Kategoria: Yleinen

Elektroniikan ja sähkötekniikan perusteissa törmää usein kahteen käsitteeseen: resistanssi ja resistiivisyys. Vaikka sanat kuulostavat samankaltaisilta ja liittyvät läheisesti toisiinsa, niiden merkitys on täysin eri. Katsotaan, mitä nämä käsitteet tarkoittavat ja miten ne liittyvät toisiinsa.

1. Mikä on resistanssi?

Resistanssi (\( R \)) kuvaa, kuinka paljon tietty kappale, esimerkiksi johtimen pätkä tai elektroninen komponentti, vastustaa sähkövirran kulkua. Yksikkö on ohmi (Ω), ja se määräytyy Ohmin lain mukaan:

\[ R = \frac{U}{I} \]

missä:

• \( R \) = resistanssi (Ω),
• \( U \) = jännite (V),
• \( I \) = virta (A).

2. Mikä on resistiivisyys?

Resistiivisyys (\( \rho \), rho) on materiaalin ominaisuus, joka kuvaa sen kykyä vastustaa sähkövirran kulkua. Se ei riipu johtimen muodosta tai koosta, vaan ainoastaan materiaalista ja lämpötilasta. Yksikkö on ohmimetri (Ω·m).

Resistiivisyys on hyödyllinen suure, koska sen avulla voidaan laskea johtimen resistanssi seuraavalla kaavalla:

\[ R = \rho \frac{L}{A} \]

missä:

• \( R \) = resistanssi (Ω),
• \( \rho \) = resistiivisyys (Ω·m),
• \( L \) = johtimen pituus (m),
• \( A \) = johtimen poikkipinta-ala (m²).

Esimerkkejä resistiivisyyksistä eri materiaaleille:

• Kupari: \( 1.68 \times 10^{-8} \) Ω·m
• Alumiini: \( 2.82 \times 10^{-8} \) Ω·m
• Rauta: \( 9.71 \times 10^{-8} \) Ω·m
• Lasi: \( 10^{10} – 10^{14} \) Ω·m (eriste)

3. Laskuesimerkki – 1,5 mm² kupari- ja alumiinijohto

Lasketaan 10 metrin pituisen 1,5 mm² kupari- ja alumiinijohtimen resistanssit.

Vaihe 1: Tiedot

\[ A = 1.5 \text{ mm}^2 = 1.5 \times 10^{-6} \text{ m}^2 \]

\[ L = 10 \text{ m} \]

Resistiivisyydet:

• Kupari: \( \rho_{Cu} = 1.68 \times 10^{-8} \) Ω·m
• Alumiini: \( \rho_{Al} = 2.82 \times 10^{-8} \) Ω·m

Vaihe 2: Resistanssin laskeminen

Kuparijohto:

\[ R_{Cu} = \rho_{Cu} \frac{L}{A} = (1.68 \times 10^{-8}) \times \frac{10}{1.5 \times 10^{-6}} \]

\[ R_{Cu} \approx 0.112 \text{ Ω} \]

Alumiinijohto:

\[ R_{Al} = \rho_{Al} \frac{L}{A} = (2.82 \times 10^{-8}) \times \frac{10}{1.5 \times 10^{-6}} \]

\[ R_{Al} \approx 0.188 \text{ Ω} \]

4. Yhteenveto – Resistanssi vs. Resistiivisyys

Ominaisuus	Resistanssi (R)	Resistiivisyys (ρ)
Yksikkö	Ohmi (Ω)	Ohmimetri (Ω·m)
Kuvaa	Tietyn johtimen tai komponentin vastusta	Materiaalin ominaisuutta vastustaa sähkön kulkua
Riippuu	Materiaalista, pituudesta, poikkipinta-alasta, lämpötilasta	Vain materiaalista ja lämpötilasta

Kun siis mietitään sähkövirran kulkua, resistanssi kuvaa tietyn kappaleen, esimerkiksi johtimen, vastusta, kun taas resistiivisyys kuvaa tietyn materiaalin ominaisuutta vastustaa sähkön kulkua.

Tänään aamu käynnistyi resistiivisyyden ja resistanssin käsitteiden tarkastelulla. Kävimme läpi, miten kaapelin materiaali ja poikkipinta-ala vaikuttavat sen sähköiseen vastukseen, ja laskimme konkreettisia esimerkkejä sekä alumiini- että kuparikaapeleille.

Samalla keskustelimme merkitsevistä numeroista ja siitä, miten niitä tulkitaan esimerkiksi lukuarvoissa 1,001 ja 0,001. Pienet asiat, kuten pyöristyssäännöt ja tarkkuus mittauksissa, ovat tärkeitä sähköalalla, missä marginaalit voivat vaikuttaa lopputulokseen yllättävän paljon.

Keskuksen siisti johdotus ja purku

Kaavojen jälkeen siirryin omaan koppiini viimeistelemään 12 johtoa keskukseen -asennustani. Tavoitteena oli tehdä työstä siisti, looginen ja fiksu – ja onnistuin siinä hyvin. Sain kytkennän valmiiksi, otin siitä valokuvat ja dokumentoin työn, minkä jälkeen purin koko keskuksen.

Keskustelin opettajan kanssa hetken talotekniikan ja kotiautomaation ratkaisuista, ja hän ehdottikin seuraavaksi harjoitukseksi Shelly-releen kytkemistä keskukseen. Tämä sisältää myös releen ohjelmoinnin ja kotiautomaatioon tutustumisen, mikä kuulosti kiinnostavalta.

Kytkennän havainnollistaminen LED-nauhalla

Mielessäni on pyörinyt ajatus 676-kytkennän opetustaulusta, jossa ledit näyttäisivät miten sähkö kulkee johtimissa eri kytkimen asennoissa. Tavoitteena olisi tehdä selkeä ja havainnollinen visuaalinen esitys, joka auttaisi myös tulevia opiskelijoita hahmottamaan kytkennän toimintaperiaatteet.

• Tähän tarvitaan kytkimiä, LED-nauhaa ja virtalähde.
• Voin käyttää ESP32:ta, mutta todennäköisesti teen yksinkertaisen mekaanisen version, jossa LED-nauha syttyy ja sammuu manuaalisesti kytkettäessä.
• 9V-paristo riittää sopivasti LED-nauhojen käyttöön ilman, että valo häikäisee liikaa.

Tähän liittyen nappasin koululta parin kytkintä lainaan, jotta voin rakentaa mallin ilman, että tarvitsee lähteä kauppaan hakemaan lisää tarvikkeita.

MMJ vai MMO? Käytännön havaintoja

Katselin tarkemmin MMO-kaapeloinnin harjoitusta ja tajusin, että siinä täytyy kaapeloida jokainen lamppu omalla putkellaan. Olin aiemmin ajatellut, että voisin viedä kaapelit suoraan lampulta toiselle, mutta tämä ei ollutkaan harjoituksen tarkoitus. Lisäsin siis muutaman ylimääräisen putken, jotta harjoitus täytti ohjeet.

Huomasin myös, että MMO-kaapelin vetäminen putkeen on paljon vaikeampaa kuin MMJ-kaapelin. Tässä saattaa olla kyse siitä, että MMO-kaapelin sallittu taivutussäde on kolminkertainen verrattuna MMJ:hin, mikä tekee mutkien läpi vetämisestä huomattavasti vaikeampaa. Tämä on asia, jota täytyy selvittää tarkemmin, mutta uskon sen liittyvän kaapelin rakenteeseen ja jäykkyyteen.

Keskustelua työelämästä ja realiteeteista

Lounaan jälkeen juttelin luokan avustajan kanssa sähköalasta ja työelämän realiteeteista. Hän kertoi kokemuksiaan isoista sähköurakointifirmoista ja siitä, kuinka työ on usein kiireistä ja resursseja ei aina ole riittävästi.

Olin itse aiemmin ajatellut, että isossa firmassa on aina työkalut, tarvikkeet ja resurssit saatavilla, mutta keskustelun perusteella tajusin, ettei se välttämättä pidä paikkaansa. Työ voi olla stressaavaa ja aikataulupaineet suuria, vaikka yritys olisi suuri ja tunnettu. Tämä oli hyödyllinen muistutus siitä, että sähköalalla ei aina ole helppoja töitä, ja suunnittelu sekä ajankäyttö ovat avainasemassa.

Loma, harjoitustyöt ja joustavat ratkaisut

Nyt edessä on talviloma, mutta todennäköisesti teen lomalla muutaman harjoitustyön omasta mielenkiinnosta. Opiskelua voi tehdä myös käytännössä, ja ajattelin hyödyntää vapaa-aikaa erilaisten kytkentöjen harjoitteluun.

Päätin myös, että käytän MMO-harjoituksessa 7-kytkimiä kutoskytkimien sijaan, koska kutoskytkimiä ei ollut koulussa tarpeeksi saatavilla. Tämä on teknisesti mahdollinen ratkaisu, vaikka se ei olekaan yleisin käytäntö. Joskus sähköalallakin täytyy tehdä joustavia ratkaisuja, kun tiettyjä tarvikkeita ei ole saatavilla.

Mitä tästä päivästä jäi käteen?

• Sähkölaskentaa tarvitaan käytännössä, ja kaapelin materiaali vaikuttaa suuresti sen sähköisiin ominaisuuksiin.
• MMO-kaapelin käsittely on huomattavasti vaikeampaa kuin MMJ-kaapelin, ja siihen liittyy erilaisia taivutus- ja asennusvaatimuksia.
• Työelämässä kiire ja aikataulupaineet ovat todellisia, vaikka firmalla olisi resursseja. Voitoin tavoittelu on avainasemassa, oli firma sitten pieni tai suuri.
• 676-kytkennän opetustaulu voisi olla hyödyllinen harjoitus, ja aion rakentaa sellaisen LED-nauhojen avulla.
• Loma ei tarkoita taukoa oppimisesta – harjoitustyöt jatkuvat omasta mielenkiinnosta.

Seuraavana edessä on ansaittu talviloma, mutta sähköhommat eivät jää täysin tauolle. Katsotaan, mitä kaikkea ehtii rakentamaan!

Tänään ennen lounasta toinen sähköalan opettaja pyysi minut luokseen käymään läpi käyttöönottomittauksia. Tämä olikin mielenkiintoinen hetki, sillä pääsin tutustumaan tarkemmin sekä omaan käyttöönottomittariini, että koulun käytössä olevaan testeriin ja vertailemaan niiden eroja.

Kattava käyttöönottomittaus käytännössä

Teimme yhdelle keskukselle laajan käyttöönottomittauksen, joka sisälsi seuraavat vaiheet:

1. Suojajohtimen jatkuvuuden tarkistus pistorasialle.
2. Eristysresistanssin mittaus, jolla varmistettiin, ettei piirissä ole vikapaikkoja, esimerkiksi eristevikoja.
3. Jännitteelliset mittaukset, kuten:
   • Silmukkaimpedanssi ja oikosulkuvirta
   • Vikavirtasuojan laukaisuaika
   • Vikavirtasuojan laukaisuvirta

Opettaja tenttasi minua toistuvasti eri mittauksista, ja lähes kaikkiin kysymyksiin osasin vastata oikein. Yhdessä kohtaa vastasin kuitenkin jotain, johon opettaja totesi ”älä sitä minulta kysy” – ymmärsin, että olin itse asiassa jo antanut oikean vastauksen, mutta jäin pohtimaan asiaa liian pitkälle.

Tämä on yksi asia, jonka huomaan usein itsessäni: ajattelen teknisiä asioita joskus liian monimutkaisesti ja siksi saatan antaa hieman hölmöltä kuulostavan vastauksen, vaikka lopulta päädyn oikeaan lopputulokseen.

Miksi oikosulkuvirtaa ei tarvitse mitata vikavirtasuojatuista ryhmistä?

Kun olimme tehneet mittaukset, esitin opettajalle tarkentavia kysymyksiä. Kaksi asiaa nousi erityisesti esiin:

1. Mikä on suojajohtimen jatkuvuuden raja-arvo? Tästä on ollut eri opettajien kesken hieman vaihtelevia mielipiteitä.
2. Miksi standardin mukaan oikosulkuvirran mittausta ei vaadita, jos piirissä on vikavirtasuoja?

Olen itse mielenkiinnosta mitannut oikosulkuvirtoja myös vikavirtasuojatuista ryhmistä, mutta halusin ymmärtää tarkemmin, miksi standardi ei vaadi sitä. Opettaja oli tästä kanssani eri mieltä. Hänen mukaansa oikosulkuvirta pitää aina mitata, riippumatta vikavirtasuojasta.

Standardit ja ”hulluksi” leimautuminen

Pyysin opettajaa selvittämään asiaa tarkemmin, ja myöhemmin iltapäivällä hän toi minulle kasan ST-korttien tulosteita, jotka käsittelivät asiaa yksityiskohtaisesti.

Sanoin, että luen ne tänään illalla. Kun lähdin monisteiden kanssa, kuulin opettajan humoristisesti toteavan toiselle opettajalle ”hullu”. En ottanut tätä pahalla – päinvastoin, se tuntui enemmänkin kohteliaisuudelta. Pidän siitä, kun saan käsiini tarkkoja standardeja ja dokumentteja, joiden perusteella asiat voidaan tehdä oikein, perustellusti ja turvallisesti.

Mitä tästä opin?

• Käyttöönottomittaukset kannattaa tehdä loogisessa järjestyksessä ja huolellisesti dokumentoiden.
• Ajattelu liian pitkälle voi joskus aiheuttaa epävarmuutta, vaikka oikea vastaus olisi jo tiedossa.
• Vikavirtasuojan vaikutus oikosulkuvirran mittaukseen ei ole yksiselitteinen asia – standardien lukeminen on paikallaan.
• ”Hulluuteni” on todennäköisesti juuri se ominaisuus, joka tekee minusta tarkan ja perusteellisen tekijän tällä alalla.

Loppujen lopuksi päivä oli erittäin opettavainen, ja nyt illalla tiedossa on ST-korttien syvällistä analysointia. Tätä vartenhan täällä opiskellaan – että ymmärrämme asiat syvällisesti, emme vain tee niitä rutiininomaisesti!

Tänään oli taas informatiivinen päivä, ja sain monta pientä asiaa tehtyä. Päivä alkoi seinäasennusharjoituksella, jossa asensin upporasioita ja vedin MMO-ohjauskaapeleita. Tehtävään kuului kolme kappaletta rasioita yhtenä ryhmänä, yksi yksittäinen rasia ja sitten vielä kaksi kappaletta toisen ryhmän rasioita. Yksittäiseen upporasiaan syötin 3×1,5S-kaapelilla pistorasian sähköt.

Jiirisahan säätö – tarkkuutta työkalujen rajoissa

Iltapäivällä opettaja kävi hakemassa minut harjoituskopista korjaamaan jiirisahan syvyyden säätöä. Ongelmana oli se, että säätö oli hieman epätarkka, ja tarkoituksena oli löytää ratkaisu, jolla syvyys olisi helpompi asettaa oikeaan kohtaan.

Lopputulos oli kuitenkin se, että syvyyden säätöruuvin kulma muuttuu, kun saha laskee tai nousee, joten täsmällistä lineaarista säätöä ei tällä mekanismilla saada aikaan. Pienillä korjauksilla tarkkuutta voi kuitenkin parantaa.

Tein jiirisahan säätöruuvin alle kolme metallista korotuspalaa (30×13 mm), jotka sahasin käsin ja viimeistelin viilalla. Näihin palasiin porasin 7,5 mm reiät, jotta M6-pultti mahtui niihin ilman ongelmia. Tein jiirisahaan myös M6-kierteet palojen kiinnitystä varten.

Lopuksi sorvasin säätöruuvin kärjen parempaan kulmaan, jotta se sopii valmistamiini paloihin ja pyörii vastetta vasten tasaisemmin. Tällä tavalla ruuvi asettuu paremmin, vaikka sen kulma vaihtuukin syvyyttä säädettäessä.

Tässä työssä oli hyvä muistutus siitä, että monet asiat ovat teoriassa yksinkertaisia, mutta käytännössä täynnä pieniä yksityiskohtia. Koulumaailmassa yksittäistä työvaihetta saatetaan pohtia paljon perusteellisemmin kuin mihin työelämässä on tottunut. Tämä on toisaalta hyvä asia, mutta joskus myös hidastavaa, kun on tottunut tekemään asioita tehokkaasti.

Puuseppämäinen tarkkuus vs. työkalujen toleranssit

Huomasin myös, että opettaja, joka on taustaltaan puuseppä, pyrkii erittäin tarkkaan työjälkeen – joskus jopa sellaisten työkalujen kanssa, joiden omat toleranssit eivät mahdollista äärimmäistä tarkkuutta. Tässä tulee esille mielenkiintoinen näkökulma:

• Tarkkuuden tavoittelu kannattaa aina, mutta tietyssä pisteessä työkalujen ja materiaalien rajoitukset tulevat vastaan.
• Jos mittaa viivan sentin verran pieleen, lopputulos on varmuudella pielessä enemmän kuin jos pyrkii mittaamaan sen tarkasti kohdilleen.

Eli vaikka täydellistä tarkkuutta ei aina voi saavuttaa, periaatteena on silti tehdä asiat niin hyvin kuin mahdollista – ja se pätee niin puusepän, metallimiehen kuin sähkärinkin töissä.

MMO-kaapelin vetämisen haasteet

Päivän toinen tärkeä oppi tuli kaapeloinnista. MMO-kaapelin vetäminen putkeen osoittautui huomattavasti hankalammaksi kuin MMJ-kaapelin.

• MMO-kaapelilla on kolminkertainen sallittu taivutussäde verrattuna MMJ-kaapeliin.
• Vaikka kaapelin taivuttaminen tuntuu teoriassa helpolta, sen jäykkyys tekee mutkista haastavia.
• Tämä tekee putkivedoista vaikeampia, ja mietinkin, onko tälle jotain erityistä teknistä selitystä, joka minulle selviää myöhemmin.

Turhauttavat hidasteet koulumaailmassa

Yksi asia, joka hieman ärsytti päivän aikana, oli se, että jokainen tarvike, työkalu ja lupa on jonkun henkilön avaimen tai päätäntävallan takana.

• Tarvitsen arvokkaamman työkalun?.Pitää löytää joku, jolla on avain kaappiin.
• Tarvitsen pidempiä ruuveja. Pitää etsiä oikea henkilö ja toivoa, että hänen kaapissaan olisi.
• Haluan käyttää esimerkiksi sorvia tai jiirisahaa. Pitää odottaa, että joku ehtii paikalle.

Tämä on ymmärrettävää turvallisuussyistä, mutta samalla se aiheuttaa tyhjäkäyntiä ja odottelua, joka ei ole kovin tehokasta. Varsinkin kun työelämässä on tottunut siihen, että asiat tehdään, jos tarvikkeita puuttuu, ne haetaan kaupasta ja jos jokin uusi työkalu tulee taloon, sen käyttö opetellaan itsenäisesti.

Toisaalta voidaan ajatella, että tämä on juuri sellaista perehdytystä ja järjestelmällisyyttä, joka monesti työelämässä ollessa on jopa puuttunut kun kaikki on ollut ”omalla vastuulla” ja oman muistin varassa.

Päivän fiilikset

Kaiken kaikkiaan tänään oli monipuolinen ja opettavainen päivä.

• Sain tehtyä monenlaisia eri työvaiheita, metallityöstä sähköasennuksiin.
• Jiirisahan säätö ja metallityöt toivat mukavaa vaihtelua.
• MMO-kaapelin käsittelyssä tuli esiin uusia haasteita.
• Koulumaailman hitaus toi jälleen esiin omat haasteensa, mutta ymmärrän myös turvallisuuden merkityksen.

Huomenna jatketaan taas uusien tehtävien parissa – ehkä silloin keskitytään taas enemmän sähköasennuksiin!

Tänään päivä alkoi MMO-kaapeleihin tutustumisella ja niiden riittävyyden pohtimisella monimutkaisemmassa kytkennässä. Tarkoituksena oli rakentaa porraskytkentä siten, että yhdelle seinälle tulisi useita 6-kytkimiä ja toiselle seinälle vastaavasti 6-kytkimiä, joiden välit kytkettäisi porrasvalokytkennälle ominaisella tavalla. Lisäksi haluttiin vielä pistorasia samaan kytkentään.

Tätä pähkäiltiin hetken aikaa, ja opettaja kävi välillä palaverissa muualla. Lopulta hän tuli takaisin ja totesi, että nykyisillä kaapeleilla kytkentää ei voi järkevästi tehdä. Ratkaisuna otimme yhden ylimääräisen kaapelin pistorasiaa varten, ja näin saimme koko kytkennän asiallisesti tehtyä.

Keskuksen viimeistely ja käyttöönottomittaukset

Työskentelin myös keskuksen johdotuksen parissa, keskittyen erityisesti siistiin ja selkeään toteutukseen. En halunnut kiirehtiä, vaan pyrin tekemään asiat hallitusti ja rauhallisesti.

Kun palasin alkuperäiseen koppiini, tein kaikkiin aiempiin kytkentöihini käyttöönottomittaukset varmistaakseni niiden toiminnan. Mittausten jälkeen dokumentoin kytkennät ottamalla valokuvia ja videoita, joista käy ilmi kytkentöjen toimintaperiaatteet ja niiden sijoittuminen keskuksessa. Näistä materiaalista saan myöhemmin muokattua sekä blogiin että portfoliooni sisältöä, joka näyttää konkreettisesti, mitä olen tehnyt.

Neuvontaa ja uusia ideoita

Päivän aikana autoin myös muita opiskelijoita, kun aikaa siihen jäi. Erityisesti 6-7-6-kytkennän kanssa oli muutama ongelma, jotka saimme lopulta ratkaistua.

• Ongelma 1: Kytkennässä saattoi olla irtonainen johdin, eli ruuvia ei ollut kiristetty kunnolla. Tämä on yleinen virhe, joka voi aiheuttaa epämääräistä toimimattomuutta.
• Ongelma 2: 7-kytkin (ristikytkin) toimii kunnolla vain, jos molemmat puolet sulkeutuvat ja avautuvat yhtä aikaa. Jos vain toinen puoli vaihtaa tilaansa, lopputuloksena on epälooginen sekasotkukytkentä.

Tästä kytkennästä heräsi ajatus tehdä havainnollinen malli, jossa käytettäisiin lautaa, ruuveja ja kuparijohdinta. Tällaisesta mallista voisi olla hyötyä tuleville opiskelijoille, sillä se tekisi ristikytkennän logiikan huomattavasti helpommin ymmärrettäväksi. Ehkä jopa voisin tehdä tästä videon.

Kytkentöjen purku ja valmistautuminen seuraavaan tehtävään

Kun olin saanut kaikki mittaukset, valokuvat ja videot tehtyä, purin kytkennät kopistani. Jätin kuitenkin keskukseen johdot paikoilleen, sillä ajattelin harjoitella koko keskuksen uudelleen johdottamista – nyt, kun johdot ovat jo valmiiksi vedettyinä, voin keskittyä puhtaasti kytkentöjen siisteyteen ja järjestelmällisyyteen. Ja saan samalla harjoitusta ”toisen tekemän” keskuksen siistimiseen.

Lisäksi hankin seuraavaa harjoitustyötä varten valmiiksi valaisimia, seinärasioita ja muita tarvittavia tarvikkeita, jotta aamulla pääsen suoraan työn ääreen ilman ylimääräistä tavaroiden hakemista.

Päivän fiilikset

Kaiken kaikkiaan tänään oli mukava ja rauhallinen päivä. Oli sopivasti aikaa sekä tekemiseen että sosiaalisiin tilanteisiin. Yksi päivän parhaista puolista oli se, että työhön oli mahdollisuus keskittyä kunnolla ilman turhaa kiirettä. Tämä tuntuu olevan paras tapa oppia – kun saa tehdä asiat ajatuksella ja omassa tahdissa.

Huomenna jatketaan!

Tänään koulupäivä alkoi hieman tavanomaisesta poikkeavalla tavalla, kun kävimme läpi läsnäolokäytäntöjä ja uusia ilmoittautumiskäytäntöjä. Opettaja kertoi, että jatkossa päivän alussa pidetään nimenhuuto, ja jos jollain on tarve lähteä aiemmin, siitä tulee ilmoittaa erikseen. Kuulosti ihan järkevältä järjestelyltä – selkeä ja yksinkertainen tapa pitää kirjaa paikallaolijoista ilman turhaa säätöä.

Tämän jälkeen kävimme läpi tuttua aihetta; miksi Suomen sähkönsiirtoverkossa käytetään korkeampia jännitteitä kuin 230 volttia. Keskustelu kiersi lopulta siihen, että suurempi jännite mahdollistaa saman tehon siirtämisen pienemmällä virralla, mikä puolestaan vähentää häviöitä ja johtimien lämpenemistä. Tätä asiaa on käyty läpi ennenkin, mutta toisaalta, kertaaminen ei ole koskaan pahitteeksi.

Pieni väittely sähköiskuista

Tänään päädyin myös väittelyyn opettajan kanssa aiheesta, saako ihminen sähköiskun, jos hän ei ole fyysisesti yhteydessä maahan tai muuhun jännitteiseen pisteeseen. Oma kantani oli, että jos ihminen esimerkiksi hyppää samaan aikaan, kun hän koskettaa jännitteellistä johtoa, sähköiskua ei tapahdu, koska virtapiiriä ei muodostu. Perustin tämän siihen, että linnut voivat istua suurjännitejohdoilla ilman ongelmia.

Opettaja taas esitti näkemyksen, että ihminen olisi kuin auton runkorakenne, eli käytännössä aina maadoittunut massansa vuoksi. Tämä keskustelu jäi kuitenkin kesken, kun opettaja joutui lähtemään palaveriin, joten lopullinen ratkaisu jäi vielä auki. Ehkä asiaan täytyy palata myöhemmin.

Tietoa opiskelijoiden palveluista

Päivän mittaan saimme myös vierailijoita. Terveydenhoitaja, koulukuraattori ja muut opiskelijapalveluiden edustajat kävivät kertomassa tarjolla olevista palveluista ja siitä, mihin olemme opiskelijoina oikeutettuja. Tällaiset infot ovat tärkeitä, vaikka ne eivät ehkä juuri sillä hetkellä tunnu kovin olennaisilta. Hyvä tietää, mistä voi tarvittaessa hakea apua ja tukea.

12 kaapelia keskukseen – uusintayritys

Päivän varsinaisena harjoitustyönä jatkoin aiemmin aloittamaani projektia, jossa keskukseen tuodaan 12 kaapelia. Tällä kertaa lähdin tekemään työtä alusta asti siistimmin ja huolellisemmin. Päätin, että teen sen mitä ehdin ja jätän loput seuraavaan päivään, sen sijaan että kiirehtisin loppuun asti hutiloiden.

Tämä osoittautuikin hyväksi ratkaisuksi – lopulta päivä loppui kesken, enkä saanut keskusta valmiiksi, mutta jälki oli huomattavasti parempaa kuin aiemmin. Suunnitelmana on jatkaa tästä huomenna samalla periaatteella: mieluummin hitaasti ja huolellisesti kuin nopeasti ja huolimattomasti.

Facebookin sähköryhmät – tietoa vai turhaa vääntöä?

Kävin päivän aikana keskustelun toisen opettajan kanssa siitä, onko järkevää kysyä asioita Facebookin sähköalan ryhmissä. Opettajan mukaan niissä liikkuu paljon virheellistä tietoa ja ylimääräistä naljailua, eikä niistä kannata hakea vastauksia. Itse olen tästä eri mieltä – totta kai netissä on kaikenlaista, mutta myös paljon asiantuntevia vastauksia, jos osaa suodattaa tietoa kriittisesti.

En saanut täysin selvyyttä siihen, oliko kyseessä koulun virallinen linja vai vain opettajan henkilökohtainen mielipide. Tästä voisi olla hyvä keskustella vielä tarkemmin, sillä netistä saatavan tiedon arviointi on tänä päivänä osa oppimisprosessia.

Päivän päätös

Kokonaisuutena päivä oli mielenkiintoinen ja tarjosi sekä käytännön tekemistä että pohdittavaa. Ruoka oli hyvää, koulussa samat tutut tyypit, ja päivä meni omalla painollaan eteenpäin. Huomenna jatkuu keskuksen parissa työskentely – nyt tavoitteena tehdä työ vielä astetta paremmin.

Oletko joskus irrottanut kattovalaisinta, kääntänyt kytkimen pois päältä ja silti saanut pienen sähköiskun? Tällainen tilanne voi herättää kysymyksiä sähkön käyttäytymisestä – ja ennen kaikkea turvallisuudesta. Tässä artikkelissa käydään läpi, miksi kytkin ei aina riitä takaamaan jännitteettömyyttä, mitä pitää huomioida sähköturvallisuudessa ja miten voit välttyä yllätyksiltä.

---

1. Kytkimen tulee katkaista vaihe

Sähköturvallisuusstandardien mukaan kytkimen on katkaistava vaihejohdin, jotta valaisimen tai muun kuorman puoli jää täysin jännitteettömäksi kytkimen ollessa pois päältä. Väärin toteutetussa asennuksessa (tai vanhoissa asennuksissa) kytkin saattaa kuitenkin katkaista nollajohdon. Tällöin:

• Valaisinjohto voi olla yhä jännitteellinen, vaikka kytkin on “off”-asennossa.
• Pelkkä kytkimen pois päältä kääntäminen ei siis takaa turvallisuutta, jos vaihejohtoon jää kokoaikainen jännite.

Tärkeää: Jos huomaat, että kytkin on asennettu vain nollapuolelle, tilanne tulisi korjata mahdollisimman pian. Oikea tapa on, että kytkentä katkaisee aina vaihejohtimen.

---

2. Miksi silti saa sähköiskun?

a) Kapasiivinen kytkeytyminen (”kummitusjännite”)

Kun johdin kulkee rinnakkain muiden jännitteellisten johtojen kanssa, syntyy kapasiivinen kytkeytyminen. Tämän seurauksena mittarilla voidaan havaita yllättävän isoakin jännitettä (esim. 50–150 V), vaikka varsinainen virta on lähes olematon. Se voi silti tuntua pienenä nipistyksenä.

b) Väärin päin kytketty kytkin

Kuten mainittu, jos kytkin on nollajohdossa, voi vaihe johtaa virtaa valaisinpaikalle, vaikka kytkin on “poissa päältä”. Kosketus paljaaseen vaihejohtimeen on aina vaarallinen tapaturma.

Onko pieni isku vaaraton?

On syytä muistaa, että kosketus pelkkään vaihejohtoonkin on vaarallinen, vaikka et koskettaisi nollaa yhtä aikaa. Virta voi silti kulkea kehon läpi maahan (esim. lattian kautta), mikä voi aiheuttaa vakavan sähköiskun. Pieni “nipistys” on varoitus siitä, että jännitettä on olemassa – eikä ikinä pidä luottaa sokeasti siihen, että se olisi vaaraton.

---

3. Miten toimia valaisinta asentaessa?

1. Katkaise sähkö aina pääkytkimestä tai sulakkeesta
   • Älä luota pelkästään huoneen seinäkytkimeen, sillä se ei välttämättä katkaise vaihetta.
   • Parhaiten varmistat jännitteettömyyden irrottamalla syötön sulakkeesta tai kääntämällä automaattisulakkeen pois.
2. Mittaa jännitteettömyys luotettavalla testerillä
   • Vaihekynä (neonkynä tai elektroninen jännite-ilmaisin) ei riitä todentamaan jännitteettömyyttä, siihen se ei ole tarpeeksi luotettava.
   • Käytä mieluiten kaksinapaista jännitetesteriä tai yleismittaria, jonka tiedät toimivan oikein.
   • Testaa aina mittarin toiminta ensin jännitteellisessä pisteessä (varmista että mittari näyttää jännitteen ja johdot sekä valitsin ovat oikein), ja sitten kohteessa.
3. Varmista oikea kytkentä
   • Kytkimen on katkaistava vaihejohdin – jos asennus on väärin, suosittelen korjauttamaan sen ammattitaitoisella sähköasentajalla.
   • Näin varmistat, että valaisin- tai muusta kytkennästä katkeaa oikea johto ja laite pysyy turvallisesti jännitteettömänä.

---

4. Usein kysytyt kysymykset

Kysymys: “Miksi kytkimen ’off’-asennossa johdoissa on silti jännitettä?”
Vastaus: Mahdollisesti kytkin katkaisee nollajohdon, jolloin valaisimen vaihe on edelleen syöttöjännitteessä. Lisäksi kapasiivinen kytkeytyminen voi saada digitaalimittarit näyttämään 50–150 V.

Kysymys: “Voiko pieni sähköisku olla hengenvaarallinen?”
Vastaus: Kyllä, virta kehon läpi ei koskaan ole täysin vaaraton, vaikka se olisikin “pieni”. Suurin riski on, jos keho luo reitin vaiheelta maahan. Vaikka “nipistykseltä” tuntuva kosketus yleensä kertoo pienestä virrasta, tilanteet vaihtelevat. Turvallisin toimintatapa on aina varmistaa jännitteettömyys asianmukaisella menetelmällä.

---

5. Yhteenveto

• Kytkimen pitäisi aina katkaista vaihejohdin, ei nollaa. Jos asennus on toteutettu väärin, tilanne altistaa sähköiskuille ja pitäisi korjata.
• Pieni “nipistävä” sähköisku voi johtua kapasiivisesta kytkeytymisestä tai kytkimen väärästä asennuksesta. Se saattaa tuntua vähäiseltä, mutta on aina varoitusmerkki.
• Älä luota vaihekynään jännitteettömyyden toteamiseksi – käytä luotettavaa kaksinapaista testeria tai kunnollista yleismittaria.
• Kiivetessäsi tikkaille kattolamppua irrottamaan, muista: paras keino varmistaa turvallisuus on sulakkeen tai automaattisulakkeen katkaiseminen, ja varmistus mittaamalla, että piiri on todella jännitteetön.

Näillä ohjeilla varmistat, ettei valaisimen asennus tai irrotus muutu sähköiskulla säikäyttäväksi kokemukseksi. Sähkötyössä turvallisuus on aina ykkösasia, joten on viisasta noudattaa mieluummin ylimitoitettuja varotoimia kuin katua yllättävän sormenpään kihelmöinnin jälkeen.

Vikavirtasuoja (RCD, Residual Current Device) on sähköasennusten oleellinen turvalaite, joka suojaa käyttäjää sähköiskulta havaitsemalla pienet maavuotovirrat. Se toimii usein henkilösuojana silloin, kun syystä tai toisesta virtapiiri vikaantuu niin, että sähköä karkaa maahan. Tässä artikkelissa kerron, miksi vikavirtasuojalle tehdään laukaisuaika- ja laukaisuvirtatestit, miten ne toteutetaan ja mitä standardit näistä testeistä sanovat.

---

Mikä on vikavirtasuoja ja miten se toimii?

Vikavirtasuojan toimintaperiaate

Vikavirtasuoja mittaa vaihe- ja nollajohdinten välistä virtaa. Normaalissa tilanteessa yhtä suuri virta kulkee vaiheesta kuormaan ja ”palaa” nollajohtoa pitkin – virtojen erotus on nolla. Jos osa virrasta karkaa maahan (esimerkiksi ihmisen kehon läpi maadoitukseen), vikavirtasuoja havaitsee pienenkin erotuksen ja katkaisee syötön nopeasti. Näin sähköiskun tai tulipalon riski pienenee olennaisesti.

Yleinen nimellisvikavirta kotitalouksissa on 30 mA, jolloin vikavirtasuoja laukeaa jo noin 15-30 mA maavuodolla. Standardeissa (mm. SFS 6000) on määrätty, miten nopeasti kyseisen laitteen tulee toimia – alle 300 ms nimellisvikavirran ylittyessä.

Mitä vikoja RCD havaitsee?

• Maavuodot (vaihe–maadoitus).
• Henkilön koskettaessa vaihejohdinta (osa virrasta kulkee kehon kautta maahan).
• Laiteviat, joissa jännitteellinen osa kytkeytyy laiterunkoon, ja runko on maadoitettu.

Mitä RCD ei havaitse?

• Vaihe–nolla -oikosulku, jossa ei synny vuotovirtaa maahan.
• Pienet valokaariviat (ellei maavuotoa synny).
• Ylikuormitus, jonka havaitsee johdonsuojakatkaisija.

RCD ei korvaa johdonsuojakatkaisijaa (MCB), vaan ne täydentävät toistensa tehtäviä.

---

Vikavirtasuojan testit

Sähköasennusstandardi SFS 6000 edellyttää, että käyttöönottotarkastuksessa varmistetaan vikavirtasuojan toimivuus. Käytännössä nämä testit voidaan suorittaa esimerkiksi monitoimimittarilla tai erillisellä RCD-testerillä. Kaksi keskeisintä testiä ovat:

1. Laukaisuaikatesti (Trip time test)
2. Laukaisuvirtatesti (Trip current test)

1. Laukaisuaikatesti

Miksi tätä tehdään?

Tarkoitus on mitata, kuinka nopeasti vikavirtasuoja katkaisee virran, kun asetettu nimellisvikavirta (esimerkiksi 30 mA) ylittyy. SFS 6000 mukaisesti kotitalouksissa käytettävissä RCD-laitteissa toiminta-aikavaatimus on alle 300 ms.

Miten testi suoritetaan?

1. Mittalaite kytketään pistorasiaan tai asennukseen siten, että se voi synnyttää maavuototilanteen.
2. Testeri asettaa valitun vikavirran (esim. 30 mA) ja mittaa ajan, jonka kuluessa vikavirtasuoja laukeaa.
3. Tyypillisesti mitataan yhdellä tai kahdella tasolla:
   • 1×In: Nimellisvikavirta (30 mA)
   • 5×In: Viisinkertainen vikavirta (150 mA) – testaa nopeampaa laukaisua.

Tulosten tulkinta

• Nimellisvikavirralla (1×In) – RCD:n on laukais­tava alle 300 ms.
• 5×In-testillä – usein alle 40 ms, monesti ~10–30 ms.
• Jos testiarvot ylittyvät, laite ei täytä vaatimuksia ja se on korjattava tai vaihdettava.

---

2. Laukaisuvirtatesti

Miksi tämä tehdään?

Laukaisuvirtatesti selvittää, millä todellisella vikavirralla RCD lopulta laukeaa.

Miten testi suoritetaan?

1. Mittari kasvattaa keinotekoista maavuotoa asteittain, kunnes RCD laukeaa.
2. Laite näyttää todellisen laukaisukynnyksen (esim. 23 mA, 29 mA tai 35 mA).
3. SFS 6000 viittaa myös IEC/EN-standardien (kuten IEC 61008-1) ohjearvoihin, joissa RCD:n on laukeettava viimeistään 30 mA * 1,5 = 45 mA tasolla, mutta ei pienemmällä kuin 0,5 * 30 mA (15 mA), jotta vältytään turhilta laukaisuilta.

Tulosten tulkinta

• Jos RCD laukeaa esim. 24–29 mA kohdalla, se on standardin mukaan ok.
• Jos laukeaminen tapahtuu vasta huomattavasti yli 30 mA, laite on kulunut tai viallinen.
• Jos laukeaa hyvin pienellä virralla (alle 15 mA), se voi aiheuttaa ”herkkiä” tai turhia laukaisuja.

---

Mitä testit varmistavat?

• Nopeuden: Että RCD ei odottele sekuntitolkulla, kun havaitsee maavuodon, vaan katkaisee virtapiirin ajoissa. Tämä on elintärkeää, jotta ihmisen läpi virtaava sähköisku ei kestä liian pitkään.
• Herkyyden: Että laite reagoi juuri siihen vuotovirtatasoon, johon se on nimellisarvona suunniteltu (esim. 30 mA). Näin vältetään liian ”löysä” tai liian ”herkkä” suoja.

Nämä mittaukset ovat olennaisia SFS 6000 -standardin määräysten täyttymiseksi ja yleisemminkin IEC/EN 61008 ja IEC/EN 61009 -standardien RCD-laitteiden tarkastamiseksi. Niiden avulla varmistetaan, että laite toimii kuin pitääkin – hätätilanteessa nopeasti, mutta normaalikäytössä ilman turhia laukaisuja.

---

Mistä vioista RCD suojaa – ja mitkä jäävät ulkopuolelle?

• Maavuoto (vaihe–maa)
  • RCD katkaisee virran, kun edes pieni virta kulkee maadoituksen kautta pois piiristä.
• Laiterungon jännitteisyys
  • Jos laiterunko kytkeytyy vahingossa vaiheeseen, RCD laukeaa suojaten käyttäjää.
• Osittain ihmisen kehon läpi kulkeva virta
  • Todella pieni virta (30 mA) riittää, minkä RCD havaitsee ja katkaisee sähköt.

Mutta RCD ei suojaa:

• Vaihe–nolla -oikosululta, jossa ei ole maavuotoa. Tämä on johdonsuojan tehtävä.
• Pieneltä valokaarelta (esim. johtimen tai liitoksen sisäinen sarjavalokaari), ellei siihen liity vuotovirtaa maahan.
• Ylikuormitukselta, jossa virta kasvaa mutta ei synny maavuotoa – tässä taas johdonsuoja on avainasemassa.

---

Yhteenveto

Vikavirtasuojan (RCD) tehtävä sähköasennuksissa on pelastaa ihmishenkiä estämällä sähköiskun vaarallisen pitkä kesto ja rajoittaa paloriskiä maavuototilanteissa. Käyttöönottotarkastuksessa (tai huoltotarkastuksissa) tehtävät laukaisuaika- ja laukaisuvirtatestit varmistavat, että suoja toimii tosipaikan tullen oikein:

1. Laukaisuaikatesti: Mittaa, kuinka nopeasti suoja reagoi vakiotason vikavirtaan.
2. Laukaisuvirtatesti: Selvittää, millä tarkalla vuotovirran tasolla RCD oikeasti laukeaa.

Tämä testaus on oleellinen osa standardin (esim. SFS 6000) mukaista varmistusta: laite on asennettu oikein, se on kunnossa ja toimii vaaditulla tavalla. Samalla se muistuttaa meitä siitä, että RCD yksin ei korvaa johdonsuojaa ja valokaarivikasuojia, vaan nämä suojauskeinot täydentävät toisiaan kattavan sähköturvallisuuden saavuttamiseksi.

Yksinkertaistettuna: RCD-testi huolehtii siitä, että laite on sekä oikeassa ”iskussa” vuotovirralle että tarpeeksi nopea reagoimaan. Muuten maailman paraskin turvalaite voisi jäädä vain nimenä keskuksen kylkeen. Ja kun puhutaan sähköturvallisuudesta – oli kyseessä sitten koti, mökki tai vaativa teollisuuskohde – tarkastus on aina halvin henkivakuutus.

Nykyinen sähköasennusstandardi SFS 6000 suosittaa valokaarivikasuojia (AFDD) tietyissä kohteissa, joissa paloriski on suurentunut.

Olen itse pitkään pohtinut, onko kyseessä ylimitoitettu lisäsuoja vai aidosti tarpeellinen turvavaruste – kunnes päädyin korjaamaan palon aiheuttamia tuhoja taloon, jossa pieneltä vaikuttava kaapelivaurio oli vähällä laajeta tuhoisaksi. Se kokemus muutti omaa suhtautumistani merkittävästi.

Tässä artikkelissa kerron, miksi valokaarivikasuoja on kehitetty, miten se toimii eri tavalla kuin tavalliset johdonsuojat ja vikavirtasuojat, millainen on sen hintahaitari sekä mihin tilanteisiin sitä erityisesti suosittelen.

---

Miksi valokaarivikasuoja on olemassa?

Sähköalalla on totuttu turvautumaan johdonsuojakatkaisijaan (MCB) ylikuorman ja oikosulkujen varalle sekä vikavirtasuojaan (RCD) suojaamaan ihmisiä maavuodoilta. Ne kattavat valtaosan sähkötapaturmista, mutta valokaariviat jäävät näiden suojien ulottumattomiin, koska:

1. Valokaari ei välttämättä aiheuta riittävän suurta virtaa laukaistakseen johdonsuojan.
2. Vikavirtasuoja ei toimi, ellei maahan kulje virtaa – valokaaren syntyessä esimerkiksi vaihe–nolla -piirissä tai kahden vaiheen välille, vuotoa maahan tai riittävän suurta virtaa ei välttämättä ole.

Valokaari saattaa kuitenkin kehittyä pienellä, mutta silti pistemäistä kuumuutta riittävästi aiheuttavalla virralla, joka hitaasti hiillostaa ympäristöään. Lopputuloksena voi olla sähköpalo – pahimmillaan täysin piilevä, kunnes liekit roihahtavat seinän tai lattian sisällä.

---

Oma kokemus: Naula kaapelissa ja salakavalasti kehittynyt palo

Tein jokin aika sitten korjaustöitä talossa, jossa oli syttynyt tulipalo vuosia vanhan naulavirheen takia. Listanaula oli lävistänyt sähkökaapelin remontin yhteydessä, mutta vika ei heti aiheuttanut oikosulkua. Talon lämpötilavaihteluissa ja rakenteiden liikkeissä naula liikahteli sen verran, että eriste johtimisssa oheni entisestään ja alkoi syntyä valokaari. Tämä valokaari kyti kaapelissa pitkään – silti johdonsuoja pysyi täysin hiljaa, koska virta ei noussut tarpeeksi suureksi.

Eräänä päivänä asukkaat havaitsivat savunhajua / savua ja toimivat onneksi ripeästi. Tuli saatiin sammutettua ajoissa, mutta vahingot olivat jo suuria: kattorakenteita purettiin palokunnan toimesta ja vesivahinkoja aiheutui myös sammutustöistä.

Sen seurauksena jouduttiin tekemään monenlaista pintaremonttia.

Ellei asukkaita olisi ollut kotona, vahingot olisivat luultavasti olleet paljon laajemmat.

Jäin pohtimaan, miten valokaarivikasuoja olisi todennäköisesti katkaissut piirin jo varhaisemmassa vaiheessa ja pysäyttänyt tuon vaarallisen kuumenemisen ennen varsinaista paloa.

---

Mitä valokaarivikasuoja (AFDD) tekee toisin?

Valokaarivikasuojan nerous piilee siinä, että se analysoi virran aaltomuotoja ja tunnistaa epänormaalit, valokaarelle ominaiset sykäykset. Käytännössä laite:

• Erottaa pienet, satunnaiset ”välähdykset” normaalista sähkönkäytön melusta.
• Sulkee virransyötön nopeasti, kun valokaarelle tyypillinen signaali toistuu riittävän monta kertaa (rinnakkaisvalokaari) tai se on riittävän voimakas (sarjavalokaari).
• Toimii yhdessä johdonsuojan ja vikavirtasuojan kanssa – ei korvaa niitä, vaan täydentää suojausstrategiaa.

Näin se katkaisee hitaan, pienen, mutta erittäin kuuman valokaari-ilmiön, joka muuten saattaisi jäädä täysin huomiotta.

---

Mitä tämä tarkoittaa omakotiasujalle?

1. Lisäkustannus
   • Yksi valokaarivikasuoja maksaa yleensä 100–300 euroa. Jos talossa suojataan vain jokin riskipiiri (esimerkiksi ulkona kulkevat johdot, lattialämmityskaapelit tai puurunkoiset seinärakenteet), kustannus voi olla muutama sata euroa.
   • Joissakin suurissa tai erityiskohteissa saatetaan käyttää AFDD-laitteita lähes kaikkiin piireihin, jolloin summat kasvavat.
2. Riskien arviointi
   • Paloriski on aina kohdekohtainen. Vanhemmat talot, puurunkoiset rakenteet, pitkät lattialämmityskaapelit tai piilevät asennusvirheet (kuten se naula kaapelissa) nostavat riskiä.
   • Ihan kaikkiin uusiin asennuksiin AFDD:ta ei ole pakko laittaa, mutta SFS 6000 -standardin mukaisesti niitä suositellaan erityisen herkillä alueilla.
3. Mielenrauhaa
   • Vuosia kestänyt piilevä vika kuulostaa dramaattiselta, mutta on yllättävän yleinen. Mekaaniset vauriot, huonot liitokset tai ajan (sekä hiiren) hammas voivat tuoda epävarmuutta sähköasennuksiin.
   • Jos haluat pelata varman päälle – etenkin kohteissa, joissa palo olisi katastrofaalista – valokaarivikasuoja tuo lisätason varmistuksen.

---

Kenelle AFDD erityisesti sopii?

• Puutalot ja hirsirakennukset: Puurakenteet syttyvät helpommin ja voivat palaa piilevästi rakenteiden sisällä.
• Vanhemmat asuinrakennukset: Johtimet ja liitokset saattavat olla osittain kuluneita tai niihin voi vuosien varrella olla tehty remontteja, joiden jäljiltä jää näkymättömiä vaurioita.
• Pitkät tai hankalasti valvottavat kaapeloinnit (lattialämmitykset, ulkotilat).
• Erityisarvokkaat kohteet tai sellaiset, joissa henkilöturvallisuus on keskeistä (hoitolaitokset, museot, vanhat puutaloalueet).

---

Yhteenveto – arvostukseni tätä suojalaitetta kohtaan on noussut, entä sinulla?

Aikaisemmin saatoin pitää valokaarivikasuojaa lähinnä kuriositeettina. Oma korjauskokemus naulan aiheuttamasta piilevästä valokaaresta muutti käsitykseni. Tuo tapaus osoitti, että valokaari kehittyy täysin huomaamatta, kunnes syttyy palo – ja tavalliset suojalaitteet eivät välttämättä reagoi mihinkään, koska virta ei ole ”oikeanlainen” oikosulku tai maavuoto.

Valokaarivikasuoja on selvästi kalliimpi laite kuin tavallinen johdonsuoja. Kustannus voi kuulostaa isolta, mutta kun vertaa sitä talon korjauslaskuun tulipalon jälkeen, hinta onkin varsin kohtuullinen. Kukaan ei halua olla tilanteessa, jossa palaa rakenteiden sisällä, ja havaintoa tehdään vasta, kun savunhaju kantautuu sisätiloihin.

Jos haluaa elää ilman ylimääräistä huolta piilevistä sähkövioista, tai on käytännössä nähnyt, miten helposti pieni virhe asennusvaiheessa voi aiheuttaa suuren palon, valokaarivikasuoja on erittäin harkinnan arvoinen. Se tuo aitoa turvaa niihin tilanteisiin, joissa vanhat konstit eivät enää riitä – ja jos yksikin suuri onnettomuus estyy, laite on maksanut itsensä takaisin moninkertaisesti.

Laite	Tarkoitus	Tavallinen laukaisu / toiminta	Suojaako valokaarivioilta?
Johdonsuojakatkaisija (MCB)	Suojata sähköjohtimia ylikuormitukselta ja oikosuluilta.	Laukeaa, kun virta nousee ylikuorman tai täyden oikosulun tasolle (esim. 5–10 x nimellisvirta).	Ei. Pieni valokaarivirta ei nosta virtaa tarpeeksi korkeaksi katkaisua varten.
Vikavirtasuoja (RCD)	Suojata ihmisiä sähköiskulta havaitsemalla maavuoto (alle 30 mA tyypillisesti).	Laukeaa, jos virtapiiristä karkaa maahan virtaa (vaihe–maadoitus). Toiminta-aika usein alle 30 ms.	Ei. Jos valokaari on vaihe–nolla-vika, ei synny vuotoa maahan, joten RCD ei havaitse sitä.
Valokaarivikasuoja (AFDD)	Havaita ja katkaista pienet, epäsäännölliset valokaaret, jotka voivat aiheuttaa tulipalon.	Tunnistaa valokaarelle tyypillisen virtasignaalin (sarja tai rinnakkais). Katkaisee syötön jopa pienillä virroilla.	Kyllä. AFDD on suunniteltu nimenomaan valokaari-ilmiön tunnistamiseen ja katkaisuun.

Viime aikoina olen syventynyt sähköasennusten käyttöönottomittauksiin ja erityisesti oikosulkuvirran merkitykseen. Aihe on herättänyt yllättävän paljon mielipiteitä – toiset pitävät sen mittaamista aina pakollisena, kun taas toiset sanovat, ettei sitä tarvita, jos piirissä on vikavirtasuoja. Pienen tutkimisen ja keskustelujen jälkeen hahmotin, että nämä mielipiteet kumpuavat siitä, mitä on tarkoitus suojata ja millä keinoin.

Kerron tässä blogitekstissä oikosulkuvirran mittauksesta, sen taustoista sekä siitä, miksi joskus ei tarvitse mitata – etenkin, kun käytössä on vikavirtasuoja. Lopuksi olen koonnut taulukon, joka selkiyttää eri suojalaitteiden tarkoitusta ja vaadittuja toiminta-aikoja.

---

Miksi oikosulkuvirtaa ylipäätään mitataan?

Jos sähköpiirissä tapahtuu oikosulku, pitäisi sähkövirran katketa nopeasti, jottei

1. henkilö altistu vaaralliselle jännitteelle liian pitkään
2. johdot ja muut laitteet ylikuumene ja aiheuta palovaaraa.

Standardit, kuten SFS 6000, määrittävät (hieman yksinkertaistaen), että johdonsuojan on katkaistava virta 0,4 sekunnissa, kun puhutaan maasulusta ilman vikavirtasuojaa. Tällöin oikosulkuvirran on oltava riittävän suuri, jotta johdonsuojakatkaisija tai sulake reagoi ajoissa.

Käytännössä:

• Suuri oikosulkuvirta → johdonsuoja laukeaa nopeasti.
• Liian pieni oikosulkuvirta → johdonsuoja saattaa laueta liian hitaasti.

Siksi oikosulkuvirta mitataan tai lasketaan: jotta tiedetään, täyttyvätkö toiminta-aikavaatimukset.

---

Entä jos piirissä on vikavirtasuoja?

Vikavirtasuoja (RCD) on laite, joka havaitsee pieniäkin virtavuotoja maahan – tavallisesti jo 30 mA tasolla – ja katkaisee virran muutamassa kymmenessä millisekunnissa. Tämä on merkittävästi nopeampi kuin se 0,4 sekuntia, jota johdonsuojan laukaisu edellyttää ilman vikavirtasuojausta.

Keskeinen ero:

• Johdonsuoja suojaa johtoja (ja epäsuorasti henkilöitä oikosulkutilanteessa).
• Vikavirtasuoja suojaa ihmisiä sähköiskulta (maavuototilanteessa).

Siksi standardi on antanut ymmärtää, että jos vikavirtasuoja on piirissä, oikosulkuvirtaa ei tarvitse pakosti mitata – henkilösuojaus on jo toteutettu nopeammalla ja pienempään virtaan reagoivalla laitteella. Tällöin johdonsuojalle ei enää ole asetettu yhtä tiukkaa (0,4 s) aikarajaa henkilösuojan näkökulmasta.

---

Mitä sitten johdon ylikuumenemiselle tapahtuu?

Moni pohtii: entä jos oikosulkuvirta on niin pieni, ettei se saa johdonsuojaa laukeamaan nopeasti – kuumeneeko johto? Onneksi pieni virta tarkoittaa samalla pientä tehoa, eikä johdin kuumene merkittävästi. Jos virta olisi suuri, katkaisija laukeaisi nopeammin. Lyhyesti:

• Suuri virta → nopea laukaisu (johdot eivät ehdi kuumeta vaarallisesti).
• Pieni virta → virta itsessään ei riitä johtojen tuhoisaan kuumenemiseen.

---

Taulukko: Suojalaitteiden tarkoitukset ja aikavaatimukset

Seuraava taulukko havainnollistaa, milloin puhutaan henkilösuojauksesta ja milloin johdonsuojauksesta sekä miten nopeasti niiden tulee toimia eri tilanteissa.

Miksi alle 0,4 s tai 300 ms?

• Ilman vikavirtasuojaa standardit edellyttävät, että maasulkutapauksessa (vaihe – suojamaa) virran on katkeuduttava nopeasti, jottei kosketusjännite pääse pysymään vaarallisella tasolla.
• Vikavirtasuojan tehtävänä on reagoida jo 30 mA vuodolla eli henkilösuojaa ennen kuin eletään enää kymmenystäkään sekuntia.

---

Mitä tämä tarkoittaa asennuksissa?

1. Jos piirissä ei ole vikavirtasuojaa
   • Mitataan (tai lasketaan) oikosulkuvirta, jotta tiedetään, laukeaako johdonsuoja alle 0,4 s.
   • Henkilösuojaus toteutuu perinteisesti siinä määrin, että maasulussa jännite nousee ja katkaisija laukeaa.
2. Jos piirissä on vikavirtasuoja
   • Standardi ei vaadi oikosulkuvirran mittaamista henkilösuojauksen varmistamiseksi, koska vikavirtasuoja laukeaa erittäin nopeasti.
   • Johdon ylikuumenemisen puolesta ei ole riskiä, jos oikosulkuvirta onkin matalampi – pienet virtamäärät eivät tuota massiivista lämpökuormaa, eivätkä ne pääse jatkumaan pidempään, jos maavuotoa esiintyy.

Useat asentajat mittaavat silti oikosulkuvirran, vaikka vikavirtasuoja olisi asennettuna, varmuuden ja dokumentoinnin vuoksi. Näin voidaan varmistaa, ettei verkossa ole muita piileviä ongelmia, kuten löysiä liitoksia.

---

Mitä opin itse tästä?

• Oikosulkuvirran mittaaminen ei ole pelkkä rituaali, vaan sillä on selkeä tarkoitus varmistaa, että johdonsuoja toimii nopeasti, kun henkilösuojaus on sen varassa.
• Vikavirtasuoja mullistaa tilanteen, koska se suojaakin henkilöä maasulkuja vastaan jopa alle 30 ms toiminta-ajalla, joten 0,4 s -raja ei enää henkilösuojan kannalta ole tärkeä.
• Johdonsuojan rooli on suojata kaapeleita ja laitteita – ja pienikin virta ylikuormitustilanteessa riittää ajan kanssa laukaisuun. Kestävyys varmistetaan johtimien mitoituksella.

Summa summarum:

• Mittaa oikosulkuvirta, jos piirissä ei ole vikavirtasuojaa. Näin varmistat, että johdonsuoja (sulake tai MCB) katkaisee syötön nopeasti vakavassa vikatilanteessa.
• Jos vikavirtasuoja on käytössä, se hoitaa jo erittäin nopean henkilösuojan, ja standardit sallivat, ettei oikosulkuvirtaa tarvitse aina erikseen mitata. Tämä ei silti estä mittaamasta oikosulkuvirtaa, jos se halutaan kirjata pöytäkirjoihin tai varmistaa muista syistä.

---

Yhteenveto – eri suojilla on eri rooli

Sähköasennusstandardeja lukiessa saattaa syntyä hämmentävä olo, kun kohdassa A vaaditaan tarkat toiminta-ajat johdonsuojille, ja kohdassa B todetaan, ettei oikosulkuvirtaa tarvitse mitata, jos piirissä on vikavirtasuoja. Tämä ristiriita ratkeaa, kun ymmärtää kahden suojalaitteen erilaiset tehtävät:

1. Johdonsuoja (MCB, sulake):
   • Suojaa kaapelointia ylikuormilta ja oikosuluilta.
   • Tietty nopeusvaatimus (< 0,4 s) henkilösuojauksen kannalta, jos ei ole vikavirtasuojaa.
   • Jos virta on pieni, johtimet eivät kuumene vaarallisesti, eikä johdonsuojan välitön laukaisu ole välttämättä tarpeen henkilön suojaamiseksi.
2. Vikavirtasuoja (RCD):
   • Suojaa ensisijaisesti ihmistä (ja joissain tapauksissa myös laitteita) maasulkuvirroilta.
   • Katkaisee virran niin nopeasti (yleensä < 50 ms), että pitkä toiminta-aika ei tule edes kyseeseen.

Näin ollen oikosulkuvirran kriittisyys liittyy ensisijaisesti siihen, saako johdonsuoja katkaistua virran riittävän nopeasti ihmistä suojatakseen. Kun vikavirtasuoja on olemassa, samaa nopeusvaatimusta ei tarvita. Johtojen ylikuumenemissuoja toteutuu sen sijaan kaapelimitotuksella ja johdonsuojan ylivirtakäyrällä, eikä nopea laukaisu ole yhtä pakollinen vaatimus.

Oma kokemukseni on, että keskustelu aiheesta avaa hienosti sähkötekniikan perusteita. Se auttaa muistamaan, ettei kaikki ole joko-tai, vaan standardeissakin piilee joustavuutta, joka perustuu erilaisiin turva-arkkitehtuureihin. Kuten joku kokeneempi kollega sanoi: ”Kaikki riippuu siitä, mikä laite suojaa ja ketä.”

Toivottavasti tästä blogikirjoituksesta on apua niille, jotka miettivät, pitääkö oikosulkuvirta aina mitata ja miksi joskus standardi sallii sen jättämisen pois. Tärkeintä on muistaa, mikä suojalaite takaa henkilön turvallisuuden ja mikä sen toiminta-aika on. Kun nämä asiat ovat selvillä, mittauspäätökset ovatkin jo paljon helpompia.