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
- henkilö altistu vaaralliselle jännitteelle liian pitkään
- 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?
- 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.
- 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:
- 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.
- 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.
Vastaa