Miksi ylijännitesuojien toimintakunnon varmistaminen on kriittistä?
Nykyaikainen sähköinfrastruktuuri on jatkuvasti alttiina erilaisille ylijännitteille, jotka voivat aiheuttaa merkittäviä vahinkoja niin laitteistolle kuin koko järjestelmälle. Ylijännitesuojat (SPD-laitteet) ovat ensisijainen puolustuslinja näitä riskejä vastaan, mutta niiden tehon heikkeneminen ajan myötä muodostaa merkittävän turvallisuusriskin. Teollisuuslaitoksissa ja kiinteistöissä toimivien ylijännitesuojien kunnon säännöllinen tarkastaminen ja erityisesti vuotovirran mittaus on kriittinen osa sähköjärjestelmien turvallisuuden ylläpitoa.
Ylijännitesuojien tehokkuus heikkenee luonnollisesti ajan myötä, mikä johtuu useista tekijöistä kuten toistuvista ylijänniteiskuista, ympäristöolosuhteista ja materiaalien vanhenemisesta. Tutkimusten mukaan jopa 40% asennetuista suojalaitteista ei toimi optimaalisesti yli viiden vuoden käytön jälkeen. Vastaavasti tilastot osoittavat, että noin 30% sähköjärjestelmien paloista ja laitevaurioista olisi estettävissä toimivilla ylijännitesuojilla.
Euroopan vakuutusyhtiöiden tilastojen mukaan ylijännitevahinkojen keskimääräinen kustannus teollisuudessa on noin 35 000 euroa tapausta kohden, puhumattakaan tuotantokatkoksista aiheutuvista välillisistä kustannuksista. Toimintakunnoltaan heikentyneet suojalaitteet eivät ainoastaan kasvata laiterikkoutumisen riskiä – ne voivat pahimmillaan aiheuttaa tulipalon ja henkilövahinkoja. Vuotovirran mittaus on tehokkain tapa tunnistaa ajoissa nämä potentiaaliset riskikohteet.
Vuotovirran mittaus – mikä se on ja miten se toimii?
Vuotovirran mittaus on ylijännitesuojien toimintakunnon varmistamisen kulmakivi. Käytännössä se tarkoittaa suojalaitteen läpi kulkevan virran mittaamista normaalitilassa, kun laite ei ole aktiivisesti torjumassa ylijännitettä. Toimintakunnossa oleva suojalaite päästää lävitseen vain hyvin pienen vuotovirran, mutta komponentin heikentyessä tämä virta kasvaa, mikä on varhainen varoitusmerkki tulevasta vikaantumisesta.
Mittaus suoritetaan erityisillä vuotovirran mittareilla, jotka kykenevät havaitsemaan jopa mikroampeerien suuruisia virtoja. Nykyaikaiset mittalaitteet ovat usein digitaalisia ja tallentavat tulokset suoraan järjestelmään vertailua varten. Mittausmenetelmiä on useita, joista yleisimpiä ovat suora mittaus ja differentiaalimittaus. Suorassa mittauksessa virta mitataan sarjaan kytkettynä suojalaitteen kanssa, kun taas differentiaalimittaus vertaa tulevia ja lähteviä virtoja mahdollisen vuodon havaitsemiseksi.
Standardit kuten SFS-EN 62305-3 ja SFS 6000-5-53 määrittelevät ylijännitesuojille hyväksyttävät vuotovirta-arvot, jotka vaihtelevat suojatyypin mukaan. Tyypillisesti tyypin 1 ylijännitesuojille (ukkossuojat) raja-arvo on korkeintaan 1 mA, kun taas herkemmille tyypin 3 suojille raja voi olla vain 0,25 mA. On tärkeää ymmärtää, että vuotovirtamittaus ei ole sama asia kuin vikavirtamittaus – vuotovirta on normaali, mutta tarkasti seurattava ilmiö jokaisessa SPD-laitteessa.
Kuinka usein ylijännitesuojien kunto tulisi tarkistaa?
Ylijännitesuojien tarkastusväli riippuu merkittävästi toimintaympäristöstä ja sähköverkon kuormituksesta. SFS-käsikirja 609 suosittelee vähintään vuosittaista tarkastusta kriittisissä kohteissa, kuten sairaaloissa ja teollisuuslaitoksissa. Tavallisissa kaupallisissa kiinteistöissä 12-18 kuukauden tarkastusväli on yleensä riittävä, kun taas asuinkiinteistöissä voidaan suositella 2-3 vuoden tarkastusväliä osana sähköjärjestelmän määräaikaistarkastuksia.
On kuitenkin tilanteita, jolloin tiheämpi tarkastusväli on perusteltua. Suur- ja keskijänniteverkkojen läheisyydessä sijaitsevat kohteet, alueet joilla esiintyy runsaasti ukkosia, tai teollisuusympäristöt joissa sähköverkon kuormitus vaihtelee suuresti päivittäin, hyötyvät 6-12 kuukauden tarkastusvälistä. Erityisesti prosessiteollisuudessa, jossa ylijännitesuojien vikaantuminen voi aiheuttaa merkittäviä tuotantokatkoksia, suosittelemme puolivuosittaisia tarkastuksia.
Tarkastusaikataulun laatiminen kannattaa toteuttaa yhteistyössä sähköalan ammattilaisen kanssa, joka huomioi kohteen erityispiirteet ja riskitekijät. Aikatauluun tulee sisällyttää sekä silmämääräinen tarkastus että vuotovirtamittaukset. Myös salamaniskujen tai merkittävien sähköhäiriöiden jälkeen on syytä tarkistaa ylijännitesuojien kunto, vaikka säännöllinen tarkastusajankohta ei olisikaan vielä käsillä. Ennakoiva huolto ja säännölliset tarkastukset ovat aina edullisempia kuin laiterikkojen korjaus.
Yleisimmät ongelmat joita vuotovirran mittaus paljastaa
Vuotovirran mittauksella voidaan havaita useita ylijännitesuojien toimintakykyä heikentäviä ongelmia ennen kuin ne aiheuttavat vakavampia seurauksia. Ikääntymisen aiheuttama heikentyminen on yleisin ongelma, joka näkyy asteittain kasvavana vuotovirtana. Tämä johtuu tyypillisesti varistorien ja muiden komponenttien luonnollisesta kulumisesta, mikä heikentää suojan reagointikykyä ja saattaa lopulta johtaa tilanteeseen, jossa suoja ei enää rajoita ylijännitteitä riittävästi.
Ylikuormituksen merkit voidaan havaita epätyypillisen korkeina vuotovirta-arvoina. Tämä viittaa usein siihen, että suojalaite on joutunut toistuvasti torjumaan ylijännitteitä, mikä on kuluttanut sen kapasiteettia. Jos mittauksessa havaitaan äkillinen nousu vuotovirta-arvoissa, on mahdollista että laite on kokenut voimakkaan ylijännitepiikin, joka on vaurioittanut suojaa pysyvästi.
Oikosulkuriski paljastuu usein vuotovirran merkittävänä kasvuna yhdessä muiden sähköisten poikkeamien kanssa. Tämä on erityisen vaarallinen ongelma, sillä se voi johtaa tulipaloon tai täydelliseen sähkökatkokseen. Asennusvirheet, kuten väärin mitoitetut johdot tai virheelliset kytkennät, näkyvät epätasaisina vuotovirta-arvoina eri vaiheiden välillä. Erityisen tärkeää on tarkistaa myös maadoituksen kunto, sillä huono maadoitus voi mitätöidä ylijännitesuojan toiminnan kokonaan.
Yhteensopivuusongelmat ilmenevät, kun suojalaite ei sovellu käyttöympäristön vaatimuksiin tai kun se on asennettu järjestelmään, jonka ominaisuudet ovat muuttuneet ajan myötä. Mittaukset paljastavat tällöin epätyypillisiä vuotovirta-arvoja tai jatkuvia suojan laukeamisia. Yhteensopivuusongelmien korjaamatta jättäminen johtaa usein SPD-laitteiden ennenaikaiseen kulumiseen ja sähköjärjestelmien turvallisuuden heikkenemiseen.
Vuotovirran mittauksen toteuttaminen käytännössä
Vuotovirran mittauksen oikeaoppinen suorittaminen edellyttää sekä asianmukaisia työkaluja että oikeaa menettelytapaa. Tarvitset vähintään kalibroitua vuotovirtamittaria (esim. pihtimittari mikroampeerien mittaamiseen), henkilökohtaiset suojavarusteet sekä dokumentointityökalut. Aloita aina varmistamalla, että työskentely on turvallista – vaikka mittausta voidaan usein tehdä laitteiston ollessa jännitteellinen, on silti huolehdittava asianmukaisista turvallisuustoimenpiteistä.
Mittauksen vaiheet:
2. Varmista, että mittari on kalibroitu ja aseta se oikealle mittausalueelle
4. Mittaa vuotovirta kytkemällä mittari sarjaan suojan kanssa tai käyttämällä pihtimittaria
6. Dokumentoi mittaustulokset ja vertaa niitä valmistajan suosituksiin tai aiempiin mittauksiin
7. Analysoi tulokset ja määritä tarvittavat toimenpiteet
Mittaustuloksiin vaikuttavia virhelähteitä voivat olla esimerkiksi mittarin epätarkkuus, ympäristön lämpötila ja mittausajankohdan kuormitustilanne. Luotettavien tulosten takaamiseksi on suositeltavaa suorittaa mittaukset aina samalla tavalla ja samankaltaisissa olosuhteissa. Jos vuotovirta-arvot ylittävät valmistajan määrittelemät raja-arvot tai ovat kasvaneet merkittävästi edellisestä mittauksesta, on suojalaite syytä vaihtaa. Muista, että mittaustulosten dokumentointi on yhtä tärkeää kuin itse mittaus – vain näin voidaan seurata suojalaitteiden kunnon kehittymistä ajan myötä.
Ammattilaisen apu ylijännitesuojien kunnossapidossa
Vaikka yksinkertaisia tarkastuksia voi tehdä omatoimisesti, ylijännitesuojien ammattimainen kunnossapito on usein perusteltua jättää asiantuntijan hoidettavaksi. Erityisesti vuotovirran mittauksissa tarvitaan tarkkoja laitteita ja erikoisosaamista tulosten tulkinnassa. Monimutkaisissa teollisuuskohteissa tai järjestelmissä, joissa sähkönlaatu on kriittistä, ammattilaisen suorittama kokonaisvaltainen kartoitus tarjoaa merkittävää lisäarvoa.
Me Multirelillä olemme erikoistuneet sähköjärjestelmien suojaukseen ja kunnossapitoon. Tarjoamme kattavia palveluita ylijännitesuojien tarkastuksiin, huoltoihin ja uusimisiin. Palveluihimme kuuluu vuotovirran mittausten lisäksi koko sähköverkon analyysi, jotta voimme varmistaa suojauksen optimaalisen toiminnan kaikissa tilanteissa.
Haluatko sinäkin varmistaa sähköjärjestelmäsi luotettavan toiminnan ja turvallisuuden? Ota yhteyttä asiantuntijoihimme, niin kartoitamme ylijännitesuojauksenne nykytilan ja kehitystarpeet – yhdessä voimme varmistaa laitteistonne toimintavarmuuden kaikissa olosuhteissa.
Tämä artikkeli on luotu tekoälyavusteisesti ja siinä voi siitä syystä ilmetä epätarkkuuksia.