195 266 230 290 PI 255
e vapaasti Aami Alumiini | &52A 240 282 229 31? 298
ilmassa. = ES | vaste 300 263 358 336
Etäisyys seinään Vaippa HUOM. — Sarakkeissa3,5.6,7 ja 8 oletetaan johtimien olevan pyöreitä poi
vähintään 0,3 xertaa Räia [5uurenimilla poikkipintollia arvot viittaavat muun muotoisiin johtimiin ja niltä voi turvallisesti käyttää
kaapelin naikalsia [pyöreisil Jo
Cars | eristys | Koria: | Kerli | —— Taulukko574 Kuormitettavat: na taulukon 8.5 sennustavoilla
EKEPa) kerroin | kerroin Pemissse kupan au ohi koko Kuurm kea johdin
Johtimien lukumäärä johtimien lämpötila: 70*C, ympäristön lämpöiilä XD *Clitässa, 20 *Crnaassa.
sit! < 5 Tn | H,
nimellis-
Traionain | F| koit Kn | 70 [882 poikkipima | M | %
sin | | jä | HD |
"san Ainmiint aiem | 1 N Ed] [ES]
vapaasti Saan Kansa vahin
ss 7 z 3
Karan
Vkaiohäin | G | — Kumin Kupi | 70 joss | - 15 135 a
kaapeli aisa 2212 | Vaippa
vapaasti Aani Amini = | 2528 2 v 15
lniassa KE ui | ms 3 u n
Vaippa s n 2
2552 10 42 »
w E 32
Taulukko D.52.10 Kuormitettavuus ampeerelna Tuutykan 52.1 asennustavollla E, fa G » ja. on
-PVC-erlstys, kuparijohtimet - [ahtimen lämpätila: 70 *C, ulkolämpötila: 20 "C = J a
nsa STA mykaNet MEIIUTIavAt su 108 ”
N onorainKsape Yksilohdinkaapelit 7 vä 1
i mn] fame ETT] JO | Herkon aims ” neo] =
poikkipinta | mitettun | KUMI | johdinta | tottua | omkay |! 120 19 va
Johdinta | johdinta | Koaketta. | johdinta. Y99kasepsa | assa 150 2 196
us 205 2
Ji Js J [her J a | ss | m
200 ae 2
mm? Tapa | tapah | hsh | masa | 1000 Kami
x 25 u us 15 ms
15 a ms v3 25 2
25 s x n ” 20
4 w » a wa »
s 1 sa u s su s
» » s s ” oi 2] 0
w ” 2 » 0 o » ” "n
5 19 toi so m 78 110 ” w
5 149 | 126 n 17 | o vuo " 12
» 10 153 E 2 11 vo 12 M
” ja - w 1 m 107 150 167
o m 138
150 va 155 7 109 1
H pni Pi ms ma 17 25 190 24
150 379 310
va a Jo 20 Pi 207 205 2 250
2 s JN 200 261 Pa 3 207 202
10 sua 407 HUOM. — Sarakkaissa 3,5, 6,7 ja 8 oletetaan johtimien olevan työreitä poikkipintaan 16 mm? saakka.
[Suuremmilla poikkipinnilla arvot viittaavat muun muotoisiin johtimiin ja niitä voi turvallisesti käyttää.
san - - pyöretsit johtimii
EN - -
vä - -
|UOM. Joio oletstaan Blvsn pyöreitä polkkipintann 16 min" saakka. Sunronumi PoikkIMAneila arvat
viittaavat man muotoisiin ohtmita ja eitä vu turvallisesti Käyttää pyöretsänjohimill. +
|1u0x.2 9. on kaapelin uikohalkaisija.

 

 
Taulukko B.52.11 Kuormitettavuus ampeereina tavhukon 1.52.1 asennustavoilla E, F ja G
-PVC-eristys,alumiinijohtimet - Johtimen lämpötila: 70*C, ympäristön lämpötila: 30 *C

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E aN MSN
oniskdm Kaava Msohdinkaapeiit
en ar] vm" "is | kalen Kn
poikkipinta | zeltortua | "Uormi" | johdinta | tottua |Koskottavat sn
Johdista kettua |koskettavat] johdinta toisiaan |Yaakatasossa | Pystytasossa
johdinta | isaan | velmssa
EI [a | [| ser | an
le | [e || | [6 | [7 | |
mm? Tapa E TapatE TapaF Tapaf TapaF Tapa 6 TopaG
1 2 3 4 s 6 7 8
35 Ta K = = = = -
4 a 26 - - - : z
6 » n - - - - -
v sa 4 - - - - -
e ” a - - - - -
x [N ” o "i ” 12 ”
3 m % m 15 109 1 124
so 2 17 10 128 1 160 152
» m 159 N 150 m 27 195
os 210 N 25 20 22 PS 2
120 24 212 m m Pi 200 m
150 2 | 245 316 2 2? 286 227
4 2 | 260 | 36 15 =o 40 vä
20 380 | 20 ao | as p sa M
200 w | aa w | m 45 s sio
400 - - om | 526 ss2 en an
EN - - ss sio 00 m E
610 - - v05 m 746 000 02
HUOM. 1 lohtimien ofotet3an olevan pyöreitä polkkipintaan 16 min? saakka. Suuremmilla poikkipinnoilla arvot
vitaasat muun muotosinohtiit ja iltävorturvallsest käyttää pyörelljhtimil.
[UOM.2 Dy on kaapelin ulkohalkaisija.

 

Taulukko B.52.16 Korjauskertolmet suoraan ta] maassa olevaan suojaputkeen
asennetuille kaapeleille muille maan lämpöresistiivisyyden arvoille kuin 2,5 K:m/w
käytettäväksi asennustavan D kuormitottavuuksille.

 

  
       

   

 

 

 

 

CE 1 25 [3

[korjauskerroin putkiin asennetaile kaape- | 128 | 1. 19 v] 090
le

|Korjauskerroin suoraan maahan ssennetule | 198 | 1,62 | 15 | 128 | 112 | 1 | 090

|kaapetetlle

 

 

 

 

 

 

|a kooista. Korjauskertoimien yleinen tarkkuus on 4 55.
HUOM.2 = Korjauskertoimet soveltuvat maahan upotottuihin putkiin asennetullte kaapeleille. Koriauskortoimet

Jos tarvitaan tarkempia arvoja, ne voidaan laskea IEC 60287.sarjassa esitetyllä menetelmillä

 

[HUOM.3 Korjanskertoimet soveltuvat enintään 0,8 m syvyyteen asenneluille tuofaputkule.

[HUOM 4 Oletetaan maan ominaisuuksien olevan tasatöia. Kosteuden pienenemistä kaapelin Jähellä Joka vai
lohtaa kaapelin läheltä korkean tämpöresistiivisyyden slussseon. i ale otaltu huomioon. Jos maaperän osittainen
[kuivuminon halutaan ennakala, sallittu kuormitettavuus pltäisi määritellä 1EC 60287-sarjassa ositetyitlä
menetelmillä.

 

 

HUOM 1 Tässä annetut korjauskertoimat ovat keskiarvoja taulukoissa B.52.2 - 0.52.5 esitetyistä johdintyypelstä

ovat suurempia suoraan maahan, jonka lämpöresistiivisyys on vähemmän kula 2,5 K/W. asennetuille kaapeloll.

 

 

Taulukko B.52.17 Karjauskertoimet ryhmille, joissa on yksi tal useampia pitrelä ta! yksi tat
useampia monijohdinkaapeleita. Kori auskertolmia "käytetään yhdessä taulukoiden 52.2
ssa

 

 

    
   

ijohiinkaapelien akumaara
Ylelsisisjelijelejaj] sju

 

 

os7| use] us] use] ois | mai

  
 

2u2
Ki
Tanta

 

 

07] 072 | oi

 

kaapeliyllä.

 

Taulukko 8,52.14 Vapaasti lmassa olevien kaapelien korjauskertolmet
multle ympäristön lämpötiloille

suin 30 *€

 
  
  
     
 
 
 
 
    
  

Eristys

Ympäristön TnerSSn
lämpötila"

PVCllä päällystetty tai Pallas,

« | paljas ja kosketeltavissa| — elkosketeltavissa.
707€ 105 *C

TH
1u
197
1,04
100
036
092
088
0.84
080
075
070
068
060
034
047
040

Korkeanmmltaymparston Kopi kiE oTeieua YSinsEen ssa va)

Taulukko B.52.20 Korjauskertoimot usean monijohdinkaapelin ryhmille verrattuna yhden
monijohdinkaapelin asennukseen kuormitettavuuteen vapaasti ilmassa —
Taulukolden 8.52.8.

 

 

 

 

 

= B.52.13 asemnustapa E
Hyllyt tai tkkaalla olevien
yölyjen tai alla olev
Taulukon A.52.3 mukainen asennustapa —— | ikkaiden. kaapelien lukumäärä

tukumäärä | 1

 

 

 

 

 

oiva joa
a
Pyspsuorat
Tehitety
taapelityilyt [3
(HUOM. 4)

 

| Rorttämättömä|
kaapelttyllyt
097 | 094 | 078 | 075 | 071 | 0,68

097 | sa | 076 | 072 | osa | 063
va2 | 075 | 071 | 068 | 061
097 | 081 | 073 | 0.60 | 063 | 058

I

 

 

 

 

 

 

 

    

Yhdosguerrkaesa | 033 | 051 | 072 | aan |vao[ ut | asa | ast | vv
kiinnitettynä muoraan

asen läkton i | korjaaskeravmi

muzammtie k

 

 

   

N KEN KU sää
int kaspels-
yi aake tal pystys

CI KT]

    

pus

Tara Eiar

 

3 | vaaammkamoiten | 19 | 387 | at | 160 [00 | 099 | 070 | 078 | 090
ihkaila tut tai.
kinsäk kellä ue

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L!!!

 

VON. 1 Mämäkortaimetunvetuvat samanlsielie ta samallatavalla kuoreitotlle kaspellyhtlle.

 

 

äuom. 2 lostäbeläaiinan levee Kaupelen vaakasuora etäsyyä yhtää kaks kartaa iden kokemait halkaisi
|korjaaskertain tarvitse vvttaa

vit

 

Da msn
"Eden ikoimro aanta yht
pk

|utom.4 = tassärkestelmään kuut sekä kui ettäkolnijhtimisia kaapeleita, kaapehienkokonalslukamäärä vastna pirre.
hukmä
|Relanlehäinkaspeli.

[auon.3 = louryhmäeostounkoppoeestakijohdinkanpoeit
hes kuormia pirin

  

 

iuon.s — Tssäanmeun anatavat kasaa vise akk. LS. miksen kaappia ja avenue
[arvoista Arvojen yleinen tarkkuus on 35 %.. v

 

    

Jailkekinasenrakaille a muili menetolmilleihin ylä el taulukko ei 0
sakot LA

orkoitetu velut tarpeen käyttää
jpauksia varten lasketa tukkaa, kr-ese 281 450.

 

[1l1!]!]-—-!-—-|

Tataavastiselletaan kaiken kuortitetun ohtisten arvoja kaksioutaksapeeill ja kolmen kuormhestn Johtimen arvaja

käritelän/Z kahden kuormitetun johtieen pärinä tl n/3]

 

 

HUOM. 1 Arvot ovat keskiarvoja taulukoiden ES28 -
lyleensäatto 5 %.

 

52.13 kaapäilyypeistä ja ko olsta. Arvojen hajoama an

[HUOM.2 Kertoimet soveltuvat yksikertaisillo kaapelikerroksllo kuten ylläen esitetty |a ne elvät ole voimassa
|itioln, kun kaapelit ovat useammassa kuin yhdessä kerroksassa ja koskettavat toisiaan. Sellaisten asenausten
[kertolutien arvot voivat lla kuomottavasti pienempiä ja ne pitää määrittää astanmnukatsilla menetelmillä.

UUOM.3 Arvot on annettu hyltyjun pystysuoralle etäisyydelle 300 mut ja vähintään 20 mm kaapelilyilyn ja
[seinän väliselle etäisyydelle. Pienemmillä vtäisyyksillä arvoja pitäisi plenentä?

HUOM.4 Arvoton annettu hyllyjon väliselle suoraile etäisyydelle 225 mm hyllyt asennettuna
Pienemmitä etäisyyksillä kerioimia pitä va

   

 

 

 

 

   

yltyä tai tikkaalla olevien
aapelien lukumäärä

  
   

  

|Hyllyjen tai]

 

      

 

Tamlukon A.52.3 mukainen asennustapa. tikkaiden
iskumäärä | 1 | 2 | 3 | 4] 6 [0
Koskettava! toistaan [01]
020
ot, kiln | 32
| Tikas, tuot, kiln- 0,78

nkkeetym. | 33

uoss.3) | 33 076

073

 

 

 

1 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00
2 | 100] 095 | 09 | 097
3 1,00 | 090 | 097 | 096

 

 

 

 

 

 

|RUOM.T Arvot avat keskiarvoja taulukoiden 8.28 -8.52.13 kaapelityy peistä ja ko oista. Arvojen hajoamaan
eonsä alle S %.

|tuom.2 Kertoimet soveltuvat yksikoriatsilis kaapelikeeroksille kuten yllä on esiatty ja ne eivät ole voimassa.
siloin, kun kaapelit ovat useammassa kuln yhdessä kerroksessa jak
[kertoimien arvot voivat olla huomattavasti pienempiä ja ne pltää mä:

   
  

pysty syydelle 300 min ja vähintään 20 mm kaapelihyllyn ja
[seinän välivelle etäisyydelle. Pionemmillä okäisyyksillä arvola pitäisi pienentää.

 

 
OFAA -sulakkeiden toiminta-ajat
Arvot pätevät myös teollisuussulakkeille OFAA -H20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< < <<< Ks 55
or ss 288 58
<| «a; <«<| «< «<
< < «| < Si S/5 s
<
s |eajs| 888 8/€ 8
10000
= =
T
1000 =
: ä
i |
n Il
ea 100 =
a
x
i s
i |
£
E «
O
2
i
!
1 =
;
01
i i
001 ”
10 100 1k 10k 100k

Oikosulkuvirta 1,7 A

TAULUKKO 2.1. Kehon kokonaisimpedanssi Z, 50/60 Hz vaihtovirralla ja suurilla kos-
ketuspinnoilla (82).

KS STN ELAS]

 

6100
4375
3500
3200
2875
2125
1550
1500
850

 

 

 

   

AIKAI
AC 41
Et
1

 
   
 
  

Vaikutusaikat
3

 

01 02 08 1 2 5 10 20 50 100 200 ji MN

Vital, — (mA)