Maadoitus

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tämä artikkeli käsittelee maadoitusta sähköteknisenä terminä. Maadoittumisesta ihmisen maayhteyden ylläpitämiseen ja meditaatioon liittyvänä käsitteenä on eri artikkeli.
Maahan johtavaan tankoon liitetty maadoitusjohto.
Maadoitusjohtimen väriksi on sovittu kelta-vihreä.

Maadoitus eli maatto on sähkölaitteen tietyn osan (yleensä kuoren) tai muun esineen liittäminen maahan johtimella. Tällöin laitteen ja johtimen potentiaalit ovat yhtä suuret maan sähkökentän potentiaalin kanssa. Suojamaadoitus on osa sähkölaitteiden vikasuojausmenetelmää, joka perustuu syötön automaattiseen poiskytkentään. Sähkölaitteiden suojamaadoituksen tarkoituksena on rajoittaa vikatapauksissa, esim. ukkosen aiheuttamat ylijännitteet, ilmeneviä kosketus- ja askeljännitteitä.[1] Myös kiinteistön metalliset vesi- ja ilmastointiputket on turvallisuussyistä yhdistetty rakennuksen PE-kiskoon ja sitä kautta maahan. Tätä kutsutaan pääpotentiaalin tasaukseksi. Maadoituksilla ja potentiaalintasauksilla voidaan myös parantaa häiriösuojausta.

Sähkölaitteen suojamaadoitus toteutetaan yleensä yhdistämällä laitteen kuori maahan pistorasiassa olevalla suojajohtimella, joka on sähköverkon kautta yhdistetty maahan. Laitteen vioittuminen voi johtaa jännitteen kytkeytymiseen laitteen runkoon, ja jos runko on maadoitettu, syntynyt vikavirta kytkeytyy suojajohtimen kautta maahan ja polttaa johdonsuojasulakkeen – tai jos piiriin on liitetty vikavirtakytkin se laukeaa ja katkaisee virran. Maadoittamattoman rungon potentiaalin kasvaessa sähkövirta voi purkautua esimerkiksi siihen koskevan ihmisen kautta maahan. Myös mikäli maadoituspiiri ei ole ehjä, vikatilanteessa sähköisku on todennäköinen.

Maadoitukseen liittyvät käsitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Suojamaadoitusjohdin[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Suojajohtimia käytetään jännitteelle alttiden osien suojamaadoittamiseen. Normaalikäytössä johdin on jännitteetön, mutta se voi tulla jännitteiseksi eristysvian seurauksena. Johdin on myös virraton normaalikäytössä, mutta siinä voi kulkea sähkölaitteiden aiheuttamia pieniä vuotovirtoja. Vikatilanteessa johtimessa voi kulkea suuriakin virtoja.[2] Suojajohdin on voitava selkeästi tunnistaa muista johtimista, joten sen täytyy olla väriltään kelta-vihreä koko pituudeltaan. Tätä väriyhdistelmää ei saa käyttää mihinkään muuhun tarkoitukseen.[3]

Maadoitusjohdin[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maadoitusjohdin muodostaa asennuksen, järjestelmän tai laitteen osan ja maan välille johtavan yhteyden tai osan siitä. Rakennusten sähköasennuksissa maadoituskisko tai –liitin kytketään maadoituselektrodiin maadoitusjohdon avulla. Maadoitusjohdin kulkee usein ainakin osittain maan sisällä, jolloin se on osa maadoituselektrodia ja sille on annettu mekaanista lujuutta ja korroosiosuojausta koskevat vaatimukset. Normaalitilanteessa maadoitusjohtimessa ei kulje virtaa ja vikatilanteessakin johtimessa kulkevat virrat ovat hyvin pieniä. Mitoituksessa virtakestoisuutta tärkeämpi kriteeri on johtimen mekaaninen kestoisuus ja korroosiokestoisuus. Joissakin erikoistapauksissa, esim. keskijänniteverkon kaksoismaasulkutilanteet, myös virtakestoisuudella on merkitystä.[4] Maadoitusjohtimelle ei ole määrätty tunnusväriä.[5]

Päämaadoituskisko, päämaadoitusliitin[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Päämaadoituskisko tai –liitin on osa maadoitusjärjestelmää johon voidaan liittää maadoittamista varten useita johtimia. Päämaadoituskisko toimii maadoitusten ja potentiaalintasausten koontipisteenä. Jokainen kiskoon liitettävä johdin pitää voida irrottaa yksitellen. Kiskoa voidaan laajentaa koko rakennuksen kattavaksi, jolloin puhutaan maadoituksen liitäntäkiskosta. Näin tietoliikennelaitteiden maadoitusten liittäminen päämaadoituskiskoon on mahdollista lyhyellä yhdistysjohdolla. Päämaadoituskisko voidaan korvata maadoitusliittimellä monissa uusissa rakennuksissa, sillä niissä on hyvin vähän johtavia osia. Kisko asennetaan yleensä rakennuksen suurimman keskuksen lähelle, jotta kiskoon on helppo päästä käsiksi.[6]

Maadoituselektrodi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maadoituselektrodi on johtava osa, joka on sähköisessä yhteydessä maahan. Elektrodi voi olla upotettu johtavaan väliaineeseen kuten betoniin. Elektrodin materiaalin ja rakenteen tulee olla sähköisesti ja mekaanisesti riittävästi mitoitettu ja korroosiokestävä. Normaalitilanteessa maadoituselektrodissa ei kulje virtaa. Elektrodin muodolla ja laajuudella on vaikutusta siihen, millainen potentiaalintasausvaikutus sillä on ja millainen maadoitusresistanssin arvo on. Maaperän johtavuudella on suuri vaikutus siihen, millainen maadoitusresistanssin arvo on saavutettavissa. Hyvä potentiaalintasausvaikutus on tärkeää rakennuksen sähkölaitteiston kannalta.[7]

Potentiaalintasaus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Potentiaalintasaus tarkoittaa johtavien osien välistä sähköistä liitäntää, jonka tarkoituksena on saavuttaa tasapotentiaali.[8] Johtavia osia ovat sellaiset sähkölaitteiden rungot tai muut osat, jotka tulevat jännitteiseksi peruseristyksen pettäessä. Muita johtavia osia ovat sähköasennukseen kuulumattomat osat, putket, kanavat ja rakennuksen runkorakenteet, joissa voi olla maan potentiaali, joka poikkeaa maadoitusjärjestelmän potentiaalista. Osat liitetään potentiaalintasausjärjestelmään suojajohtimilla keskuksen suojakiskon kautta. Suojamaadoitus ja potentiaalintasaus tulee erottaa toisistaan, esim. metallisia vesijohtoputkia ei tule suojamaadoittaa, vaan liittää potentiaalintasaukseen. Sen sijaan jos metallisessa asennusputkessa on peruseristettyjä johtimia sisällä, täytyy se suojamaadoittaa.[9]

Potentiaalintasaus voidaan jakaa toiminnalliseen potentiaalintasaukseen ja suojaavaan potentiaalintasaukseen, joka voidaan jakaa pääpotentiaalintasaukseen ja lisäpotentiaalintasaukseen.[10] Pääpotentiaalintasaus on tehtävä jokaisessa rakennuksessa. Sen tarkoituksena on ehkäistä vaarallisten jännite-erojen ilmenemistä samanaikaisesti kosketeltavien osien välillä.[11] Lisäpotentiaalintasausta käytetään erikoistiloissa, joissa halutaan parantaa turvallisuutta, kuten lääkintätiloissa ja ahtaissa johtavissa tiloissa.[12] Lisäpotentiaalintasaukseen täytyy yhdistää kaikki samanaikaisesti kosketeltavat sähkölaitteiden jännitteelle alttiit osat ja muut johtavat osat.[13] Toiminnallinen potentiaalintasaus on kyseessä kun potentiaalintasaus on tehty jonkin muun syyn takia kuin turvallisuus, esim. häiriönsuojaus.[14] 

Suojamaadoitus ja toiminnallinen maadoitus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Suojamaadoitus tehdään järjestelmän tai laitteen turvallisuuden takia, esim. sähköiskulta suojaamista varten. Suojamaadoitus voi olla erillinen tai se voi olla yhdistetty toiminnalliseen maadoitukseen. Suomessa käytetään TN-järjestelmää, jossa suojamaadoitus yhdistetään järjestelmän maadoitukseen.[15]

Toiminnallinen maadoitus tehdään muun syyn kuin turvallisuuden takia, yleensä häiriönsuojaus. Häiriönsuojaukseen liittyvissä maadoituksissa tulee käyttää kohdekohtaista harkintaa, kun taas sähköiskulta suojaamiseen on tarkat vaatimukset.[16]

PEN-johdin[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

PEN-johdin toimii samanaikaisesti suojamaadoitus- että nollajohtimena. Se tulee mitoittaa sekä suojamaadoitusjohtimen että nollajohtimen mitoitussääntöjen mukaan. Normaalitilanteessa PEN-johtimessa kulkee myös kuormituksen paluuvirta. PEN-johtimien on oltava kelta-vihreäraitaisia koko pituudeltaan ja johtimen päät on merkittävä sinisellä lisämerkinnällä.[17]

Maadoitusjärjestelmien toteutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Säteittäinen maadoitus on yleisimmin käytetty. Maadoitus toteutetaan PE-johtimen kautta niin, ettei järjestelmään synny induktiivisesti kytkeytyviä häiriöitä aiheuttavia silmukoita. Käytännössä silmukoita on vaikea välttää ja niitä saattaa tulla järjestelmään, jos myöhemmin tarvitsee tehdä uusia asennustöitä. Näin ollen järjestelmät ovatkin yleensä sekajärjestelmiä, jotka ovat periaatteeltaan säteittäisiä, mutta silmukoita esiintyy paikoitellen.

Verkkomaisessa maadoituksessa rakennetaan tiheä maadoitusverkko, jonka eri pisteisiin yhdistetään maadoitettavat laitteet. Ideana on, että eri laitteiden välinen maadoitusimpedanssi olisi mahdollisimaan pieni. Tiheällä verkkorakenteella voidaan vähentää verkon silmukoihin indusoituvia häiriöitä. Verkkomaista maadoitusta käytetään suurtaajuuksisissa järjestelmissä, kuten radioasemilla.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Sähkö- ja teleurakoitsijaliitto STUL: Maadoituskirja. Espoo: Sähkö- ja teleurakoitsijaliitto STUL, 2007. Suomi
  2. Sähkö- ja teleurakoitsijaliitto STUL: D1-2009 Käsikirja rakennusten sähköasennuksista. Espoo: Sähkö- ja teleurakoitsijaliitto STUL, 2009. Suomi
Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Maadoitus.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. D1-2009, Maadoitusten perusteet ja määritelmät, s.270
  2. D1-2009, Suoja(maadoitus)johdin, s.270
  3. D1-2009, Suojajohtimet, s.280
  4. D1-2009, Maadoitusjohdin, s.272
  5. D1-2009, Toiminnallinen maadoitusjohdin, s.281
  6. D1-2009, Päämaadoituskisko, päämaadoitusliitin, s.273
  7. D1-2009, Maadoituselektrodi, s.274
  8. D1-2009, Potentiaalintasaus, s.275
  9. D1-2009, Potentiaalintasaus, s.286
  10. D1-2009, Potentiaalintasaus, s.286
  11. D1-2009, Pääpotentiaalintasaus, s.287
  12. D1-2009, Potentiaalintasaus, s.275
  13. D1-2009, Lisäpotentiaalintasaus, s.290
  14. D1-2009, Toiminnallinen potentiaalintasaus, s.278
  15. D1-2009, Suojamaadoitus, s.277
  16. D1-2009, Toiminnallinen maadoitus, s.278
  17. D1-2009, PEN-johdin, s.279