Sähköasennuksen käyttöönottotarkastus

Sähköasennuksen käyttöönottotarkastus on sähköurakoitsijan ja sähköasentajan työn aikaista oman työnsä tarkastamista. Toisaalta viimeisteltäessä asennusta tai sen osaa sähköasentaja varmistaa asennuksen täyttävän sähköturvallisuuslain (1135/2016) 31 § mukaiset olennaiset turvallisuusvaatimukset. Sähköturvallisuuslain 44 § edellyttää, että laitteistolle tehdään käyttöönottotarkastus ennen sen ottamista käyttöön. Ensimmäisenä käyttöönottotarkastuksessa suoritetaan aistinvarainen tarkastus.

Sähköasennusten käyttöönottotarkastuksen osa-alueita tehdään kaikissa sähköasennuksen vaiheissa.

Sähköasennuksen varmennustarkastus

Lisäksi tietyille uusille laitteistoille on teetettävä kolmannen osapuolen varmennustarkastus sähköturvallisuuslain 45 § mukaisesti. Luokittelemattomille sähkölaitteistoille ei varmennustarkastusta edellytetä. Näitä ovat kesämökit, 1–2 asunnon asuinrakennukset ja muut tavanomaiset rakennukset, joiden sähkölaitteiston pääsulake on enintään 35 A. Varmennustarkastus tehdään paritaloa suuremmille asuinrakennuksille (sähkölaitteistoluokka 1a), pääsulakkeiltaan yli 35 A:n muille sähkölaitteistoille (sähkölaitteistoluokka 1b), käytönjohtajakohteille (sähkölaitteistoluokat 2c ja 2d) sekä sähkönjakeluverkoille (sähkölaitteistoluokka 3c). Lisäksi on tarkastutettava etukäteen kaikki muutostyöt ilman sulakerajaa, mikäli ne koskevat leikkaussalin tai räjähdysvaarallisen tilan sähkölaitteistoa. Varmennustarkastuksen saavat tehdä sähköturvallisuuslain 46 §:n mukaisesti 75 §:n mukaiset valtuutetut tarkastajat ja valtuutetut laitokset.

Aistinvarainen tarkastus

Aistinvarainen tarkastuksen tekee sähköasentaja tavallisesti osana normaalia sähköasennusta ja oman työnsä kontrollointia. Siinä varmennetaan aistinvaraisesti, että työ tehdään noudattaen hyviä ja hyväksyttyjä asennustapoja. Osa asennuksesta jää piiloon, jolloin tämän piiloon jäävän asennuksen osalta on välttämätöntä tarkastaa työ sitä suoritettaessa. Joissakin sähköasennusyrityksissä on tapana, että käyttöönottotarkastuksen tekee joku muu kuin asennuksen suorittaja. Silloin tarkastetaan aistinvaraisesti eli käytännössä katselemalla, että kaikki sähkökalusteet, johtimet, rasioiden suojakannet ja muut asennukseen kuuluvat osat on asiallisesti asetettu paikoilleen. Kun asennus on todettu tai jälkikäteen asennusta katselemalla kelvolliseksi, siirrytään käyttöönottomittauksiin.

Käyttöönottomittaukset

Käyttöönottomittaukset tehdään kahdessa vaiheessa ja niitä on yhteensä viisi erilaista mittausta. Mittaukset on tehtävä SFS-EN 61557 mukaisella testilaitteella (asennustesterillä).

Ensin jännitteettömät käyttöönottomittaukset:

• Eristysresistanssin mittaus.
• Suojajohtimen jatkuvuusmittaus

Jatkuvuustestiä käytetään tarkistamaan yhteyksien eheydet tekemällä korkean erottelutarkkuuden resistanssimittaus johtimille ja liitoksille. Tämä on erityisen tärkeää suojausmaadoituksen yhteyksien tarkistamisessa.

Käytännössä kannattaa suorittaa ensin eristysresistanssimittaus, koska suojajohdin (PE) saattaa olla yhdessä nollan (N) tai jonkin vaiheen kanssa ja eristysresistanssimittaus paljastaa ko. vian. Jos suoritettaisiin jatkuvuusmittaus ja suojajohdin olisikin yhdessä johonkin muuhun, ei voitaisi varmistaa onko mitattu piste todella suojajohdin.

Kun molemmat jännitteettömät käyttöönottomittaukset on suoritettu hyväksytysti ja hyväksytyin arvoin, voidaan jatkaa jännitteellisiin mittauksiin.

• Vikapiirin impedanssin mittaaminen laukaisuehtojen totetumiseksi (pakollinen mittaus)

Vikapiirin impedanssi mitataan vaiheen (L) ja suojamaadoituksen (PE) väliltä. Mittalaite ilmoittaa pienimmän odotettavissa olevan vikavirran, jonka pitää olla riittävän suuri laukaisemaan suojalaite joko 0,4 tai 5,0 sekunnissa. 0,4 sekunnin laukaisuaika tulee toteutua pistorasiaryhmissä 63 A asti ja muissa ryhmissä 32 A asti.

• Oikosulkuimpedanssi (ei pakollinen mittaus)
  • Oikosulkuimpedanssi mitataan vaihejohtimien tai vaiheen ja nollajohtimen väliltä
  • Mitataan tarvittaessa johdonsuojauksen toiminnan varmistamiseksi.
• Kolmivaiheasennuksissa vaihejärjestyksen eli pyörimissuunnan tarkastus jokaisesta jakokeskuksesta (pakollinen mittaus)
• Vikavirtasuojien testaaminen (pakollinen mittaus)
  • Vikavirtasuojan testipainikkeen tulee toimia ja laukaisuajan tulee olla enintään 300 ms nimellistoimintavirralla.

Mikäli halutaan, vikavirtasuojat voidaan testata joko nousevalla tai laskevalla puolijaksolla (0° ja 180°), koska niiden vasteaika voi vaihdella huomattavasti vaiheen mukaan.

Toimenpiteistä laaditaan käyttöönottotarkastuspöytäkirja. Mittauslaitteen epätarkkuus määritellään EN61557-1 -standardin kohdan 5.2.4:n mukaan. Havaitut puutteet ja huomiot merkitään ja ne tarkastetaan uusintamittauksessa korjaavien toimenpiteiden jälkeen.

Eristysresistanssimittaus

Eristysresistanssimittauksella on tarkoitus varmistaa asennuksen jännitteisten osien eristystilasta maata vasten, ettei

• eristystila ole heikentynyt asennustyön aikana (esim. lattialämmitys),
• N- ja PE johdinta ole kytketty yhteen niiden eriyttämispisteen (~sähkökeskus) jälkeen ja
• SELV-, PELV-, tai FELV-, suojaerotettu tai vikavirtasuojattu piiri ole yhteydessä muihin piireihin.

Rakennusten eristysresistanssimittaus tehdään tyypillisesti pää- tai jakokeskuksesta, poikkeuksena esim. lattialämmityskaapelit, kontaktorilähdöt, PELV-piirit jne.. Eristysresistanssimittaus on aina jännitteetön mittaus. Jotta mittaus kattaisi mahdollisimman laajan osa sähkölaitteistoa (~rakennusta), on esim. jakokeskuksien tulppasulakkeiden ja pohjakoskettimien oltava paikoillaan, johdonsuojien ja vikavirtasuojien ja muiden kytkinten oltava kiinni-asennossa – vain erotuskytkin on auki-asennossa. TN-C-S- ja TN-C-järjestelmissä eristysresistanssimittaus on paljon TN-S-järjestelmää työläämpi.

Eristysresistanssimittauksen työvaiheet TN-C-S -sähköjärjestelmässä

1. Erotetaan nollapiiri kelluvaksi
   • avataan 4-napainen pääkytkin, tai
   • avataan N-PE yhteys; tai
   • irrotetaan syötön nollajohdin.
2. Varmistetaan luotettavasti, että kukaan ei pääse kytkemään jännitettä takaisin.
3. Tarkistetaan, että nollapiirin ja vaiheiden sekä nollapiirin ja maapotentiaalin välillä ei ole jännitettä: esimerkiksi muu keskus, UPS, kontaktori, verkkokäskyvastaanotin (VKO) yms.
4. Irrotetaan herkät pistotulppaliitännäiset kulutuskojeet, mikäli on vaara, että ne rikkoontuvat eristysresistanssimittauksen aikana tai heikentävät mittauksen luotettavuutta
5. Suoritetaan eristysresistanssimittaus
   • koestusjännite tyypillisesti 500 VDC, SELV- PELV-piireissä 250 VDC
   • TN-S-järjestelmässä vaihe- ja nollajohtimet kytketään yhteen (rinnan) ja mitataan suojamaata vasten.

Pääkytkimen auki ollessa liitetään L1-, L2-, L3-vaihejohtimet sekä N-johdin yhteen luotettavasti kolmella apujohtimella (ns. hauenleuka) ja mitataan eristysresistanssi 500 VDC:n koestusjännitteellä PE-johtimeen. Mittaustulos kirjataan mittauspöytäkirjaan. Tuloksen on oltava yli 1 MΩ pienjännitteisillä (< 1kV )sähköasennuksilla ja pienoisjännitteisillä (SELV, PELV, FELV) 0,5 MΩ:n asennuksilla. Toistetaan mittaus kaikilla piireillä; periaatteessa yksi mittaus kattaa koko asennuksen, mutta käytännössä mittaus joudutaan tekemään erikseen kontaktoreiden ja releiden perässä olevien asennusten osilta sekä pienoisjännitteisten piirien osilta.

Mittauslaitteen akut tai paristot kuormittuvat eristysresistanssimittauksessa, joten tarkoituksenmukaista on mitata vain niin kauan kuin mittaustulos on stabiili. Äärettömän suurta resistanssin mittaavaa mittauslaitetta ei ole olemassa. Käytännössä mittauslaitteen maksiminäyttöön päästään vain pistorasiaryhmissä, joissa ei ole yhtään laitetta kytkettynä; kaikissa muissa piireissä mittaustulos vaihtelee muutamasta megaohmeista muutamiin kymmeniin megaohmeihin.

Vianhaku eristysresistanssimittauksessa

Useimmat sähköasennusvirheet ja keskeneräiset asennukset tulevat esiin eristysresistanssimittauksissa.

• kaapeliasennus keskeneräinen: vettä/kosteutta kaapelin päässä
• energiamittauksen (VKO) PEN-liitin kytketty nollajohdin (mittaus tehtävä mieluiten ennen VKO- ja kWh-mittatrien asennusta)
• jossakin laitteessa on tehty nollaus
• N- ja PE-johdin vaihtaneet jossakin paikkaansa (~valaisinkytkennät)
• mittauskytkentä tehty väärin
• mikäli vika ilmenee PEN- ja N-johtimien välissä
  • irrota keskuksen nollajohtopiirin paksumpia johtimia: vika paikallistuu liitinkiskon tarkkuudella
  • mittauspiirissä on vieras esim. yli 10 V:n jännite
  • vika on jossakin kontaktori- tai ohjauspiirissä.

Mittauslaitteet

Eristysresistanssimittauksessa käytetään eristysresistanssimittaria tai asennustesteriä, jonka koestusjännite on vähintään 500 V.

Suojajohtimien, PEN- ja potentiaalintasausjohtimen jatkuvuuden testaus

Rakennusten sähköasennusten käyttöönottotarkastuksen tärkein mittaus on suojajohtimien jatkuvuuden testaus; jotta suojalaite voi toimia suojalaitteena vikasuojauksessa, on suojajohtimen oltava yhtenäinen. Mittauksen tarkoituksena on varmistaa, että vikasuojaus on toimiva heti kun jännite kytketään sähkölaitteistoon. Samalla varmistetaan, että N- ja PE-johtimet eivät ole vaihtaneet paikkaansa: mikäli johtimet ovat vaihtaneet paikkaansa, on se välittömän vaaran aiheuttava vika. Nollapiiri on kelluva kuten eristysresistanssimittauksessa. Mittauksessa on käytettävä 4–24 V:n jännitettä ja 0,2 A:n tasavirtaa. Mittauksen tulee kattaa kaikki asennuksen maadoitus-, suojamaadoitus-, PEN- ja potentiaalitasausjohtimet.

Jatkuvuusmittaus tehdään tyypillisesti apuelektrodia käyttäen siten, että mitataan resistanssi PE-kiskon ja rakennuksen sähköpisteiden suojamaadoituksen tai laitteen johtavan rungon väliltä. Apuelektrodina voidaan käyttää johtoa, jonka johdinresistanssi kompensoidaan ennen mittausta mittalaitteen kompensointitoiminnolla. Suurin mitattu arvo voidaan kirjata mittauspöytäkirjaan. Suojajohtimen johdinresistanssi voidaan mitata myös käyttämällä apuelektrodina esim. saman kaapelivaipan muita johtimia, jolloin erillistä apuelektrodia ei tarvita.

Mittauksen suojajohtimen hyväksyttävää mittausarvoa ei ole olemassa, koska kaikissa tapauksissa on varmistuttava vikasuojauksen toiminnasta.

Yleisesti käytetyn 1–1,5 mm² MMJ-kaapelin johdinresistanssi on noin 0,0121 Ω/m ja 2,5 mm² kaapelin n. 0,00741 Ω/m. Siten 20 metrin pituisen 1,5 mm² MMJ-kaapelin johdinresistanssi on n. 0,2 ohmia.

Jännitteisenä tehtävät mittaukset

Syötön automaattisen poiskytkennän varmistaminen eli vikapiirin impedanssin mittaaminen

Mittauksen tarkoituksena on selvittää vikasuojauksen toiminta. Johdinpituudet ja poikkipinnat on oltava suunnitelman mukaisia. Asennustesteristä valitaan vikavirtapiirin suojalaitteen (sulake, johdonsuojakatkaisija yms.) nimellistoimintavirtaa vastaava arvo (jos sellainen ominaisuus on mittalaitteessa) ja suoritetaan mittaus sähköverkon syötön kannalta epäedullisimmasta pisteestä. Pisin poiskytkentäaika TN-S-järjestelmässä saa 230/400 V:n nimellisjännitteellä 63 A asti pistorasiaryhmissä ja 32 A asti muilla ryhmillä olla 0,4 s. Yli 32 A ryhmäjohdoille, jotka syöttävät kiinteitä asennuksia, sallitaan pidempi (5 s) poiskytkentäaika. IT- ja TT-järjestelmissä laukaisuehtojen toteutuminen varmistetaan esim. laskemalla.

Mittaus suoritetaan asennustesterillä jännitteisestä asennuksesta. Ennen jännitteen kytkemistä on varmistuttava nollapiirin luotettavasta yhteydestä maapotentiaaliin kiinnittämällä irrotetut nollajohtimet.

Oikosulkusuojauksen toteutuminen eli oikosulkuimpedanssin mittaaminen tarvittaessa

Oikosulkusuojaus on ensisijaisesti aina suunnittelijan laskelmiin perustuva arviointi. Oikosulkuimpedanssi mitataan tarvittaessa asennustesterillä vaihejohtimien tai vaiheen ja nollajohtimen välillä sähköverkon syötön kannalta epäedullisimmasta pisteestä. Riittävä oikosulkuvirran arvo riippuu sulakkeiden tyypistä, koosta ja vaaditusta laukaisuajasta.

Esimerkki vikasuojauksen tarkistamisesta: pisimmän 1,5 mm²:n ryhmäjohdon pistorasiasta mitattu silmukkaimpedanssi on 1,30 Ω käyttöjännitteellä 230 VAC. Suojalaitteena on C-tyypin 10 A johdonsuojakatkaisija. Vaadittu laukaisuaika on 0,4 s. Suurin sallittu impedanssi on 0,8 · 230 V / 100 A = 1,84 Ω. Mitattu arvo on 1,3 Ω ja siis hyväksyttävissä. Tästä voidaan laskea piirin oikosulkuvirta I_k = V_o / Z_s → 230 V / 1,3 Ω = 176 A, joka on hyväksyttävissä. Siten SFS 6000 -standardin mukaisissa mittauksissa pienin vaadittu mahdollinen toimintavirta esim. C-tyypin 10 A:n johdonsuojakatkaisijalle on 125 A ja 16 A:n johdonsuojakatkaisijalle 200 A. Yleensä tarkastelu tehdään helpommalla tavalla: mittalaitteessa voi olla esiohjelmoituna erilaisten suojalaitteiden edellyttämät minimivikavirrat. Kun suojalaite on valittu, kertoo mittalaite heti, onko tulos hyväksyttävissä vai ei.

Silmukkaimpedanssi voidaan mitata myös vikavirtasuojilla varustetuista järjestelmistä, vaikka SFS 6000 ei sellaista edellytä. Asennustesteri kehittää vikavirtasuojaa laukaisemattomassa mittauksessa (no trip) DC-virran, joka kyllästää vikavirtasuojan magnetointipiirin. Tämän jälkeen koestuslaite lisää päälle mittausvirran, joka vain simuloi samannapaisia puoliaaltoja. Vikavirtasuoja ei enää pysty tunnistamaan tätä mittausvirtaa eikä siten laukea. Asennustesteri laskee vikavirran I_K mittauspiirin impedanssiin Z_L-PE ja verkkojännitteeseen perustuen. Kolmivaihepistorasioiden ylivirtasuojia koestettaessa silmukkaimpedanssin mittaus maata vasten on tehtävä kaikille kolmelle vaihejohtimelle (L1, L2 ja L3).

Silmukkaresistanssimittaus (sauvaton maadoitusresistanssimittaus) voidaan tehdä myös induktioon perustuvalla maadoitusresistanssipihtimittarilla. Mittauksessa käytetään kahta pihtivirtamittaria, jolla mitataan silmukkaresistanssi silmukoiden läpi kulkevasta johtimesta. Tällöin sähköjärjestelmän maadoitusjohdinta ei tarvitse kytkeä irti, josta voi olla etu esim. rakennuksen ukkosjohdatinjärjestelmien tarkistuksissa.

Suuret suojajohtimen resistanssit edeltävissä jatkuvuusmittauksissa voivat johtaa suojalaitteiden vaihtamiseen. Tyypillisesti ryhmäjohdon suojajohtimen resistanssi on alle 1 ohmia, poikkeavan suuret tulokset tarkistetaan jännitteiden päällekytkemisen jälkeen vikapiirin impedanssimittauksella ja suojalaitteen vaatiman virran täyttymisellä. Jotta ylivirtasuoja laukeaisi ajallaan, oikosulkuvirran I_K on oltava suurempi kuin laukaisuvirta I_a. Valmistajan ilmoittama I_a-arvo tulee kuitenkin kertoa 1,25:llä, jotta saadaan hyväksyttävä mittalaitteen miniminäyttämä. Näin huomioidaan vikatilanteesta aiheutuva johtimen lämpeneminen ja sen aiheuttama resistanssin kasvu/vikavirran heikkeneminen. Esimerkiksi C16A johdonsuojakatkaisijalla suojatun ryhmän päässä vikavirran arvon tulee olla vähintään 1,25 × 160 A = 200 A.

Vikavirtasuojakytkimen testaus

Vikavirtasuojakytkimiä on olemassa A-, B-, F- ja AC-tyyppejä. Vanhempi AC-tyypin vikavirtasuojakytkin tunnistaa pelkästään sinimuotoisen vikavirran ja sen käyttö kiellettiinkin jo SFS6000:n vuoden 2007 painoksessa. Paremman suojan antava A-tyypin vikavirtasuojakytkin tunnistaa sekä sinimuotoisen että pulssimaisen tasavirran. B-tyypin vikavirtasuojakytkin tunnistaa myös tasoitetun tasavirran muotoisen vikavirran. F-tyypin vikavirtasuoja toimii myös suuremmilla taajuuksilla ja sen ominaisuudet kattavat myös AC-, A- ja B-tyypin ominaisuudet. S-merkinnällä varustettu vikavirtasuojakytkin on hidastettu toimintaan eli se on nk. selektiivinen vikavirtasuojakytkin. Epälineaarisia vikavirtasuojia (PRCD-K) käytetään kannettavissa vikavirtasuojakytkimissä eivätkä ne kuulu normaalisti rakennusten sähköasennusten tarkastusten piiriin. Viivästettyjä vikavirtasuojia PRCD-S (esim. SCHUKOMAT, SIDOS) käytetään suojamaan ihmisiä sähköiskuilta pienjännitealueella (130–1 000 V). Viisinkertaisella nimellisvikavirralla (5 · I_ΔN) tehtävää koestusta käytetään vikavirtasuojakytkimen valmistusprosessissa ja henkilöturvallisuuden testaukseen, eivätkä se kuulu tyypillisesti suomalaisten rakennusten sähköasennusten käyttöönottotarkastuksiin.

Vikavirtasuojakytkin voidaan koestaa esim. seuraavasti

1. testipainikkeen koestaminen

• on erityisen tärkeää kolmivaiheisilla vikavirtasuojakytkimillä, kun vain osa vaiheista on käytössä
• vikavirtasuojan päällä oleva kytkentäkaavio kertoo vaadittavat kytkettävät navat testipainikkeen toimimiseksi ja kytkentä on valmistajakohtainen

2. vikavirtasuojakytkimen koestaminen 1/3- tai 0,5-kertaisella nimellistoimintavirralla tarvittaessa

• vikavirtasuojakytkin ei saa toimia vielä tällä virralla, koska se voi aiheuttaa tarpeettomia käyttökeskeytyksiä

3. Nimellistoimintavirralla tapahtuva testaus

• tehdään nimellisellä toimintavirralla ja laukeamisen tulee tapahtua alle 300 ms ajassa

4. Nousevalla vikavirralla tapahtuva laukaisu (virtaramppimenetelmä) tarvittaessa

• asennustesteri muodostaa verkkoon nousevan vikavirran (0,3–1,3) · I_n (nimellistoimintavirrasta). Asennustesteri ilmoittaa laukaisuvirran arvon ja eräät laitteet myös mittaavat lisäksi laukaisuajan siitä hetkestä kun kyseinen vikavirran arvo kytkettiin virtapiiriin.
• AC-tyypin testivirralla laukaisurajat rakennestandardien mukaan ovat >15...30 mA
• A-tyypin testivirralla laukaisurajat rakennestandardien mukaan ovat >10,5...42 mA

S-tyypin vikavirtasuojakytkimillä pisin sallittu toiminta-aika nimellisellä toimintavirralla on 500 ms.

Aiheesta muualla

• Sähkölaitteiston tarkastukset (Arkistoitu – Internet Archive), Virtuaali-amk