Opas: Diesel-generaattorin TN-S-järjestelmä ilman vikavirtasuojaa

Kun diesel-generaattori on kytketty TN-S-järjestelmään ja käytössä on vain ylivirtasuojat (circuit breaker), on tärkeää ymmärtää TN-S-järjestelmän periaatteet ja varmistaa turvallinen käyttö. Tässä oppaassa selitetään, mitä tämä tarkoittaa ja mitä pitää ottaa huomioon, erityisesti kuparista valmistetun maadoitussauvan käytön näkökulmasta.

1. TN-S-järjestelmän periaate

TN-S-järjestelmässä neutraali (N) ja maadoitus (PE) johdot ovat toisistaan erilliset koko järjestelmässä. Vaihejohdot (L1, L2, L3) tuottavat vaihtovirtaa generaattorista kuormalle. Ylivirtasuojat suojaavat ylikuormituksilta ja oikosuluilta.

2. Kuparimaadoitussauvan käyttö

Miksi täyskuparinen maadoitussauva on tärkeä:

Kuparimaadoitussauva varmistaa, että generaattorin metallikuori on tukevasti maissa ja suojaa näin vikatilanteissa. Kupari on erinomainen sähkönjohdin ja korroosionkestävä, mikä tekee siitä pitkäikäisen ja tehokkaan maadoituselektrodin. Se tarjoaa matalan impedanssin polun oikosulkuvirroille ja mahdollisille vuotovirroille, suojaten käyttäjiä sähköiskuilta ja estäen ylijännitteitä. Kuparimaadoitussauva mahdollistaa generaattorin turvallisen toiminnan myös tilanteissa, joissa maasulku tapahtuu kuorman tai johdotuksen alueella.

Vaatimukset kuparimaadoitussauvalle:

1. Materiaali: Sauva on valmistettu kokonaan kuparista. Kuparin luonnollinen johtavuus ja kestävyys tekevät siitä luotettavan maadoituselektrodin.
2. Sijainti: Asennetaan generaattorin lähelle. Jos maaperän johtavuus on huono (kuiva hiekka tai kallio), voidaan käyttää useita täyskuparisia maadoitussauvoja, jotka yhdistetään rinnakkain kuparikaapelilla.
3.Upotus: Kuparimaadoitussauva upotetaan maaperään vähintään 1,5–3 metrin syvyyteen, jotta saavutetaan hyvä sähköinen yhteys maahan.

3. Ilman vikavirtasuojaa toimiminen

Kun vikavirtasuojaa ei ole käytössä, järjestelmässä luotetaan:
1. Ylivirtasuojiin (circuit breakers): Suojaavat ylikuormituksilta ja oikosuluilta.
2. Maadoitukseen (kuparimaadoitussauva)
3. Maadoitusjohdon jatkuvuuteen: Maadoitus (PE) pitää yhdistää kuorman metallisiin runkoihin ja muihin johtaviin osiin.

4. Huomioon otettavat asiat

1. Maadoituksen tarkastus: Varmista, että kuparimaadoitussauva on kunnolla asennettu, ja sen resistanssi on mitattu asennuksen jälkeen. Lisää tarvittaessa useampia kuparisauvoja sarjaan tai käytä vaakasuoraa kuparikaapelia parantamaan maadoituksen tehokkuutta.
2. Maadoituksen jatkuvuus: TN-S-järjestelmässä maadoitusjohtimen (PE) on oltava erillinen neutraalista johtimesta (N) koko järjestelmän alueella.
3. Generaattorin koko ja soveltuvuus: Varmista, että generaattorin koko ja ylikuormituskestoisuus vastaavat kuormituksen vaatimuksia.
4. Säännölliset tarkistukset: Maadoituksen resistanssi on mitattava säännöllisesti, erityisesti ympäristöissä, joissa maaperän kosteustaso vaihtelee merkittävästi.

5. Käytön riskit ilman vikavirtasuojaa

Maasulut voivat jäädä havaitsematta, jos oikosulkuvirta on liian pieni laukaistakseen ylivirtasuojan. Riittämätön maadoitus (korkea resistanssi) voi vaarantaa järjestelmän turvallisuuden.

6. Suosituksia turvallisuuden lisäämiseksi

1. Asenna maasulkuilmaisin (earth fault relay): Valvoo mahdollista maasulkua ja voi antaa hälytyksen.
2. Käytä laadukkaita täyskuparisia maadoitussauvoja: Investoi täyskuparisiin sauvoihin, jotka ovat kestäviä ja täyttävät paikalliset sähköstandardit.
3. Paranna maadoitusresistanssia: Huonossa maaperässä käytä useampia kuparisauvoja tai vaakasuoraa kupariverkkoa.