Vikavirtasuojat

A- ja B-tyypin vikavirtasuojien toimintavirrat ja toiminta-ajat

Teksti: Vesa Linja-aho

Vikavirtasuoja on osoittautunut kustannustehokkaaksi sähkötapaturmien ehkäisijäksi, minkä takia sähköasennusten vikavirtasuojausvaatimuksia on laajennettu 1990-luvulta alkaen säännöllisesti. Viimeisimmässä pienjänniteasennusstandardin SFS 6000 päivityksessä vuonna 2017 vikavirtasuojausvaatimus laajeni koskemaan myös asuinkiinteistöjen valaisinryhmiä. Tyypillisesti ainoastaan kylmälaitteiden pistorasiat jätetään vikavirtasuojaamatta uusissa asuinkiinteistöissä. Myös esimerkiksi saunan kiuas on vapautettu vikavirtasuojausvaatimuksesta, koska riittävän hyväkuntoisenkin vastuksen vuotovirta voi aiheuttaa turhaan vikavirtasuojan laukeamisen.

Pienjänniteasennusstandardin mukaan Suomessa yleisessä käytössä käytetään vähintään tyypin A vikavirtasuojaa. Pelkästään vaihtovikavirtaan reagoivaa tyypin AC vikavirtasuojan käyttöä ei hyväksytä Suomessa.

Sähköajoneuvojen ja aurinkosähköjärjestelmien yleistyminen 2010-luvulla on johtanut B-tyypin vikavirtasuojien esiinmarssiin. Siinä missä A-tyypin vikavirtasuoja reagoi sekä sinimuotoiseen vaihtovikavirtaan että pulssimaiseen tasavikavirtaan, B-tyyppi reagoi käytännössä kaikenlaisiin mahdollisiin vikavirtoihin, mukaan lukien tasaiset tasasähkövikavirrat.

Perusmallin asennustestereissä on perinteisesti ollut vain toiminto vikavirtasuojien testaamiseen sinimuotoisella vikavirralla, mikä onkin asennusstandardin mukaan riittävä. Etenkin kalliimmissa testerimalleissa on yhä useammin mahdollisuus testata vikavirtasuojia myös pulssimaisella ja tasaisella tasasähkövikavirralla. Näitä testejä harrastaessa tulee muistaa, että perinteinen jako:

• ei saa laueta puolikkaalla nimellistoimintavirralla
• pitää laueta nimellistoimintavirralla

ei pidä paikkaansa kuin sinimuotoisella vikavirralla testatessa. Taulukkoon 1 on koottu tuotestandardien vaatimukset vikavirtasuojien toimintavirroille, kun nimellistoimintavirta on 30 mA.

Taulukko 1: Toimintavirrat nimellistoimintavirraltaan 30 mA vikavirtasuojille. - = ei määritelty tuotestandardissa.

6 mA tasasähkövikavirran tunnistin

Sähköautojen latauspistorasiat ja pistokkeet tulee standardin mukaan suojata joko B-tyypin vikavirtasuojalla tai vaihtoehtoisesti käyttämällä sekä A-tyypin vikavirtasuojaa että 6 mA tasavikavirran tunnistinta. Voimassa oleva pienjänniteasennusstandardi (SFS 6000:2017) vaatii A-tyypin vikavirtasuojan kanssa käytettävältä tasasähkövikavirran tunnistimelta vain, että käytössä on ”soveltuvat laitteet, joilla varmistetaan poiskytkentä tasasähkövikavirran ylittäessä 6 mA”. Koska kohdassa ei viitata mihinkään tuotestandardiin, tarkempia vaatimuksia suojan toiminnalle, kuten esimerkiksi toiminta-ajoille ja toleransseille, ei voida antaa.

Miksi raja on juuri 6 mA? Koska tuotestandardin mukaisen A-tyypin vikavirtasuojan toiminta on varmistettu pulssimaisella tasavirralla, joka on summautunut korkeintaan 6 mA suuruisen tasoitetun tasaviran päälle. 6 milliampeeria suuremmat tasavirrat voivat saturoida A-tyypin vikavirtasuojan summavirtamuuntajan, jolloin vikavirtasuoja ei välttämättä reagoi vaarallisiin vikavirtoihin.

6 mA tasavikavirran tunnistimen toiminnan testaamista ei vaadita asennusstandardissa. Vuonna 2017 vahvistetun pienjänniteasennusstandardin jälkeen (vuonna 2018) tasasähkövikavirran tunnistimille (RDC-DD) on julkaistu tuotestandardi IEC 62955, jossa on vaatimukset toiminnalle. Mikäli näitä testailee omaksi ilokseen, on huomionarvoista, että äkillisellä 6 mA tasaisella tasavikavirralla tuotestandardi sallii peräti 10 sekunnin laukaisuajan. 60 mA tasavikavirralla maksimilaukaisuaika on 0,3 sekuntia ja 200 mA:lla 0,1 sekuntia. Monessa asennustesterissä pienin testivirta tasaisella tasavikavirralla on 10 mA, jolle taas ei ole määritelty laukaisuaikaa. Käytännössä kaikki markkinoilla olevat tasavikavirran tunnistimet laukeavat alle sekunnissa niin 6 mA kuin 10 mA äkillisillä tasavikavirroilla.

Nousevalla tasavikavirralla testattaessa tasavikavirran tunnistin saa laueta 3 mA ja sen pitää laueta viimeistään 6 mA virralla.

Olemassaolo varmistettava valmistajan asiakirjoista

6 mA tasavikavirran tunnistin on tavallisesti integroitu latausasemaan. Tällöin latausaseman suojaksi riittää A-tyypin vikavirtasuoja. Mikäli tasavikavirran tunnistin puuttuu, on vikavirtasuojaus toteutettava B-tyypin vikavirtasuojalla. Tämä kannattaa huomioida latausasemien hintoja verratessa: A-tyypin vikavirtasuoja maksaa muutaman kympin, B-tyypin vikavirtasuoja (yksittäiskappaleena ja pienissä erissä) toistasataa euroa.

Vikavirtasuojien laukaisuajat

Asennusstandardissa ei vaadita toiminta-aikojen testaamista käyttöönottotarkastuksen yhteydessä – vikavirtasuoja toimii yleensä hyvin nopeasti, jos se ylipäätään toimii. Asennustesteri kertoo äkillisellä virralla testattaessa myös laukaisuajan. Taulukkoon 2 on koottu tuotestandardeissa määritellyt maksimitoiminta-ajat testivirtoineen. Taulukkoa on yksinkertaistettu luettavuuden vuoksi ja kerrottu vain pienin testivirta, jolla kyseisen laukaisuajan pitää toteutua.

Taulukko 2: Suurimmat sallitut toiminta-ajat nimellistoimintavirraltaan 30 mA vikavirtasuojille. 

Hieno mittalaite ei korvaa sähkötekniikan ja määräysten osaamista

Sekaannusta on syntynyt niin urakoitsijoiden kuin valtuutettujen tarkastajien piirissä, kun uuden tekniikan toimintaperiaatetta tai niitä koskevia määräyksiä ei tunneta ja asian selvittämisen sijaan on luotettu arvailuun ja kuulopuheisiin.

Pienjänniteasennusstandardi SFS 6000 uudistuu ensi vuonna ja keskusteltavana on ollut muun muassa, pitäisikö vikavirtasuojien testausvaatimuksia uudistaa kattamaan vikavirtasuojien testaamisen muillakin vikavirroilla kuin mitoitustoimintavirran suuruisella sinimuotoisella vikavirralla. Toistaiseksi konsensus on kuitenkin ollut, että tälle ei nähdä tarvetta, koska nykyisenkin ohjeen soveltamisessa ja mittalaitteiden käytössä on ollut hankaluuksia kentällä.

Vikavirtasuojalle tehtävän testin tarkoitus on varmistaa, että vikavirtasuoja on toimintakuntoinen ja ennen kaikkea, että se on kytketty oikein. Käytännössä jos vikavirtasuoja toimii sinimuotoisella vaihtovirralla, se on toimintakuntoinen ja kytketty oikein. Vertailun vuoksi: johdonsuojakatkaisijoidenkaan laukeamista ei testata testerillä, vaan luotetaan siihen, että tehtaan laadunvarmistus on riittävä. Testerillä varmistetaan vain, että oikosulkuvirran suuruus on riittävä.

Lisäksi tulee muistaa, että asennustesteri ei täytä samoja vaatimuksia kuin tyyppihyväksyntätesteihin tarkoitetut laboratoriotestauslaitteet. Esimerkiksi tuoteväärennösepäilyissä tuote pitää testata oikeassa testauslaboratoriossa asianmukaisilla mittausjärjestelyillä.

Yleinen sekaannus asennustesterin käytössä on 6 mA tasavikavirran tunnistimen ja B-tyypin 30 mA vikavirtasuojan sotkeminen keskenään vaatimuksineen. Toisin kuin A-tyypin vikavirtasuojan kanssa käytettävän 6 mA tasasähkövikavirran tunnistimen, B-tyypin 30 mA vikavirtasuojan ei tarvitse eikä sen kuulukaan laueta 6 mA tasasähkövikavirralla.

Lähteitä ja lisälukemista

Standardit

• SFS 6000
• SFS-EN 61008-1 
• SFS-EN 62423
• IEC 62955

Artikkelit

• SESKO – usein kysytyt kysymykset: Kuinka DC-vikavirtasuoja tai B-tyypin vikavirtasuoja testataan, esimerkiksi sähköauton latausasemassa?
  (toim. huom.: 6 mA tasavikavirran tunnistin ei ole vikavirtasuoja vaan tasasähkövikavirran tunnistin, vaikka sitä kutsutaan usein ”DC-vikavirtasuojaksi”)