Asennuskaapelit
6. SÄHKÖASENNUSTEKNIIKAN PERUSTEET 6.1 ASENNUSKAAPELIT JA -JOHTIMET U0 /U Nimitys TELEMERKKIKAAPELIT ASENNUSKAAPELIT – Kiinteän asennuksen asennuskaapelit Kiinteän asennuksen asennuskaapelit (kevyet) – Kiinteän asennuksen ohjauskaapelit – Taipuisat liitäntäkaapelit Taipuisat liitäntäkaapelit (kevyt) Taipuisat liitäntäkaapelit (ohut) – Kytkentäkaapelit (sisäisiin johdotuksiin VOIMAKAAPELIT KESKIJÄNNITEKAAPELIT SUURJÄNNITEKAAPELIT 75 V 450/750 V 300/500 V 450/750 V 450/750 V 300/500 V 300/300 V 450/750 V 0,6/1 kV 6/10 kV 12/20 kV 64/110 kV Kerrattu johdin Johdineriste Vaippa Johtoja pitkin siirretään sähköenergiaa voimaloilta kulutuspisteisiin. Tässä siirtoketjussa tarvitaan monia eri johtotyyppejä. Toisen tärkeän käyttöalueen muodostavat tietoliikenneverkot. Niissä siirretään eri taajuisia analogisia ja digitaalisia viestejä joko sähköisesti tai optisesti. Nimityksiä Kaapelit ryhmitellään usean eri ominaisuuden perusteella: – Käyttötarkoituksensa mukaan kaapelit ryhmitellään voima-, asennus-, automaatio-, tele- ja tietoliikennekaapeleihin. – Jännitteensä mukaan kaapelit jaetaan pienjännite- (≤ 1 kV), keskijännite- (1…20 kV) ja suurjännitekaapeleihin (> 20 kV). Kaapeleita, joiden nimellisjännite on enintään 750 V, kutsutaan asennuskaapeleiksi ja, 1 kV kaapeleita voimakaapeleiksi. – Asennuspaikkansa mukaan kaapeleita nimitetään ulko- ja sisäasennuskaapeleiksi. Ulkokaapelit jaetaan maa-, ilma- ja vesistökaapeleiksi. Maakaapelit ovat suoraan maahan asennettavia, aurattavia tai kanavakaapeleita. Sisäasennuskaapelit jaetaan kiinteästi asennettaviin ja taipuisiin kaapeleihin. Taipuisaa liitäntäkaapelia käytetään siirrettävien sähkölaitteiden liitäntäjohtona, jatkojohdoissa ja puolikiinteiden sähkölaitteiden liitäntäjohtona. Puolikiinteän sähkölaitteen liitäntäkaapeli on kytketty kiinteästi verkkoon (esimerkiksi kiuas). – Johdinmateriaalinsa mukaan kaapelit ovat joko alumiini-, kupari- tai valokaapeleita. – Johdineristeensä mukaan kaapeli on muovi-, kumi- tai paperieristeinen. – Paloturvallisuutensa mukaan kaapelit jaetaan itsestään sammuviin ja paloa levittämättömiin, halogeenittömiin, vähän savua muodostaviin ja palonkestäviin. – Kaapeleita räätälöidään käyttöpaikan mukaan. On nosturi-, laiva-, hitsaus-, kaivos- ja pumppukaapeleita. Täyte Muovivaippainen asennuskaapeli MMJ 5x6S. Vaipassa on metrimerkintä. Putkijohto on valmiiksi johdotettu asennusputki. Käytetään kiinteässä asennuksessa sähkö- ja televerkoissa. Johto soveltuu asennettavaksi myös betonivaluun. Johdin on joko yksilankainen tai useasta kupari- tai alumiinilangasta kerrattu. Kerrattu johdin on muutamalankainen, monilankainen tai hienolankainen. Eristettyä johdinta nimitetään myös ”piuhaksi”. Tässä kirjassa käytetään johdin-nimitystä. Johto on joko kaapelimainen tai se muodostuu erillisistä johtimista ja niitä suojaavasta putkesta tai muusta mekaanisesta suojasta. Johtimia: lankamainen, muutamalankainen ja hienolankainen Kaapeli on tehdasmainen johto, jossa yhtenäisen vedenpitävän vaipan sisäpuolella on yksi johdin tai useampia toisistaan eristettyjä johtimia. 6.1 ASENNUSKAAPELIT JA -JOHTIMET 257 Kaapelin valmistaja antaa tuotteistaan paloturvallisuustiedot ja viittaukset standardeihin, joiden mukaisesti kaapelit on testattu. Paloturvallisuustietojen ilmoittamiseen ei ole yhtenäistä merkintätapaa. Esimerkki MMJ-HF 5x6 S F4B 450/750 V SS 424 14 75 Paloluokka F4B EN 50266-2-3 Nippuna itsesammuva ja paloa levittämätön EN 50267 Halogeeniton, savukaasujen alhainen syövyttävyys EN 50268 Vähäinen savunmuodostus Johdineriste Halogeeniton polyolefiinimuovi Täyte Halogeeniton täytevaippa Vaippa Valkoinen, halogeeniton UVsuojattu polyolefiinimuovi Käyttö Kiinteään asennukseen sisällä ja ulkona, ei suoraan maahan eikä betonivaluun. Esimerkki MMJ-LSZH 5x6 S 450/750 V SS 424 02 19 IEC 60322-1 (EN 60322-1) IEC 60754 (EN 50267) IEC 61034 (EN 61034) Johdineriste Täyte Vaippa Yksittäisenä itsestään sammuva Halogeeniton Vähäinen savua muodostava Halogeeniton polymeeri Täytevaippa Valkoinen, halogeeniton polymeeri Kiinteään pinta- ja uppoasennukseen sisällä. Sopii asennettavaksi kivirakenteiseen uraan. Ei sovellu maa-asennukseen ulkona eikä suoraan betonivaluun ilman suojaputkea. Ei sovellu häiriöalttiiseen asennukseen. Vaipan väri saattaa muuttua suorassa auringonpaisteessa. Tavallisimmat johdineristeet ovat PVC-, PE- ja PEX-muovit sekä kumi. Aikaisemmin eristeaineena käytettiin myös paperia. Kaapelin eristeaine määräytyy kaapelin käyttötarkoituksen ja käyttöympäristön mukaan. Kiinteiden kaapeleiden ulkovaippa on muovia ja taipuisien kaapeleiden muovia tai kumia. Ulkona on käytetty PE-vaippaisia kaapeleita ja sisällä PVC-vaippaisia. PEmuovi on helposti palavaa PVC-muovi taas on itsestään sammuvaa, mutta sisältää klooria ja tuottaa kumin tapaan runsaasti mustaa savua. Kaapelit eivät saa huonontaa rakennuksen paloturvallisuutta. Siksi PVC-eristeiset kaapelit korvataan paloturvallisemmilla kaapeleilla, joiden savunmuodostus on vähäistä ja savukaasut eivät sisällä myrkyllisiä ja syövyttäviä aineita. Kaapelin paloturvallisuutta tarkastellaan seuraavien ominaisuuksien avulla: 1) kaapelin palamisen perusteella. Kaapeli voi olla – yksittäisenä itsestään sammuva – kaapelinippuna itsestään sammuva – palonkestävä. 2) kaapelin savunmuodostuksen perusteella. Savunmuodostuksen täytyy olla vähäistä, jotta savu ei heikennä näkyvyyttä ja vaikeuta hengittämistä. 3) kaapelin halogeenittomuuden perusteella. Kaapeli ei saa sisältää halogeeneja, kuten klooria ja fluoria 4) kaapelin syövyttävyyden perusteella. Paloturvallisuuden lisäksi toinen kaapelirakenteisiin vaikuttava tekijä on EMC-suojaus. – Kaapeli ei saa häiritä ympäristössään olevia laitteita tai muita kaapeleita. – Kaapelin tulee toimia sähkömagneettisessa ympäristössään eli muut laitteet ja kaapelit eivät saa häiritä sen toimintaa. Johdinkoot Johtimen koko ilmoitetaan sen poikkipinta-alan tai halkaisijan mukaan. Lisäksi amerikkalaiset käyttävät johdinkoon ilmoittamiseen AWG-tunnuslukua (American Wire Gauge). Sähkövoimatekniikan ja automaation asennuskaapeleiden johdinkoot on porrastettu seuraavasti: 0,2 mm2, 0,5 mm2, 0,75 mm2, 1 mm2, 1,5 mm2, 2,5 mm2, 4 mm2, 6 mm2, 10 mm2, 16 mm2, 25 mm2, 35 mm2, 50 mm2 jne. Sähkönjohtokyvyltään samanlaisten kupari- ja alumiinijohtimien poikkipinnat eroavat toisistaan siten, että alumiinin poikkipinta on Lyhenteitä: 1,6-kertainen kupariin verrattuna. – ZH = Zero Halogen (halogeeniton) – 0H = Zero Halogen (halogeeniton) Tele- ja tietoliikennekaapeleiden koko ilmoitetaan johdinhalkaisijan – HF = Halogen Free (halogeenivapaa) mukaan. Yleisimmät halkaisijat ovat 0,5 mm, 0,6 mm ja 0,8 mm. – LS = Low Smoke (alhainen savunmuodostus) – FR = Flame Retardant (yksittäisenä itsestään Kaapeleiden tyyppimerkinnässä johdinkoko ilmoitetaan ilman sammuva) yksikköä. Esimerkiksi muovivaippakaapeli MMJ 3 x 1,5 (kolme Fire Retardant (nippuna itsestään 1,5 mm2 johdinta) tai puhelinkaapeli MHS 1 x 4 x 0,5 (neljä 0,5 sammuva) mm johdinta). Fire Resistant (palonkestävä) Käyttö – NC = Non Corrosive (halogeeniton) 258 6. SÄHKÖASENNUSTEKNIIKAN PERUSTEET Saman poikkipintaisen johtimen halkaisija on pienin lankamaisella ja suurin hienolankaisella johtimella. Esimerkiksi 2,5 mm2:n poikkipintaisen lankamaisen johtimen halkaisija on 1,9 mm, muutamalankaisen (7 lankaa) 2,2 mm ja hienolankaisen (50 lankaa) 2,3 mm. AWGtunnus A mm2 30 0,05 0,25 28 24 20 18 0,08 0,32 0,21 0,51 0,52 0,82 0,81 0,97 1,02 1,16 17 16 14 12 1,04 1,15 Kaapeleiden tyyppimerkinnät 1,31 2,08 3,31 1,29 1,50 1,63 2,05 1,85 2,41 10 8 5,26 2,59 3,26 2,95 3,73 4,12 5,19 4,67 5,90 5,83 6,61 Kansalliset tyyppimerkinnät perustuvat valmistajien käyttöönottamaan koodijärjestelmään. Näiden pohjalta on laadittu kansalliset tyyppimerkinnät, joita eri kaapelinvalmistajat ovat sitten noudattaneet. Koodijärjestelmä luotiin sähkövoimatekniikan kaapeleille aikana, jolloin kaapelityyppejä sekä eriste- ja vaippamateriaaleja oli käytössä vähän. Kaapeleiden käyttötarkoitusten ja asennusmenetelmien lisääntyessä tyyppimerkintäjärjestelmän alkuperäinen yksiselitteisyys on hämärtynyt. Yksilankainen Kerrattu Ø / mm Ø / mm 4 8,39 13,29 21,15 3 26,67 6 AWG-johdinkokoa vastaava yksilankaisen ja kerratun johtimen halkaisija ja poikkipintaala. M C M A AMCMK A = alumiinijohdin M = johdineriste muovia C = konsentrinen johdin (kuparilankapunos) M = muovivaippa K = kaapeli 1970-luvun puolivälistä alkaen Euroopan yhteisön standardisoimisjärjestö CENELEC on kehitellyt asennuskaapeleille tyyppimerkintäjärjestelmää, joka kuvaisi kaapelin rakennetta ja sen osien raakaaineita. Tämä järjestelmä on käytössä myös meillä rinnan kansallisen järjestelmämme kanssa. Toistaiseksi meille ovat tutumpia kansalliset tyyppimerkinnät valmistajien tuotteista ja tuoteluetteloista. Seuraavassa on esimerkkejä Suomessa käytetyn kansallisen tyyppimerkintäjärjestelmän kirjainten käytöstä. A tarkoittaa tyyppimerkinnän alussa alumiinijohdinta ja muuten alumiinivaippaa. C tarkoittaa konsentrista johdinta (yleensä kuparilangasta ja -nauhasta tehty sidos). E tarkoittaa hienolankaista kaapelin johdinta (MKEM). J tarkoittaa johtoa, esimerkiksi muovivaippakaapelia (muovivaippajohtoa) MMJ tai johdinta (MKJ = muovieristeinen kerrattu johdin). K on kerratun johtimen (MKEM) ja kaapelin kannattimen tunnus (AMKA). L on lankamaisen johtimen tunnus (ML). M on johtimen muovieristeen tunnus (MCMK) ja kaapelin muovivaipan tunnus (MCMK). O ilmoittaa, että kaapeli on ohut (MSO = taipuisa liitäntäkaapeli) tai ohjauskaapeli (MMO). P ilmoittaa, että kyseessä on pinta-asennuskaapeli (MPLM). S on siirrettävän (taipuisan) kaapelin tunnus (MSK), silikonikumieristeen tunnus ja sisäasennuskaapelin tunnus (MHS). U on ulkokaapelin tunnus (MU). V on vulkanoidun kumin tunnus (VSB). X on PEX-muovieristeen tunnus. Y ilmaisee johdon pyöreän muodon. Esimerkiksi MSOY = taipuisa, ohut, pyöreä, muovieristeinen kaapeli. 6.1 ASENNUSKAAPELIT JA -JOHTIMET 259 CENELEC-tyyppimerkintä ilmoittaa kolmella merkintäosalla yksiselitteisesti kaapelin rakenteen ja sen osien raaka-aineet. Merkinnällä voidaan ilmaista sekä harmonisoitujen standardien että kansallisten standardien mukaisen kaapelin tyyppimerkintä. CENELEC-tyyppimerkintäjärjestelmän rakenne: 1. pääosa a 2. pääosa b Yhteys standardeihin Nimellisjännite Johdineriste Suojavaippa Kaapelin ulkovaippa Esimerkki MSOY-LSZH 3x0,75 S 300/300 V H03Z1Z1–F3G0,75 Kansallisesta tyyppimerkinnästä käy ilmi, että – kaapeli on muovieristeinen, taipuisa, ohut, pyöreä, liitäntäkaapeli – kaapeli on halogeeniton ja vain vähän savua muodostava – kaapelissa on kolme 0,75 mm2:n johdinta, joista yksi on kelta-vihreä – johtimien välille saa liittää 230 V:n vaihejännitteen. CENELEC-tyyppimerkintä: H0 3Z1Z1– F3G0 , 7 5 1. pääosa: H = harmonisoidun standardien mukainen kaapeli 03 = nimellisjännite Uo / U = 300/300 V CENELEC-tyyppimerkintä: H0 3Z1Z1– F3G 0, 7 5 2. pääosa: Z1 = johdineriste termoplastista polyolefiiniä Z1 = kaapelin vaippa termoplastista polyolefiiniä F= taipuisa kaapeli, johtimet hienolankaisia 260 3. pääosa Johtimen poikkipinta-ala Tunnusjärjestelmä Johdinluku Johtimen rakenne Tyyppimerkinnän ensimmäinen pääosa ilmoittaa, a) minkä standardin mukainen kaapeli on H = harmonisoitujen standardien mukainen FI-N = suomalainen kaapelityyppi A = CENELEC:n kansalliseksi hyväksymä b) mikä on kaapelin nimellisjännite Uo/U = jännite maata vastaan/vaiheiden välinen jännite 00 = <100/100 V 03 = 300/300 V 05 = 300/500 V 07 = 450/750 V 1 = 0,6/1 kV Tyyppimerkinnän toinen pääosa ilmoittaa kaapelin rakenteen johdineristyksestä ulospäin. Yhdysviivan jälkeinen kirjain ilmoittaa johtimen rakennemuodon. Esimerkiksi MCMK-kaapelin toisesta pääosasta selviää johdineristyksen, sähkömekaanisen suojakerroksen ja kaapelin ulkovaipan raaka-aine. Seuraavassa on muutamia merkkejä. Eristys- ja vaippamateriali: B = eteenipropeenikumi (EBR) N = polykloropreeni R = tavallinen eteenipropeenikumi, luonnonkumi tai vastaava S = silikonikumi V5 = erikois-PVC öljykestoisiin sovelluksiin V = tavallinen polyvinyylikloridi (PVC-muovi) X = ristisillotettu polyeteeni (PEX-muovi) E = tavallinen polyeteeni (PE-muovi) X = ristisillotettu polyeteeni (PEX-muovi) Z = ristisillotettu polyolefiini (LSZH-tarkoituksiin) Z1 = termoplastinen polyolefiini (LSZH-tarkoituksiin) Metallipäällykset ja armeeraukset: A = konsentrinen alumiinijohdin A5 = alumiininauhavaippa C = konsentrinen kuparijohdin 6. SÄHKÖASENNUSTEKNIIKAN PERUSTEET Erityisrakenne: H = litteä, jaettava kaapeli H2 = litteä, ei-jaettava kaapeli Yhdysviivan jälkeinen johdinaineen ja johdinmuodon merkki: A = johdinaine alumiinia (jos johdin on kuparia, merkintää ei ole) D = taipuisa hitsauskaapelin johdin F = taipuisan kaapelin hienolankaiset johtimet H = taipuisan kaapelin erittäin hienolankaiset johtimet K = kiinteän asennuksen kaapelin hienolankaiset johtimet R = muutamalankainen pyöreä johdin U = yksilankainen pyöreä johdin S = muutamalankainen sektorinmuotoinen johdin CENELEC-tyyppimerkintä: H 03Z1Z1–F 3 G0 , 7 5 3. pääosa: 3= kaapelissa on kolme johdinta. G = kaapelissa on keltavihreä johdin. 0,75 = johtimen poikkipinta on 0,75 mm2. Tyyppimerkinnän kolmas pääosa ilmoittaa kaapelin johtimien lukumäärän ja johdinpoikkipinnan sekä sen, onko kaapelissa suojajohdin vai puuttuuko se. Kun johtimien lukumäärän ja johdinpoikkipinnan välissä on X, kaapelissa ei ole kelta-vihreää johdinta G, kaapelissa on kelta-vihreä johdin. Yleisimpiä kaapelityyppejä Taulukoissa on esimerkkejä tavallisimpien liitäntäkaapeleiden, asennusjohtimien ja -kaapeleiden sekä voimakaapeleiden tyyppimerkinnöistä, rakenteista ja käytöstä. Käyttötiedot liittyvät kuvan kaapeliin ja kirjanteon ajankohtaan. Kaapeleiden käytössä on siirrytty yhä enemmän paloturvallisten kaapeleiden käyttöön. Kaapelin rakenne Muovivaippainen taipuisa kevyt liitäntäkaapeli Halogeeniton taipuisa liitäntäkaapeli Muovivaippainen taipuisa kevyt liitäntäkaapeli Tyyppimerkintä Kansallinen CENELEC MSO 300/300 V H03VVH2–F MSO–LSZH 300/300 V H03Z1Z1H2–F MSOY 300/300 V Halogeeniton taipuisa liitäntäkaapeli MSOY–LSZH 300/300 V Muovivaippainen taipuisa liitäntäkaapeli MSK 300/500 V Halogeeniton taipuisa liitäntäkaapeli MSK–LSZH 300/500 V H03VV–F H03Z1Z1–F H05VV–F H05Z1Z1–F Johdinluku ja poikkipinta-ala 2 0,75 2 0,75 2 0,75 Käyttö Liitäntäkaapelina kotitalouksissa ja toimistoissa tavallisiin käyttöoloihin tarkoitetuissa keveissä siirrettävissä laitteissa – Ei ulkokäyttöön – Ei teollisuustiloihin tai maatalouteen – Kaapelin varaan ripustettavan valaisimen massa enintään 2 kg Halogeeniton kohteissa, joissa vaaditaan halogeenittomia ja vähän savuavia kaapeleita. 2 ja 3 0,75 2…5 0,75…2,5 2…5 0,75…2,5 6.1 ASENNUSKAAPELIT JA -JOHTIMET 261 Kaapelin rakenne Kevyt öljynkestävä kumikaapeli Drakaflex Tyyppimerkintä Kansallinen VSKN 300/500 V CENELEC H05RN–F Johdinluku ja poikkipinta-ala 2 ja 3 0,75 ja 1,0 Kevyt halogeeniton kumikaapeli Tarmo VSKB TARMO 3, 5 ja 7 300/500 V 1,5 ja 2,5 VSB TARMO 450/750 V 2, 3, 5 ja 7 1,5…16 Halogeeniton kumikaapeli Tarmo Halogeeniton taipuisa liitäntäkaapeli Öljynkestävä kumikaapeli Drakaflex VSN 450/750 V Eristetty lämmönkestävä hienolankainen johdin MKJ 90 300/500 V Eristetty yksilankainen johdin Eristetty lämmönkestävä muutamalankainen johdin ML 450/750 V MK 90 450/750 V Halogeeniton eristetty muutamalankainen johdin Eristetty lämmönkestävä hienolankainen johdin MK–LSZH 450/750 V MKEM 90 450/750 V Muovivaippainen asennuskaapeli Muovivaippainen asennuskaapeli H07RN–F H05V2–K H07V–U Halogeeniton asennuskaapeli Halogeeniton asennuskaapeli Pinta-asennuskaapeli Halogeeniton metallivaippainen kaapeli Muovivaippainen palovaroittimen verkkokaapeli 262 1 1,5 ja 2,5 1 16…120 H07V2–K 1 1,5…300 MMJ–LSZH 2…5 1,5 ja 2,5 3…5 6…25 300/500 V 3 ja 5 1,5 ja 2,5 MMJ–LSZH 450/750 V 6 ja 10 MPLM 300/500 V Palonkestävä asennuskaapeli 1 0,75 ja 1,0 H07Z1–R MMJ Öljynkestävä itsestään sammuva liitäntäkaapeli keskiraskaisiin rasituksiin kuivissa, kosteissa, märissä tai palovaarallisissa sisä- ja ulkotiloissa sekä räjähdysvaarallisissa tiloissa. 2…5 1 1,5…120 450/750 V Öljynkestävänä liitäntäkaapelina kuivissa, kosteissa, märissä tai palovaarallisissa tiloissa kevyisiin käyttöoloihin tarkoitetuissa kevyissä siirrettävissä laitteissa. Ei räjähdysvaarallisiin tiloihin. 1,5…120 H07V2–R MMJ 300/500 V Käyttö 5 3, 4 ja 5 1,5 Kiinteään asennukseen valaisimien ja muiden laitteiden sisäiseen johdotukseen, kun vaaditaan lämmönkestoa. Kiinteään asennukseen asennusputkessa sekä sisäiseen johdotukseen laitteissa ja keskuksissa. Kiinteään asennukseen sisällä ja ulkona. Sopii asennettavaksi kivirakenteiseen uraan. – Ei sovellu maa-asennukseen eikä asennettavaksi suoraan betonivaluun ilman suojaputkea. – Ei sovellu häiriöalttiiseen asennukseen. Kiinteään asennukseen sisällä. Sopii asennettavaksi kivirakenteiseen uraan. – Ei sovellu maa-asennukseen eikä asennettavaksi suoraan betonivaluun ilman suojaputkea. – Ei sovellu häiriöalttiiseen asennukseen. Kiinteään pinta-asennukseen sisällä. Metallivaippa on maadoitettava. Maadoituslankaa ei saa käyttää järjestemämaadoitukseen. 300/500 V 2, 3 ja 5 1,5…10 Hälytys-, ohjaus-, merkinanto- ja energiansyöttökaapelina, kun turvallisuus edellyttää kaapelin toimivuutta tietyn ajan tulipalon aikana. MJAM–LSZH 450/750 V 3,5 ja 7 1,5 ja 2,5 Ohjaus-, mittaus-ja merkinantopiireissä sekä elektronisten laitteiden syöttökaapelina pintaan ja uppoon sisällä ja ulkona, kun edellytetään EMC-suojaa. HÄLY 3 300/300 V 0,5 FRHF–MMJ 6. SÄHKÖASENNUSTEKNIIKAN PERUSTEET Kiinteään asennukseen pinnalla ja asennusputkessa sisällä palovaroittimien ketjuttamiseen ja kytkentään sähköverkkon. Kaapelin rakenne Tyyppimerkintä Kansallinen CENELEC Johdinluku ja poikkipinta-ala Muovivaippainen ohjauskaapeli 7…37/27 450/750 V 1,5 ja 2,5 MCMO 450/750 V 7…37/19 1,5 ja 2,5 MCCMO 7, 12 ja 19 450/750 V 2,5 MCMK 3…5 1,5 ja 35 Kiinteään asennukseen sisällä, ulkona ja maahan. Ei sovellu häiriöalttiisiin asennuksiin. 31/2 ja 41/2 35 ja 240 Kiinteään asennukseen sisällä (kun edellytetään halogeenittomuutta ja vähäsavuisuutta) sekä ulkona ja maahan. MCCMK 4 ja 5 Kiinteään asennukseen sisällä, ulkona ja maahan, kun vaaditaan EMC-suojattua kaapelia. 0,6/1 kV 2,5 ja 25 EMC-häiriö- ja kosketussuojattu ohjauskaapeli Kosketussuojattu 1 kV voimakaapeli Sähkölaitteiden ohjaus-, mittaus ja merkinantopiirien kaapelina pinta- ja uppoasennukseen sisällä ja ulkona. Ei sovellu häiriöalttiiseen asennukseen. MMO Kosketussuojattu ohjauskaapeli Halogeeniton kumikaapeli Tarmo Käyttö 0,6/1 kV MCMK–LSZH 0,6/1 kV EMC-häiriösuojattu 1 kV voimakaapeli Kosketussuojattu 1 kV voimakaapeli 31/2 ja 41/2 16…300 AMCMK 0,6/1 kV 1 kV voimakaapeli AXMK 0,6/1 kV H07V2–K 4 16…300 Sähkölaitteiden ohjaus-, mittaus ja merkinantopiirien kaapelina kiinteään pinta- ja uppoasennukseen sisällä ja ulkona sekä maahan laskettuna. Sähkölaitteiden ohjaus-, mittaus ja merkinantopiirien EMC- suojattuna kaapelina kiinteään pinta- ja uppoasennukseen sisälle, ulos ja maahan laskettuna. Kiinteään asennukseen sisällä, ulkona ja maahan. Ei sovellu häiriöalttiisiin asennuksiin. Kiinteään asennukseen sisällä, ulkona ja maahan. Johdineristykset ovat UV-suojattuja. Kaapelien ominaisuudet ja nimellisarvot MMJ 300/500 V SFS 2091 Muovivaippainen asennuskaapeli Johdin: 1,5 ja 2,5 mm2:n hehkutettu kuparilanka Eristys: Lyijytön PVC-muovi Täyte: Täytevaippa Vaippa: Lyijytön, valkoinen PVC-muovi Käyttö: Kiinteään pinta- ja uppoasennukseen sisällä ja ulkona. Ei suoraan maahan tai betonivaluun. Käsittely: Alin lämpötila –15 °C Käyttö: Johtimen suurin sallittu lämpötila jatkuvassa käytössä +70 °C Pienin suositeltu taivutussäde: – asennusvedossa 10 x D – lopullinen asennus 3 x D Suurin sallittu vetovoima vedettäessä sisäjohtimista: A x 50 N / mm2 A = johtimien poikkipinta Kaapelien valmistajat antavat kaapeliluetteloissa tietoja kaapelin rakenteesta, käytöstä ja asentamisesta. Lisäksi luetteloissa on annettu kaapelin sähköiset nimellisarvot. Kaapeliluetteloista käyvät ilmi kaapelin – rakenne sekä johtimien tunnusvärit ja -merkinnät – ulkohalkaisija ja massa – alin käsittelylämpötila – johtimen suurin sallittu käyttölämpötila kuormitettuna ja oikosulussa – pienin taivutussäde asennusvedossa ja lopullisessa asennuksessa kertataivutuksena – suurin vetovoima vedettäessä sisäjohtimista tai kaapelin päältä vetosukalla – standardien mukaisuus (paloturvallisuusominaisuudet). Valmistaja ilmoittaa kaapelin nimellisjännitteen, johtimen resistanssin 20 °C ja 70 °C lämpötiloissa sekä kuormitettavuuden. 6.1 ASENNUSKAAPELIT JA -JOHTIMET 263 Johtimien nimitykset ja tunnusvärit Sähkölaitoksen pienjänniteverkko on 4-johtiminen TN-C-järjestelmä: L1, L2, L3 ja PEN Kiinteistön sähköverkko on 5-johtiminen TN-S-järjestelmä: L1, L2, L3, N ja PE C = nolla- ja suojamaadoitustoiminnot yhdistetty PEN-johtimeen S = nolla- ja suojamaadoitustoiminnoille omat johtimensa (N ja PE) V W N L1 L2 L3 PEN Sähkökeskus 400 V 230 V Muuntajan maadoituselektrodi Suojamaadoitettu sähkölaite (kuori jännitteinen, jos peruseristys pettää) 230 V Suojamaadoitusjohdin N PE Muuntajan tähtipiste Muuntajan maadoitusjohdin Kiinteistö RCD U Kiinteistön liittymisjohto L1 L2 L3 Muuntaja 20 kV / 0,4 kV Sähkölaitteen suojamaadoitus keskuksen suojakiskoon Päämaadoituskiskon ja keskuksen suojakiskon välinen suojajohdin (suositus 16 mm2 Cu) Mahan yhteydessä olevat johtavat osat: • Metalliset vesiputkistot • Metalliset ilmastointiputkistot Potentiaalintasausjohdin (vähintään 6 mm2:n kupari) Päämaadoituskisko (yhdistää maadoitus- ja potentiaalintasausjohtimet toisiinsa) Maadoitusjohdin (16 mm2 Cu) Käytetyt merkinnät: L1, L2 ja L3 = vaihejohdin (äärijohdin) N = nollajohdin PE = suojajohdin PEN = yhdistetty suojaja nollajohdin Sähkönjakeluverkossa suojaudutaan sähköiskulta – suojamaadoittamalla sähkölaitteiden jännitteelle alttiit johtavat osat ja – potentiaalintasauksella, jossa maahan yhteydessä olevat metalliset putkistot ja rakenteet ydistetään toisiinsa ja keskuksen suojakiskoon. Näin varmistetaan, että suojamaadoitettujen sähkölaitteiden, maan ja kosketeltavien metalliputkistojen ja -rakenteiden välillä ei voi vikatilanteessa esiintyä vaarallista jännitettä (kosketusjännitettä). Suojajohdin on yleisnimitys seuraaville suojauksen toiminnallisille johdinnimityksille: – suojamaadoitusjohdin – PEN-johdin – päämaadoituskiskon ja keskuksen suojakiskon välinen suojajohdin – maadoitusjohdin – potentiaalintasausjohdin (pää- ja lisäpotentiaalintasausjohdin). Betoniverkko Perustusmaadoituselektrodi (rakennuksen perustuksiin, niiden alle tai viereen sijoitettu vähintään 16 mm2:n kupariköysi) – – – – – – – Vaihejohdin (L1, L2, L3) on vaihtosähköjärjestelmän äärijohdin, joka on yhdistetty muuntajan syöttöliittimeen. Nollajohdin (N) on muuntajan käämityksen tähtipisteeseen yhdistetty johdin, joka osallistuu sähköenergian siirtoon. Vaihejohdin ja nollajohdin ovat jännitteisiä osia ja toimivat virtajohtimia. Suojausluokan I sähkölaitteet ja pistorasiat yhdistetään suojamaadoitusjohtimella keskuksen suojakiskoon (PE-kiskoon). Suojajohtimessa kulkee vikavirta, kun sähkölaitteessa on eristysvika. Muuten suojajohtimessa kulkee sähkölaitteen vuotovirta. PEN-johdin on maadoitettu johdin, joka toimii samalla suojaja nollajohtimena. Maadoitusjohdin on suojajohdin, joka yhdistää päämaadoituskiskon tai -liittimen maadoituselektrodiin. Kiinteistö liittyy yleiseen sähkönjakeluverkkoon liittymisjohdolla. Ryhmäjohto syöttää kulutuskojetta ja pistorasiaa. Eristettyjen johtimien väritunnukset: – Suojajohtimen tunnusväri on kelta-vihreä (kv). – PEN-johtimen tunnusväri on kelta-vihreä (kv). – Nollajohtimen tunnusväri on sininen (si). – Vaihejohtimen värit ovat ruskea (ru), musta (mu) ja harmaa (ha). Vaiheiden erottamiseksi toisistaan asennus- ja voimakaapeleissa käytetään väritunnuksia ruskea (L1), musta (L2) ja harmaa (L3). Voimakaapeleissa voidaan käyttää myös numerotunnuksilla 1, 2 ja 3. Vahvenna nolla- ja suojajohtimet omilla tunnusväreillään edellä olevaan kuvaan. 264 6. SÄHKÖASENNUSTEKNIIKAN PERUSTEET Kaapeleiden johdinvärit Standardeissa on määritelty kumi- ja muovieristeisten kaapelien johtimille taulukon tunnusvärit. Asennus- ja voimakaapelit N-järjestelmä Nykyinen Nykyinen Edellinen Nykyinen si vs ru vs mv kv ru mu kv mu si vs si ru ru mv ha mu kv ru mu vs ha kv ** si kv ru mu ru ru mu vs si mu mu ru kv ru mu mu vs ru kv si kv Edellinen ru kv mu ha * vs Nykyinen vs ru mu Edellinen kv mu ru kv ru S-järjestelmä vs si mu ru si ru N-järjestelmä vs mu ha mu ha S-järjestelmä Edellinen ru si Muoviset ja kumiset liitäntäjohdot kv ru mv ha mu si mu kv ru vs ru ha mu N-järjestelmän kaapelissa ei ole keltavihreää suojajohdinta. S-järjestelmän kaapelissa on kelta-vihreä suojajohdin. MMJ 5 x 1,5 N MMJ 5 x 2,5 S MMJ 5X1,5 MMJ 5G2,5 kv mu mu ru * Vain poikkipinnat 1,5 mm2 ja 2,5 mm2 ** Harvinainen (esim. MSK 4x0,75 S ja 4x1,5 S) Väritä taulukon johtimet oikeilla tunnusväreillään. Johtimien käyttö: Esimerkki 1 – Eristettynä suojajohtimena saa käyttää vain kaapelin keltavihreää johdinta, jota ei saa käyttää mihinkään muuhun tarkoitukseen. Suojajohtimena saa käyttää myös voimakaapelin konsentrista johdinta sekä ohjauskaapelin muunväristä johdinta, kun ohjauskaapelin kaikki johtimet ovat samanvärisiä. Näissä tapauksissa suojajohdin on merkittävä kelta-vihreällä lisämerkinnällä (teipillä tai letkulla). – Nollajohtimena käytetään kaapelin sinistä johdinta. Kun kaapelissa (esimerkiksi ohjauskaapeli) ei ole sinistä johdinta, nollajohtimena saa käyttää muunväristä johdinta. Johdin on merkittävä vaaleansinisellä lisämerkinnällä. – Kaapelin sinistä johdinta saa käyttää myös vaihejohtimena silloin, kun kaapelissa ei tarvita nollajohdinta. Johdin on merkittävä liittimien luona mustalla tai ruskealla muovinauhalla tai -letkulla. – Eristettynä PEN-johtimen on oltava kelta-vihreä ja johtimen päät on merkittävä sinisellä lisämerkinnällä. A 3 5 2 4 B Kaapelit: 1 = MMJ 3x1,5 S 2 = MMJ 3x1,5 N 3 = MMJ 4x1,5 S 4=1 5 = 1 (tai MMJ 2x1,5 N) Valaisimen A syöttö: 1-kaapeli/ru ⇒ 2-kaapeli/ru ⇒ 2-kaapeli/mu ⇒ 3-kaapeli/ru ⇒ 5-kaapeli/ru Valaisimen B syöttö kytkimeltä: 2-kaapeli/ha ⇒ 3-kaapeli/mu ⇒ 4-kaapeli/ru 6.1 ASENNUSKAAPELIT JA -JOHTIMET 265 Kaapelin mekaaninen ja sähköinen suojaus Useimmissa kohteissa kaapeleiden mekaaniseksi suojaksi riittää muovinen tai kuminen ulkovaippa. Jos tarvitaan parempaa suojaa käytetään kaapelia, jossa vaipan alla on sähkömekaanisena suojana kuparilankakerros tai -punos tai yhtenäinen alumiinivaippa. MCMK 3x2,5/2,5 Ulkovaippa muovia Kuparilankojen ja sidosnauhan tai sidoslankojen muodostama sähkömekaaninen suoja Kaapelit, jotka joutuvat alttiiksi mekaaniselle rasitukselle, suojataan teräsnauha-armeerauksella. Näitä kaapeleita nimitetään armeeratuiksi kaapeleiksi. Kun kaapelin oma mekaaninen suojaus ei ole riittävä käyttöpaikan rasituksille, kaapeli suojataan suojaputkella tai -kourulla. Kohteissa, joissa tarvitaan sähköistä suojausta, käytetään suojattuja kaapeleita, jotka estävät säteilysignaaleja lähtemästä kaapelista tai pääsemästä kaapelin ulkopuolelta sen johtimiin. Suojauksella suojaudutaan suurtaajuuskaapeleiden sähkökentiltä, voimakaapeleiden magneettikentiltä sekä releiden ja puolijohdekytkimien säteilykentiltä. EMC-suoja MCCMK 3x6/6 (kuparinauha) Sähkömekaaninen suoja (konsentrinen johdin) Jotta kaapeli kestäisi siihen käyttöpaikalla kohdistuvan mekaanisen rasituksen, sen poikkipinnalle on asetettu vähimmäisvaatimukset. Esimerkiksi rakennukseen tai maahan asennetun kuparikaapelin tai -johtimen vähimmäispoikkipinta-ala on 1,5 mm2, alumiinikaapelin 16 mm2 ja yksivaiheisen suojausluokan I jatkojohdon 1,5 mm2. Johdon ylivirtasuojaus Kytkinlaitteiden yhteydessä tutustuttiin ylivirtasuojaukseen (s. 114) sekä suojalaitteista sulakkeisiin (s. 115—116), johdonsuojakatkaisijoihin (s. 117—118), lämpöreleisiin (s. 110—111) ja moottorinsuojakatkaisijoihin (s. 119). Ylivirtasuojaus on yhteisnimitys ylikuormitus- ja oikosulkusuojaukselle. Ylivirtasuojaus muodostaa virtapiirin heikoimman kohdan, josta virtapiiri katkeaa ennen kuin liian suuri virta vahingoittaa muuta virtapiiriä. Kiinteä johtoasennus suojataan johdon alkupäähän sijoitetulla johdonsuojakatkaisijalla tai sulakkeella. Ne suojaavat asennusta sekä oikosulku- että ylikuormitustilanteessa. Johdon ylivirtasuoja valitaan niin, että se suojaa johtoa liian suurelta kuormitusvirralta ja täyttää nopean laukaisun ehdot. 266 6. SÄHKÖASENNUSTEKNIIKAN PERUSTEET Korjauskerroin eristeen mukaan PVC PEX/EPR Ympäristön lämpötila °C 10 1,15 1,11 15 1,10 1,07 20 1,05 1,04 25 1,00 1,00 30 0,94 0,96 35 0,88 0,92 40 0,82 0,88 Ilmaan asennetun kaapelin ympäristölämpötilan korjauskerroin Standardeissa ja asennusohjeissa on määritelty johtojen suurimmat virrat, joilla johdineriste ei lämpene liikaa. Määrittelyn perustana ovat tietty asennustapa ja ympäristöolot. Johdon sallima virta riippuu – johdineristeestä (PVC-muovin suurin lämpötila saa olla 70 °C, PEX-eristeen 90 °C ja kumin 60 °C) – asennusympäristön lämpötilasta – asennustavasta (onko johto asennettu seinäpinnalle, seinän sisään vai maahan). Seuraavassa kuvassa esitetään suurimmat kuormitusvirrat yleisimmille asennustavoille, kun kaapeli on PVC-eristeinen, maan lämpötila on +15 °C ja ilman lämpötila on +25 °C. Seinään upotetun johdon kuormitettavuus mm2 Ampeeria 1,5 14 2,5 19 6 10 Pinnalle asennetun johdon kuormitettavuus mm2 Ampeeria 1,5 18,5 2,5 25 31 6 43 41 10 60 +25 °C Vapaasti ilmassa olevan taipuisan liitäntäkaapelin kuormitettavuus (kolmivaihekuorma) Maahan upotetun johdon kuormitettavuus Ampeeria mm2 26 mm2 Ampeeria 2,5 35 0,75 6 6 57 1 10 77 1,5 17 2,5 21 6 39 10 54 1,5 10 +15 °C Maan lämpötila °C Korjauskerroin eristeen mukaan PVC PEX/EPR 5 1,09 1,06 10 1,05 1,03 15 1,00 1,00 20 0,95 0,96 25 0,90 0,93 Maahan asennetun kaapelin ympäristölämpötilan korjauskerroin. Pinnalle asennetun kaapelin korjauskertoimeen vaikuttavat ympäristölämpötilan lisäksi – rinnakkaisten kaapeleiden määrä ja niiden sijainti toisiinsa nähden – kaapeleiden asennusalustan tiiveys (esimerkiksi onko kaapelihylly tikasrakenteinen, rei’itetty tai rei’ittämätön). Esimerkkikuvan kuormitustaulukoista havaitaan, että kuparikaapelia, jonka poikkipinta-ala on 2,5 mm2, saa kuormittaa – maahan asennettuna 35 A:n virralla – seinään asennetussa putkessa 19 A:n virralla – seinäpinnalle asennettuna 25 A:n virralla. Taipuisan liitäntäkaapelin (2,5 mm2) suurin kuormitusvirta on 21 A. 35 A 25 A 19 A 21 A ⇒ Ryhmäjohtoa saa kuormittaa enintään 19 A:n virralla Standardeissa ja asennusohjeissa on annettu johdon kuormitettavuudelle korjauskertoimet, kun asennusolot poikkeavat määrittelyoloista. Esimerkiksi ympäristön lämpötilan ollessa +40 °C on korjauskerroin 0,82 ja +10 °C lämpötilassa 1,15. 6.1 ASENNUSKAAPELIT JA -JOHTIMET 267 Jos esimerkkiasennuksen sisätilan lämpötila on 35 °C, pistorasiaa syöttävän kaapelin (2,5 mm2) kuormitettavuus pienenee 0,88-kertaiseksi ja taipuisan liitäntäkaapelin 0,92-kertaiseksi. 35 A 22 A 16,7 A 19,3 A ⇒ Ryhmäjohtoa saa kuormittaa enintään 16,7 A:n virralla Edellisen perusteella on helppo ymmärtää, miksi kiukaan liitäntärasialle yläkautta tuleva johto on sijoitettava seinän kylmemmälle puolelle. Johtoa suojaavan johdonsuojakatkaisijan ja sulakkeen koko määräytyy johdon kuormitettavuuden perusteella siten, että johdonsuojakatkaisijan nimellisvirta saa olla enintään kuormitusvirran suuruinen, mutta sulakkeen nimellisvirran on oltava kuormitusvirtaa pienempi. Taulukossa esitetään ylikuormitussuojien valinta johdon kuormitusvirran mukaan: Johdon kuormitettavuus vähintään/A 8 Johdonsuojakatkaisijan suurin nimellisvirta/A 8 13 gG-sulakkeen suurin nimellisvirta/A 6 10 22 28 35 39 44 55 70 16 20 25 32 32 40 50 63 16 20 25 32 35 40 50 63 13,5 18 3 L1,L2,L3 N PE 268 Valaistus 3ML1,5 C10 C16 B16 Ryhmäkeskus Ircd 3ML2,5 5ML2,5 Liesi Pistorasiat Esimerkiksi seinäpinnalle asennettu 1,5 mm2:n kaapeli sallii 18,5 A:n jatkuvan kuormitusvirran, jolloin sen ylivirtasuojaksi voidaan asentaa 16 A:n johdonsuojakatkaisija tai 16 A:n gG-sulakkeet. Jos sama kaapeli asennetaan seinän sisään, sen kuormitusvirta (14 A) sallii johdonsuojakatkaisijan nimellisvirraksi 13 A ja Gg-sulakkeiden nimellisvirraksi enintään 10 A . 5 9 Johtoasennusta suojaavan ylikuormitussuojan nimellisvirta määräytyy vaativimman asennusosuuden mukaan. Edellisen sivun esimerkissä uppoasennusosuus on määräävä. Sisätilan lämpötilan ollessa 25 °C ryhmäjohto voidaan suojata 16 A:n johdonsuojakatkaisijalla ja sulakkeella, Kun lämpötila on 35 °C, johdonsuojakatkaisijaksi voidaan edelleen valita 16 A:n johdonsuoja, mutta sulakkeena saa olla enintään 10 A:n sulake. Asuntojen ryhmäjohdot valitaan yleensä niin, että – valaistusryhmät suojataan 10 A:n ylikuormitussuojilla ja johdotetaan 1,5 mm2:n johdoilla – pistorasiaryhmät suojataan 16 A:n ylikuormitussuojilla ja johdotetaan 2,5 mm2:n johdoilla – kolmivaiheisen lieden ylikuormitussuojan nimellisvirta on 16 A ja ryhmäjohdon poikkipinta-ala 2,5 mm2 – kuorman ottama virta ei ylitä ylikuormitussuojan nimellisvirtaa. Esimerkiksi 6 kW:n kiukaan nimellisvirta on 8,7 A ja 8 kW:n kiukaan 11,6 A. Kiukaan valmistaja on antanut pienemmän kiukaan asennusohjeessa seuraavat ohjeet: sulakkeen tulee olla 3 x 10 A:n sulake ja liitäntäkaapelina tulee käyttää kumikaapelia H07RN-F5G1,5 tai vastaavaa. Suuremman kiukaan sulakkeen tulee olla 16 A:n sulake ja johdinpoikkipinta-alan 2,5 mm2. 6. SÄHKÖASENNUSTEKNIIKAN PERUSTEET Kaapelien ja johtimien kuoriminen 1 2 Press top of slide tightly against cable. 3 Make 1–2 full turns for circular cut. 4 Voimakaapeli katkaistaan kaapelileikkurilla (ks. s. 50) tai rautasahalla ja asennuskaapelit kaapelileikkurilla (1) tai sivuleikkurilla (2). Kaapelin vaippaa poistettaessa ei saa vahingoittaa johtimien eristeitä. Tämän takia kuorintaleikkurin (3) ja kuorintaveitsen (4) käyttö on suositeltavampaa kuin puukon käyttö. Kuorintaveitsen koko valitaan kaapelin mukaan. Esimerkiksi kuorintaveitsellä 4a poistetaan vaippa voimakaapelista ja veitsellä 4b telekaapelista. 1 Pull along cable for lenghtwise cut. Peel away sheath. Kaapelin kuorintatyökalun käyttöohje. Työkalu 8…28 mm:n pyöreille kaapeleille. 3 2 4a 4b Johdinsäikeet eivät saa naarmuuntua kuorittaessa, jotta ne eivät katkea asennettaessa. Tämän takia johtimet kuoritaan kuorintapihdeillä. Johdineriste poistetaan liittimen vaatimalta matkalta. HARJOITUSTEHTÄVIÄ 1/P a) Kirjoita kaapeleiden viereen niiden suomalaiset tyyppimerkinnät. ..................................................................... ..................................................................... ..................................................................... ..................................................................... b) Selvitä kahden ylimmän kaapelin CENELEC-tyyppimerkinnät. ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ 6.1 ASENNUSKAAPELIT JA -JOHTIMET 269
© Copyright 2024