Sähköasennuksen käyttöönottotarkastus

Sähköasennuksen käyttöönottotarkastus on sähköurakoitsijan ja sähköasentajan työn aikaista oman työnsä tarkastamista.

Toisaalta viimeisteltäessä asennusta tai sen osaa sähköasentaja suorittaa sähköturvallisuuslain (410/96) edellyttämän dokumentoidun käyttöönottotarkastuksen tai varmennustarkastuksen. Pienille sähkölaitteistoille ei varmennustarkastusta edellytetä. Näitä ovat lähinnä 1–2 asunnon asuinrakennukset ja muut tavanomaiset rakennukset, joiden sähkölaitteiston pääsulake on eninään 35 A. Varmennustarkastus tehdään paritaloa suuremmille asuinrakennuksille, pääsulakkeiltaan yli 35A muille sähkölaitteistoille sekä erikoistiloille kuten lääkintätiloille. Ensimmäisenä käyttöönottotarkastuksessa suoritetaan aistinvarainen tarkastus.

Sähköasennusten käyttöönotto- ja varmennustarkastusten käyttöönottomittausten osa-alueita tehdään kaikissa sähköasennuksissa.

Aistinvarainen tarkastus

Aistinvarainen tarkistuksen 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.

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.

Oikosulkuvirran ja silmukkaimpedanssin mittaaminen

Silmukkaimpedanssi on lähdeimpedanssi, joka mitataan linjan (L) ja suojausmaadoituksen (PE) välillä.

Maattoresistanssin mittaaminen

resistanssimittaus kahden testipaalun ja testattavan maadoituselektrodin välillä. Voidaan mitata myös silmukkatestin yhteydessä.

Linjaimpedanssi (ei-vikavirta)
lähdeimpedanssi, joka mitataan linjajohtimien tai linjan ja nollajohtimen välillä
linjojen välinen impedanssi 3-vaiheisessa järjestelmässä
L-PE silmukan mittaus (mikäli ei vikavirtasuojakytkimiä, esim. kiuas)
mahdollinen oikosulkuvirta, joka voi mahdollisesti virrata, jos vaihejohdin on oikosulussa maadoitusjohtimen tai toisen vaihejohtimen kanssa.
Kolmivaiheasennuksissa vaihejärjestyksen eli pyörimissuunnan tarkastus
Vikavirtasuojien virtojen ja toiminta-aikojen mittaaminen niissä kytkennöissä, joissa vikavirtasuoja on käytössä.

Mikäli mahdollista, vikavirtasuojaimet tulisi testata molemmilla vaiheasetuksilla (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, ja se merkitään mittauspöytäkirjaan. Havaitut puutteet ja huomiot merkitään ja ne tarkastetaan uusintamittauksessa.
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 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

Erotetaan nollapiiri kelluvaksi
avataan 4-napainen pääkytkin, tai
avataan N-PE yhteys; tai
irrotetaan syötön nollajohdin.
Varmistetaan luotettavasti, että kukaan ei pääse kytkemään jännitettä takaisin. Tarvittaessa suoritetaan työmaadoittaminen.
Tarkistetaan, että nollapiirin ja vaiheiden sekä nollapiirin ja maapotentiaalin välillä ei ole jännitettä: esim. muu keskus, UPS, kontaktori, verkkokäskyvastaanotin (VKO) yms.
Irrotetaan herkät pistotulppaliitännäiset kulutuskojeet, mikäli on vaara, että ne rikkoontuvat eristysresistanssimittauksen aikana tai heikentävät mittauksen luotettavuutta
Suoritetaan eristysresistanssimittaus
koestusjännite tyypillisesti 500 VDC, SELV- PELV-piireissä 250 VDC
TN-S-järjestelmässä johtimet kytketään yhteen (rinnan), jotta mittausjännite ei pääse kuormittamaan napoja.

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. Toistetaan mittaus kaikilla piireillä; periaatteessa yksi mittaus kattaa koko asennuksen, mutta käytännössä mittaus joudutaan uusimaan, mikäli asennus on keskeneräinen.

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 L-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 vikavirtasuojakytkin voi toimia ainoana suojausmenetelmänä ja suojalaitteena kosketusjännitesuojauksessa, on suojajohtimen oltava yhtenäinen. Mittauksen tarkoituksena on varmistaa, että kosketusjännitesuojaus 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. N- ja PE-johtimet tulee olla irrotettuna ennen mittausta ts. nollapiiri on kelluva kuten eristysresistanssimittauksessa. Yleisesti markkinoilla olevilla digitaalisilla yleismittareilla ei voida mitata suojajohtimen jatkuvuusmittausta standardin mukaan niiden käyttämän pienen mittausjännitteen (n. 0,5–1,6 V) takia: kun mittausjännite- ja virta ovat pieniä, on pienillä resistansseilla yleismittarin antama mittaustulos epäluotettava. Mittauksessa suositellaankin käytettävän 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 PE-napojen väliltä. N- ja PE-johtimet eivät saa olla kytkettyinä sähkökeskuksella keskenään (nk. kelluva mittaus, kuten eristysresistanssimittauksessa). Apuelektrodina voidaan käyttää esim. “johtokelaa”, jonka johdinresistanssi kompensoidaan ennen mittausta esim. nelijohdinkytkennällä. Mittauslaitteena suojajohtimen jatkuvuuden testauksessa käytetään tyypillisesti asennustesteriä, ja suurin mitattu arvo kirjataan mittauspöytäkirjaan. Myöhemmin sähköasennuksen valmistuttua, jatkuvuuden testaus voidaan varmistetaan esim. suko-testerillä, joka ei kuitenkaan kerro linjaresistanssia. Suojajohtimen johdinresistanssi voidaan mitata myös käyttämällä apuelektrodina esim. saman kaapelivaipan muita johtimia, jolloin erillistä apuelektrodia (~”johtokela” PE-kiskon ja mittapisteen välillä) ei tarvita. Johdinresistanssimittauksia joudutaan tekemään tällöin 3 kpl ja PE-johdinresistanssi päätellään laskennallisesti em. mittausten avulla.

Mittauksen suojajohtimen hyväksyttävä mittausarvo on 0,1–0,3 ohmia. Hyväksytyt arvot kirjataan mittauspöytäkirjaan, poikkeavan suuret tulokset tarkistetaan esim. silmukkaimpedanssimittauksella. 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.

Jännitemittaukset

Syötön automaattisen poiskytkennän toiminta

Mittauksen tarkoituksena on selvittää kosketusjännitesuojauksen toiminta. Johdinpituudet ja poikkipinnat on oltava suunnitelman mukaisia. Koestuslaitteesta valitaan vikavirtasuojakytkimen nimellistoimintavirtaa vastaava arvo ja suoritetaan laukaisu. Pisin poiskytkentäaika TN-S järjestelmässä saa 230 V:n nimellisjännitteellä olla 0,4 s. Ryhmäjohdoille, jotka syöttävät kiinteitä asennuksia, sallitaan pidempi (5 s) poiskytkentäaika. IT- ja TT-järjestelmissä suoritetaan tarvittaessa arvot laskennallisesti tehtyjen mittausten avulla.

Mittaus suoritetaan tarkoituksen mukaisella asennustesterillä. Ennen mittausta on varmistuttava nollapiirin luotettavasta yhteydestä maapotentiaaliin (erotuksena jatkuuvuden jännitekoestus- ja eristysresistansspmittauksesta).

Linjaimpedanssin mittaaminen

Linjaimpedanssi on lähdeimpedanssi, joka mitataan linjajohtimien tai linjan ja nollajohtimen välillä. Tyypilliset viat (huonot kontaktit, korroosio) tai sähkösuunnitteluvaiheessa tehdyt väärät valinnat, aiheuttavat suuren linjaimpedanssin ja väärin valitut sulakkeet. Asennusten turvallisuus tarkistetaan mittaamalla linjaimpedanssi ja laskemalla oikosulkuvirran suuruus. Riittävä oikosulkuvirran arvo riippuu sulakkeiden tyypistä, koosta ja halutusta laukaisuajasta. Linjaimpedanssi mitataan erityisellä silmukkaimpedanssin mittauslaitteella tai asennustesterillä sähköverkon syötön kannalta epäedullisimmasta pisteestä (pisimmän ryhmän päästä, ohuimmasta ryhmäjohdosta) ja potentiaalintasauskiskon välistä. Samalla mitataan oikosulkuvirta (PSC, Prospective Short Circuit Current), joka voi mahdollisesti virrata, jos vaihejohdin on oikosulussa maadoitusjohtimen tai toisen vaihejohtimen kanssa. Kohteen impedanssin mittaus on luotettava vain, jos kohteen jännite pysyy samana koko mittauksen ajan.

Kaikki asennustesterit mittaavat silmukkaimpedanssin Zs ja useimmat testerit laskevat valmiiksi oikosulkuvirran Ik mitatusta silmukkaimpedanssin arvosta. Silmukkaimpedanssi on virtapiirin sisäinen resistanssi (sähkölaitos – vaihejohdin – suojajohdin), kun oikosulku paljaaseen johtavaan osaan tapahtuu (johtava kytkentä vaihe- ja suojajohtimen välillä). Oikosulkuvirran suuruus määritetään silmukkaimpedanssin arvosta. Oikosulkuvirta IK ei saa pudota ennalta määritetyn arvon alle DIN VDE 0100 -normin mukaan, jotta suojalaite (sulake, automaattinen suojakatkaisin) katkaisisi jännitteen luotettavasti. Tästä syystä mitatun silmukkaimpedanssin arvon tulee olla pienempi kuin suurin sallittu arvo.

Suomessa hyväksytään kerroin (4 / 5) · (Uo / Ia), missä

Uo on vaihejännite (tyypillisesti 230 VAC)
Ia on minimivirta, jolla suojalaite toimii standardissa määritellyllä tavalla (1,25-kertainen)

Esimerkki: pisimmän 1,5 mm² ryhmäjohdon pistorasiasta mitattu silmukkaimpedanssi on 1,30 Ω käyttöjännitteellä 230 VAC. Suojalaitteena on C-tyypin johdonsuojakatkaisija. Vaadittu laukaisuaika on 0,4 s. Minimivaatimus on 0,8 · 230 V / 100 A = 1,84 Ω. Mitattu arvo on 1,3 Ω ja siis hyväksyttävissä. Tästä voidaan laskea piirin oikosulkuvirta Ik = Vo / Zs → 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.

Silmukkaimpedanssi voidaan mitata myös vikavirtasuojilla varustetuista järjestelmistä. Koestuslaite kehittää 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. Mittauslaitteen ja testipistokkeen välillä käytetään nelijohtimista kaapelia. Kaapelin ja mittausadapterin resistanssi on kompensoitava, jotta se ei vaikuttaisi mittaustuloksiin. Oikosulkuvirran on laskettavissa IK mittauspiirin impedanssiin ZL-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.

Rakennusten sähkölaitteistojen suurin sallittava silmukkaimpedanssi ZL-PE, määritellään tyypillisesti mitattuun oikosulkuvirtaan perustuen taulukon avulla. Oikosulkuvirtaa IK käytetään ylivirtasuojan laukaisun testaamiseen. Jotta ylivirtasuoja laukeaisi ajallaan, oikosulkuvirran IK on oltava suurempi kuin laukaisuvirta Ia.[5]

Vikavirtasuojakytkimen testaus

Vikavirtasuojakytkimiä on olemassa A-, B-, F- ja AC-tyyppejä. Vanhempi AC-tyypin vikavirtasuojakytkin toimii pelkästään vaihtovirralla ja sen käyttö kiellettinkin jo vuoden 2007 painoksessa. Paremman suojan antava A-tyypin vikavirta suojakytkin toimii sekä vaihtovirralla että pulssimaisella tasavirralla. B-tyypin vikavirtasuojakytkin toimii myös tasoitetulla tasavirralla. 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 · IΔN) 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

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)

koestuslaite muodostaa verkkoon nousevan vikavirran (0,3–1,3) · In (nimellistoimintavirrasta). Koestuslaite ilmoittaa laukaisuvirran arvon ja eräät koestuslaitteen myös mittaavat lisäksi laukaisuajan siitä hetkestä kun kyseinen vikavirran arvo kytkettiin virtapiiriin.

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

Lähde: Sähköasennuksen käyttöönottotarkastus