Mene sisältöön

Sähköä aggregaatista

Mikä on aggregaatti?

Aggregaatti on vierasperäinen nimitys polttomoottorin ja sähkögeneraattorin yhdistelmälle. Suomalaisempaa nimeä ei taida löytyä, paitsi ”varavoimakone”, jota kuitenkin voidaan pitää eräänä aggregaatin alalajina: se on aggregaatti, jolla tuotetaan sähköä silloin kun sähköä ei yleisestä jakeluverkosta saada.

Seuraavilla sivuilla on tietoja ja käytännön neuvoja pienehköjen, useimmiten siirrettävien, generaattoriaggregaattien liittämisestä ja käytöstä, kun tarkoitus on tuottaa sähköä yksittäiselle kohteelle, tilapäistarkoituksiin tai varavoimaksi. Tässä ei käsitellä aggregaattien rinnakkaiskäyttöä keskenään tai sähköverkon kanssa. Aggregaattien suuruus on useimmiten muutamasta kVA:sta muutamaan kymmeneen kVA:han.

Etenkin siirrettäviä aggregaatteja käyttävät usein henkilöt tai yhteisöt, joilla ei ole kunnollisia tietoja sen paremmin aggregaateista kuin sähkölaitteistoistakaan. Myyjän tai valmistajan velvollisuus on antaa tiedot itse aggregaatin ja sen varusteiden käytöstä. Käyttäjällä itsellään tulisi kuitenkin olla tietoa aggregaatin ympäristöstä, eli liitännästä ja maadoituksesta sekä aggregaatin toiminnasta erilaisissa tilanteissa.

Karkeasti voidaan aggregaattien käyttöalueet jakaa seuraavasti:

  • Pysyvien rakennusten syöttö silloin, kun niitä ei ole liitetty yleiseen sähköverkkoon
  • Tilapäisten rakennelmien syöttö
  • Siirrettävien laitteiden syöttö
  • Varavoima, joka korvaa vakituisen sähkönsyötön

Viime mainitusta käyttöalueesta on olemassa suomenkielinen opas ”Varavoimalaitokset” (ST-käsikirja no 31, Sähkötieto ry 2000). Tämäkin opas keskittyy sellaiseen kiinteään varavoimaan, jota käytetään hyvin tärkeissä kohteissa, usein automaattisesti käynnistyvänä, ja jonka luotettavuudelle asetetaan suuret vaatimukset.

Yksinkertaisemmista aggregaateista ei suomenkielisiä ohjeita juuri löydy. Moniin tällaisiin ratkaisuihin liittyviä ohjeita on mm ruotsalaisessa oppaassa ”Generatoraggregat, Tekniska anvisningar för anslutning och drift av generatoraggregat” (SEK Handbok 447, Svenska Elektriska Kommissionen 2006). Tätä opasta on seuraavassa käytetty monin osin lähteenä.

Aggregaatille asetetaan hyvin erilaisia vaatimuksia sekä varusteiden että käyttöominaisuuksien osalta. Jos aggregaatin pitää selvitä sellaisen moottorin käynnistyksestä, jolla on käynnistyshetkelläkin suuri kuormitus, aggregaatin pitää kestää syntyvä suuri käynnistysvirta. Jos sen pitää syöttää loisteputkia, suurtaajuista valaistusta tai tasasuuntaajia, tehokerroin ja yliaallot ovat tärkeitä tekijöitä. Jos aggregaattia käytetään hitsauksessa, sen pitää pystyä tuottamaan virtaa siinä oikosulussa, joka hitsaukseen liittyy.

Aggregaatin käyttöalueet

Pysyvien laitosten ja rakennusten varsinainen syöttö

Aggregaatteja käytetään usein pienehköjen pysyvien laitosten ja rakennusten varsinaiseen syöttöön, kun yleistä sähköverkkoa ei ole käytettävissä, esimerkiksi saarissa tai muissa etäällä muusta yhteiskunnasta olevissa paikoissa. Aggregaatti voi syöttää yhtä tai useampaa rakennusta tai laitosta, esimerkiksi kesämökkejä tai majakkaa.

Tilapäisten laitosten ja rakennelmien syöttö

Toinen aggregaattien käyttöalue on tilapäisten rakennelmien tai muiden pienehköjen, siirrettävien laitosten syöttö. Tällöin aggregaatti on ainoa sähkön lähde, eikä ole mahdollista tai edes sopivaa liittää aggregaattia kiinteään verkkoon.


Esimerkkejä ovat rakennustyömaat, kivenmurskaamot, urheilupaikat, tivolit, pelastustyöt ym.

Siirrettävien laitteiden syöttö

Siirrettävää aggregaattia käytetään tässä yhden tai muutaman yhteen kuuluvan kohteen syöttöön. Tällaisia ovat esimerkiksi rakennushissi, siirrettävä pumppu tai hitsauslaite. Pieniä, kannettavia aggregaatteja voidaan käyttää syöttämään sähkötyökaluja, valaistusta, radiota ja TV:tä leirinnässä jne.

Varavoima

Varavoima-aggregaattia (”varavoimakonetta”) käytetään korvaamaan vakituinen sähkönsyöttö sen katketessa. Kuten jo edellä todettiin, tässä ei käsitellä kiinteää, elintärkeiden kohteiden varavoimaa.

Kuitenkin myös mm maanviljelyksessä ja eläintiloilla on monia pakottavia syitä varavoiman käyttöön. Esimerkiksi ilmastointi broilerinkasvatuksessa ja sikatiloilla ei monestikaan saa olla poissa enempää kuin muutamia minuutteja ennen kuin myrkylliset kaasut saattavat tainnuttaa eläimet. Nykyaikainen maidontuotanto vaatii sähköllä toimivaa lypsyä eikä mitään muuta todellista vaihtoehtoa ole olemassakaan. Eläimet tarvitsevat myös suuria määriä vettä, eli pumppujen pitää toimia jne.

Maanviljelyksessä käytetään usein siirrettävää generaattoria, joka käyttää traktoria käyttövoimana ja joka liitetään talon sähköverkkoon varta vasten tehdyssä liitäntäyksikössä.

Kauppaliikkeet, huoltoasemat ja tavaratalot tarvitsevat varavoimaa sähkökatkon aikana kylmätiskeille, valaistukseen, ilmanvaihtoon, kassakoneisiin, pumppuihin ym. Pitkät sähkökatkot aiheuttavat ruoan pilaantumisen ja hävittämistarpeen. Ruokakaupoilla ja vastaavilla on tämän vuoksi erityisiä varavoiman tarpeita, jotka toisinaan voidaan hoitaa siirrettävillä aggregaateilla, joko omilla tai esim verkonhaltijalta tai konevuokraamoilta lainatuilla.

Aggregaatin valinta ja tarvittava teho

Aggregaatteja on monenlaisia ja monen kokoisia, lähtien pienistä bensiinikäyttöisistä alle 1 kVA:n yksiköistä suuriin monen megawatin dieselkäyttöisiin yksiköihin asti.

Muutamaan kVA:han asti on saatavilla yksivaiheisia aggregaatteja. Suurempikokoisiin liittyy aina kolmivaihesyöttö.

Pieniä aggregaatteja myydään usein kuin täydellisiä sähkölaitoksia, jolloin niissä on valmiina suojalaitteet, mittarit ym. Liitäntälaitteina on joko yksivaiheisia maadoitettuja (shuko-) pistorasioita tai viisinapaisia (pyöreitä) CEE-pistorasioita. Suuremmat aggregaatit on tavallisesti tarkoitettu kiinteään liitäntään.

Aggregaattien myyjän tai vuokraajan täytyy huolehtia siitä, että jos laitetta myydään tai vuokrataan käyttövalmiina, siinä on mukana tarvittavat suojalaitteet. Vaatimukset on esitetty mm sähköalan standardeissa ja konedirektiivissä.

Jotkut kolmivaiheaggregaatit on tarkoitettu vain symmetriselle kuormitukselle, eli kuormituksen kaikissa vaiheissa pitää olla lähes yhtä suuri. Tällöin laitetta ei voi käyttää yksivaihekuormilla jotka liitetään yhden vaiheen ja nollapisteen välille tai kahden vaiheen välille.

Tärkeä kysymys aggregaatin valinnassa on sen toiminta oikosulussa. Jotkut aggregaatit voivat ylläpitää oikosulkuvirtaa, mutta joissakin jännite romahtaa generaattorin lähellä sattuvassa oikosulussa. Tällöin suojalaitteet eivät toimi niin kuin pitäisi.

Aggregaatti-generaattorin tuottama oikosulkuteho on paljon pienempi kuin se oikosulkuteho, jonka kiinteä verkko voi tuottaa. Tästä seuraa että verkkokäytössä tarvittavat suojalaitteet eivät monesti toimi oikein aggregaattikäytössä.

Aggregaatin valinnassa on tärkeää ottaa huomioon ne olosuhteet, joissa se tulee toimimaan. Tällaisia huomioon otettavia tekijöitä voivat olla

  • Syötetäänkö siirrettävää laitteistoa vai kiinteää asennusta
  • Kuormituksen suuruus (kW) ja sen tehokerroin (cos ϕ)
  • Kuormituksen tyyppi – lämmityslaitteet, valaistus, moottorit, elektroniset laitteet, hitsauslaitteet jne
  • Kapasitiivisten kuormitusten esiintyminen, esimerkiksi kondensaattoriparisto
  • Kuormituksen herkkyys jännitteen ja taajuuden vaihteluille
  • Maadoitusmahdollisuudet
  • Sijaintipaikka, ulkonäkö ja ympäristö
  • Huoltomahdollisuudet
  • Käyttöhenkilöstön pätevyys

Maallikon pitää tarvittaessa antaa ammattimiehen arvioida, mitä vaatimuksia erityisolosuhteet asettavat aggregaatille.

Aggregaatilta vaadittava teho

Aggregaatin tehoa valittaessa on käsitteillä pätöteho (P) ja näennäisteho (S) perustavaa laatua oleva merkitys. Suhdetta P/S kutsutaan tehokertoimeksi, jonka merkkinä useimmiten on cos ϕ, eli

P = S x cos ϕ tai S = P / cos ϕ

Täysin resistiivisillä kuormilla, kuten lämpölaitteet ja hehkulamput, cos ϕ = 1 ja siis S = P. Purkauslamppujen ja elektroniikkaa sisältävien laitteiden tehokerroin on usein selvästi alempi. Generaattoriaggregaatti pitää aina valita siten, että sen näennäisteho (kVA) on suurempi kuin kuormituksen yhteenlaskettu näennäisteho.

Moottoreilla on usein suuret käynnistysvirrat. Suorakäynnisteisen oikosulkumoottorin käynnistysvirta on 6…8-kertainen nimellisvirta ja lisäksi tehokerroin on pieni käynnistyksessä. Ohjearvoksi käy, että suorakäynnisteisen oikosulkumoottorin teho (kW) ei saa olla yli 10% generaattorin nimellistehosta (kVA). Tähti-kolmio-käynnistyksessä prosenttiluku voi olla 30% ja ns pehmeässä käynnistyksessä vielä hiukan isompi.

Traktorikäytössä voiman ulosoton ilmoitetun tehon (kW) pitää olla vähintään 1,5-kertaa generaattorin nimellisteho (kVA), tai vähintään 2 hevosvoimaa generaattorin nimellistehoyksikköä (kVA) kohti.

Tavallinen erehdys aggregaattia hankittaessa on, että lähdetään annetusta kuormituksen pätötehosta (esim kW:ina), mutta unohdetaan ottaa huomioon yliaallot ja loisteho, joista johtuu alhainen tehokerroin. Ei siis ole laskettu näennäistehoa (kVA) eikä ehkä myöskään otettu huomioon esiintyviä käynnistysvirtoja. Seuraus on, että generaattori ei kykene antamaan vaadittavaa tehoa, jännite romahtaa ja aggregaatti kytkeytyy irti.

Tavallinen virhe on myös, että kun puhutaan sähkömoottorin tehosta, tarkoitetaan akselitehoa ja unohdetaan sekä häviöt että loisteho, joista johtuu, että moottoriin viedyn tehon pitää olla oleellisesti suurempi.


Käytännön ohjeita aggregaatin valintaan

Varavoima tai tilapäisten laitosten syöttö

Jos kyseessä on varavoima-aggregaatti, on selvitettävä, mitä laitteita varavoimalla halutaan käyttää. Esimerkiksi rakennuksen sähkölämmitystä ei kannata korvata varavoimalla vaan puu-uuneilla, nestekaasulämmittimillä jne. Sen sijaan esimerkiksi kaukolämmityksen kiertovesipumppu tai öljylämmityksen sähkölaitteet on syytä ottaa mitoituksessa huomioon.

Jos kyseessä on tilapäislaitoksen syöttö, aggregaatin mitoitus lähtee siitä kuormituksesta, joka enintään voi olla liitettynä. Hyvin harvoin tämä kuormitus on yhtä suuri kuin liitettyjen laitteiden yhteenlaskettu nimellisteho, vaan lähes aina mukana on jonkinlainen tasoituskerroin.

Pysyvien rakennusten varsinainen syöttö

Tärkeä ero edelliseen on mitoitus. Nyt pitää lähteä liikkeelle kaikista niistä laitteista, jotka voivat olla käytössä yhtaikaa. Lisäksi on otettava huomioon moottorien käynnistyessä tarvittava lisäteho.

Esimerkiksi hyvin varustetussa huvilassa jatkuvasti kytkettyinä olevat laitteet voivat olla valaistus, jääkaappi-pakastin, TV, tietokone ja vesipumppu. Tilapäisiä kuormia voivat olla pesukone, pölynimuri, tukankuivain ja liesikin. Tilapäisiä kuormia voi pyrkiä ohjaamaan siten, että liian paljon kuormaa ei ole käytössä yhtaikaa. Sähköliesi ei ole hyvä ratkaisu tällaisessa tapauksessa eikä etenkään sähkölämmitys.

Aggregaattia hankittaessa on syytä ottaa huomioon myös se, että kuormitukset saattavat myöhemmin kasvaa. Myös on otettava huomioon aggregaatin kyky syöttää epäsymmetrisiä (yksivaiheisia) kuormia, suojalaitteiden oikea toiminta sekä kyky toimia oikein kuormien kytkeytyessä.

Kannettavat aggregaatit

Aggregaattien pitää olla siten varustettuja, että niitä voidaan käyttää ilman erityistoimenpiteitä. Sähköä käyttävät laitteet liitetään tavallisesti aggregaatin shuko- tai CEE-pistorasioihin.

Käyttäjät ovat useimmiten maallikoita sähköasioissa. Siksi on erityisen tärkeää, että aggregaatissa on tarvittavat suojalaitteet ja selvät merkinnät, että sitä on helppo käsitellä ja että sen mukana on selvät hoito-ohjeet.

Aggregaatin pitää olla mitoitettu vähintään suurimman odotettavissa olevan kuormituksen mukaiseksi, ottaen huomioon käynnistysvirrat. IP-luokan pitää vastata vähintään niitä olosuhteita, joissa aggregaattia todellisuudessa käytetään.

Kannettavaa aggregaattia ei yleensä tarvitse maadoittaa. Tärkeää on, että kaikkien sähköä käyttävien laitteiden jännitteelle alttiit osat tulevat yhdistetyksi toisiinsa, mikä yleensä ilman muuta tapahtuukin liitäntäjohtojen suojamaadoitusjohtimien kautta. Suojaeristettyjä laitteita (luokka II) tämä ei koske.

Maadoittamattoman aggregaatin vikavirtasuoja ei laukea viassa ”oikeaan maahan”, mutta laukeaa jännitteisen osan ja jännitteelle alttiin osan ( ts vaihejohtimen ja laitteen kuoren) välisessä viassa.

Jos generaattorin nolla- tai keskipiste yhdistetään maahan, vikavirtasuoja toimii normaalilla tavalla.

Aggregaatin suoja- ja valvontalaitteet

Aggregaatin asennuksesta, käytöstä ja hoidosta pitää olla käytettävissä kirjalliset ohjeet. Ohjeiden pitää olla siten muotoiltuja, että ne henkilöt jotka hoidosta vastaavat, ymmärtävät ja osaavat soveltaa niitä. Valitettavasti näin ei aina todellisuudessa ole. Kuitenkin pitää aina olla mahdollista ottaa yhteyttä myyjään tai valmistajaan näiden tietojen saamiseksi.

Nimellisarvot

Aggregaatin pitää olla varustettu merkinnöillä, jotka tarvitaan täyttämään konedirektiivi ja pienjännitedirektiivi. Tavallisia nimellisarvoja ovat mm:

  • nimellisteho, määritys standardin mukaan ja teholuokka, esim 100 kVA LTP ISO 8528
  • sarjanumero
  • nimellisteho, kW, kun cos ϕ = 0,8
  • nimellisjännite, V
  • nimellisvirta, A
  • nimelliskierrosluku r/m
  • nimellistaajuus, Hz
  • kotelointiluokka, IP
  • pyörimissuunta
  • paino
  • aggregaatin valmistaja
  • valmistusvuosi
  • tyyppimerkintä
  • CE-merkintä

Suojalaitteet

Laitteisto, jota syötetään siirrettävällä aggregaatilla, pitää varustaa suojalla, joka vikatapauksessa automaattisesti suorittaa nopean ja varman johtojen tai aggregaattiin liitettyjen kohteiden irtikytkeytymisen. Suojalaitteiden pitää olla sellaisia ja siten mitoitettuja, että ne suojaavat sähköiskulta mutta myös vahingolliselta lämpövaikutukselta johdoissa tai muissa liitetyissä varusteissa.

On huomattava, että suojalaitteet on voitu asentaa joko aggregaattiin tai sen välittömään läheisyyteen. Omistajan/käyttäjän velvollisuus on tarkistaa, että tarpeelliset suojat ovat olemassa.

Suojauksen yksityiskohdat erilaisissa tilanteissa vaihtelevat. Yksinkertaisimmat ne ovat pienessä, siirrettävässä aggregaatissa, jonka on tarkoitus syöttää muutamia siirrettäviä sähkölaitteita, kuten sähkötyökaluja. Tällöin suojalaitteet ovat tavallisesti valmiina aggregaatissa, eikä käyttäjän tarvitse tehdä muuta kuin käynnistää aggregaatti ja liittää kulutuskojeet sen pistorasioihin.

Monissa tapauksissa suojalaitteiden tarpeen arviointi ja asettelu ovat ammattimiesten asioita. Seuraavassa on esimerkkinä SEK Handbok 447:ssä esitetyt suojalaitteet tilanteeseen, jossa syötetään pysyvää laitteistoa tai siirrettäviä laitteita 5…50 kVA siirrettävällä kolmivaiheaggregaatilla:

  • Kolmivaiheinen yli- ja alijännitesuoja kiinteällä asettelulla -15%…+10% ja laukaisun aikaviiveellä enintään 5 s. Suojan pitää seurata jokaisen vaiheen vaihejännitettä, sietää tavallisia kytkentäylijännitteitä ja laueta jos suojassa itsessään on vika. Jos generaattori rakenteensa vuoksi ei voi tuottaa suurempaa jännitettä kuin nimellisjännite +10%, ei ylijännitesuojaa tarvita.
  • Kolmivaiheinen ylikuormitussuoja (terminen ja magneettinen)
  • Virran tunteva maasulkusuoja, jonka nimellislaukaisuvirta on enintään 30 mA. Jos aggregaatissa ei ole maasulkusuojaa toimitettaessa, käyttäjän pitää huolehtia sen asentamisesta, jos aggregaatti syöttää siirrettäviä laitteita
  • Impedanssi (Z) liitettynä nollapisteen (nollajohtimen) ja suojajohtimen väliin. Impedanssin suuruuden pitää olla sellainen, että vikavirta nimellisjännitteellä on noin 60 mA kun vika on vaihejohtimen ja suojajohtimen välillä (kun vikapaikan resistanssi = 0). 230 V vaihejännitteellä impedanssin suuruus on noin 3800 ohmia. Impedanssi (Z) tarvitaan siksi että estettäisiin virrasta riippuvan vikavirtasuojan tarkoituksettomat laukaisut.
    • Huom. SEK Handbok 447 lähtee siitä, että kolmivaiheista aggregaattia käytettäessä suojajohdin yhdistetään aggregaatin runkoon, mutta ei sen tähtipisteeseen. Aggregaatin pääkytkin katkaisee myös tähtipisteeseen yhdistetyn nollajohtimen.

  • Sopiva paikka maadoitusjohtimen liittämiseen. Liittäminen maadoituselektrodiin ei ole välttämätöntä, kun syötetään siirrettäviä laitteita.

Impedanssi Z pitää valita siten, että sen läpi syötetyn laitteiston täydessä maasulussa kulkeva virta on noin kaksinkertainen vikavirtasuojan nimellinen laukaisuvirta, ts noin 60 mA kun nimellinen laukaisuvirta on 30 mA. Tästä saadaan impedanssiksi noin 3800 ohmia kun vaihejännite on 230 V. Jos impedanssi on liian pieni tai ohitetaan, vikavirtasuoja toimii aiheettomasti tavallisella yksivaihekuormituksella.

Vikavirtasuojalla ei ole suoranaista tehtävää, kun aggregaattia käytetään sellaisen kiinteän sähkölaitteiston syöttöön, jossa on käytetty TN-C-järjestelmää. Useimmissa tapauksissa se ei nimittäin reagoi kiinteässä osassa olevassa maasulussa, koska neljäs johdin toimii PEN-johtimena, joka kulkee vikavirtasuojan kautta. Vika ei tällöin aiheuta sellaista epäsymmetriavirtaa, joka saisi suojan toimimaan.

Jos aggregaatti syöttää ainoastaan sen yhteyteen rakennettua jakokeskusta, jonka lähdöt on erikseen tai ryhmissä suojattu enintään 30 mA vikavirtasuojilla, ei näiden lisäksi tarvita generaattorille erillistä vikavirtasuojaa.

Jos aggregaatti ja siihen liitetyt laitteet täyttävät suojaeristettyjen laitteiden vaatimukset, ei vikavirtasuojia tarvita.

Suojalaitteiden toiminnasta on lisäksi huomattava seuraavaa:

  • Ylivirtasuojan on toimittava siten, ettei aggregaattiin liitettyjen johtojen lämpötila nouse liian suureksi
  • Suojalaitteiden on myös toimittava siten, että vian aikana syntyvät kosketusjännitteet eivät nouse liian suuriksi. Monissa tapauksissa tämä tarkoittaa sitä, että vika on laukaistava enintään 0,4 sekunnissa, pääjohtojen vika kuitenkin enintään 5 sekunnissa.
  • Kosketusjännitteitä koskevat vaatimukset eivät aina täyty pelkillä ylivirtasuojilla, jolloin lisäsuojaksi tarvitaan vikavirtasuoja.
  • Aggregaatin tuottama oikosulkuteho voi olla liian pieni katkaistakseen syötön niin nopeasti, ettei johdoille sallittu suurin lämpötila ylity. Sopiva ratkaisu on monesti alijännitelaukaisu, koska oikosulussa generaattorin napajännite laskee tällöin voimakkaasti.

Valvontalaitteet

Valvontaa varten pitää 5…50 kVA aggregaatissa olla vähintään

  • volttimittari tai muu järjestely jännitteen mittaamista varten vähintään yhdessä vaiheessa
  • taajuuden osoitus

Ulkokäytössä pitää valvontalaitteiden toimia kun lämpötila on välillä -25oC…+40oC.

Aggregaatin liitännät

Liitäntä aggregaatin kuormitukseen voi tapahtua erilaisilla pistokejärjestelyillä tai kiinteästi. Erityisesti on huolehdittava siitä, että voimassa olevien säännösten mukaiset laukaisuehdot täytetään.

Siirrettävän aggregaatin liitäntä siirrettävään laitteistoon

Pienehköt siirrettävien sähkölaitteiden, kuten pumppujen, valonheittimien, sähkötyökalujen jne käyttämiseen tarkoitetut aggregaatit on tavallisesti varustettu pistorasioilla, joko yksivaiheisilla shuko- tai kolmivaiheisilla CEE-rasioilla, tai näillä molemmilla.

Aggregaatin yksivaiheliitäntään sähkölaite liitetään tavanomaisesti. Kolmivaiheliitännässä pitää kiinnittää huomiota vaihejärjestykseen. Väärä vaihejärjestys aiheuttaa sen, että moottorikäyttöiset laitteet, esim sirkkelit, pumput ja puhaltimet, toimivat väärinpäin, mistä voi aiheutua sekä henkilö- että omaisuusvahinkoja. Jos halutaan välttää muutostyöt pistotulpissa tms, pitää valita varusteet joissa on ns vaiheenkääntäjä. Tällä voidaan vaihejärjestys muuttaa oikeaksi vain kääntämällä se asennosta toiseen.

Siirrettävän aggregaatin liittäminen kiinteän laitteiston varavoimaksi

Generaattorilla voi olla omana voimanlähteenä bensiini- tai dieselmoottori tai erillinen voimanlähde. Etenkin maaseudulla käytetään usein ns traktoriaggregaattia, joka saa käyttövoimansa traktorin voimanulosotosta.

Liitäntälaitteet

Kun varavoima-aggregaatin käyttöä suunnitellaan, pitää syötettävän laitteiston liitäntäjohtoon asentaa tarvittavat liitäntälaitteet. Nämä muodostuvat varsinaisesta liittimestä ja varavoimakytkimestä. Varavoimakytkin on vaihtokytkin, jolla syöttö kytketään joko kiinteään sähköverkkoon tai varavoimaan.

Varavoimakytkimen pitää ehdottomasti olla sellainen, ettei aggregaatista voi syntyä sähkön syöttöä verkonhaltijan verkkoon. Muutenkin liitäntälaitteiden rakenteen on oltava verkonhaltijan hyväksymä.

SEK Handbok 447:n mukaan jos liitäntälaitteiden nimellisvirta on enintään 125 A, ratkaisuksi sopii kahvasulakeliitäntä. Saman lähteen mukaan 63 A nimellisvirrasta alkaen liitäntä on varustettava lukittuvalla tai lukittavalla liittimellä tai vaihtoehtoisesti sen on oltava lukitussa kotelossa.

Aggregaatti pitää varustaa standardien mukaisilla liitäntälaitteilla (CEE), että sitä voitaisiin käyttää eri paikoissa.

Liitäntäpistorasia ei saa olla jännitteinen, kun kiinteässä verkossa on jännite. Tämä vaatimus voidaan täyttää tehdasvalmisteisella vaihtokytkimellä. Liitäntäyksikkö voidaan vaihtoehtoisesti varustaa kuormanerottimella, joka on asennettu siten, että liitäntäpistorasia ei voi tulla jännitteiseksi ulkoisesta verkosta sekä siten, että takasyöttö ulkoiseen verkkoon tai rinnankäyttö ulkoisen verkon kanssa ei ole mahdollista.

Liitäntäyksikössä pitää myös olla merkkilamppu, joka osoittaa verkkojännitteen palautuneen.

On tärkeää tarkistaa jokaisessa liitännässä, että vaihejärjestys on oikea. Tämä on tarpeen etenkin silloin, kun aggregaattia käytetään monessa paikassa.

Nolla- ja suojajohtimen liitäntä

SEK Handbok 447:n mukaan johdossa, jolla aggregaatti liitetään, pitää olla erillinen nollajohdin (N) ja suojajohdin (PE). Varavoima-aggregaatin nollajohdin ja suojajohdin pitää yhdistää verkonhaltijan verkkoon kiinteässä asennuksessa. Varavoimakytkin (vaihtokytkin) ei saa katkaista nollajohdinta eikä suojajohdinta.

Jos varavoimalla syötettävässä asennuksessa ei ole liitäntäyksikköä, aggregaatti voidaan liittää kiinteästi sen jälkeen kun liitäntäjohto on irrotettu verkonhaltijan verkosta. Tällaisen irrotuksen saa tehdä vain ammattimies.

Aggregaatin maadoitus

Siirrettävä aggregaatti, joka syöttää siirrettävää laitteistoa

SEK Handbok 447:n mukaan siirrettävää aggregaattia, joka syöttää siirrettävää laitteistoa, ei normaalisti tarvitse yhdistää maahan, ts maadoitukseen. Jos liitetty laitteisto kuuluu luokkaan I (suojamaadoitettu), aiheuttaa maasulku jännitteelle alttiiseen osaan sen, että sekä ylivirtasuoja että vikavirtasuoja voivat katkaista syötön. Tämä edellyttää, että jännitteelle altis osa on yhdistetty generaattorin nollapisteeseen suojajohtimella.

Sovellettava suojausmenetelmä silloin kun järjestelmää ei ole yhdistetty maahan, on periaatteessa sama kuin suojaus suojaeristyksen avulla. Mm seuraavia vaatimuksia on asetettu ruotsalaisessa esikuvajulkaisussa (SEK Handbok 447):

  • Jännite ei saa ylittää 500 V
  • Jännitteelle alttiit osat eivät saa mistään kohtaa olla yhteydessä toiseen virtapiiriin tai maahan.
  • Liitäntäjohtojen pitää olla näkyvissä koko siltä osuudeltaan, jolla ne voivat vahingoittua mekaanisesti.
  • Virtapiirit pitää normaalisti sijoittaa erilleen muiden virtapiirien johdoista.
  • Jännitteelle alttiit osat eivät saa olla johtavassa yhteydessä muiden virtapiirien PEN-johtimeen, suojajohtimeen tai jännitteelle alttiisiin osiin.
  • Jännitteelle alttiit osat pitää yhdistää eristetyillä potentiaalintasausjohtimilla.
    • Huom I-luokan laitteiden potentiaalintasaus tapahtuu suojajohtimien avulla, koska suojajohtimet on yhdistetty toisiinsa yhteisissä haaroittumispisteissä tms. Luokan II laitteissa ei ole jännitteelle alttiita osia, eivätkä ne tarvitse potentiaalintasausta.

Siirrettävä aggregaatti, joka syöttää kiinteää asennusta

Kun aggregaatti syöttää kiinteää asennusta, pitää liitäntäkohtaan järjestää maadoituselektrodi. Tämä koskee sekä tilannetta, jossa aggregaatti huolehtii varsinaisesta sähkön toimituksesta, että kiinteän verkon varavoimana toimivaa aggregaattia. Kun aggregaatti toimii varavoimana, varmistetaan maadoituksella, että asennus on maadoitettu vaikka verkonhaltijan PEN-johdin olisi poikki (SEK Handbok 447).

Maadoituselektrodi tehdään sauvoista, jotka upotetaan pystysuoraan maahan tai köysistä, jotka sijoitetaan vaakasuoraan vähintään 0,5 m syvyyteen. Elektrodit ovat yleensä kuparia, köysien poikkipinta vähintään 16 mm2. Myös muunlaisia elektrodeja käytetään toisinaan.

Maadoituksen toteutuksessa pitää pyrkiä pieneen ja muuttumattomaan maadoitusvastukseen. Paras tulos saavutetaan kosteassa maassa, savimaassa tai ruokamullassa. Maadoitusvastuksen arvo ei kuitenkaan tässä tapauksessa ole kriittinen, mutta alle 100 ohmin maadoitusvastukseen tulisi pyrkiä.

Sivun alkuun