Mene sisältöön

Suuria ja pieniä jännitteitä

Mikä jännite on?

Sähköverkon jännitettä voidaan verrata vesijohtoverkon paineeseen. Kumpikin on omassa verkossaan olemassa. Jos vesijohtoverkossa avataan hana tai sähköverkkoon kytketään sähkölaite, syntyy virta. Virran suuruus riippuu siitä, paljonko hanaa avataan tai millaiset ominaisuudet sähkölaitteella on. Jos paine tai jännite olisi suurempi, olisi samassa tilanteessa virtakin suurempi.

Yleisen jakeluverkon jännite (ns pienjännite) Suomessa on 230 V (volttia). Tähän jännitteeseen on vähitellen päädytty, kun on etsitty kokonaisuuden kannalta edullisinta vaihtoehtoa. Jos jännite olisi pienempi, johtimien olisi usein oltava vahvempia. Jos jännite olisi suurempi, sähköstä aiheutuva vaara alkaisi kasvaa. Yleisestä jakeluverkosta saatava sähkö on vaihtosähköä.

Pienjännitteet eivät ole eri maissa yhtäläiset. On myös maita, joissa on käytössä monia pienjännitteitä. Lue lisää sivulta Pistorasiat ja ulkomaat.

Suomessakin on aikanaan ollut monissa paikoissa käytössä 127 voltin jännite ja nykyinen 230 voltin jännite oli aikaisemmin 220 volttia. Myös tasasähköllä toimivia jakeluverkkoja on Suomen eräissä kaupungeissa aikanaan ollut, jännitteenä mm 120 volttia.

Sähkölaitteet rakennetaan yleensä toimimaan jollain tietyllä nimellisjännitteellä, Suomessa pienjänniteverkkoon kytkettäväksi tarkoitetut siis 230 voltilla. Jos sähkölaite kytketään suurempaan jännitteeseen, se tavallisesti kuumenee liikaa ja tuhoutuu ennemmin tai myöhemmin. Jos sähkölaite kytketään pienempään jännitteeseen, se ei toimi tarkoitetulla tavalla. Kaikkien sähkölaitteiden pitää kuitenkin kestää pientä jännitevaihtelua, sillä verkkojen jännite vaihtelee aina jonkin verran. Mm 220 voltin ja 240 voltin nimellisjännitteiset laitteet toimivat tavallisesti aivan hyvin 230 voltilla.

Sähkön siirron ja jakelun jännitteet

Sähköä on vaikea siirtää pienillä jännitteillä pitkiä matkoja. Tästä syystä sähkön siirtoverkoissa käytetään suurjännitteitä, useimmiten välillä 110 000 – 400 000 volttia eli 110 – 400 kilovolttia (kV). Näillä jännitteillä sähköä voidaan siirtää esimerkiksi Suomen päästä päähän. Suuret jännitteet vaativat johdoilta ja laitteilta vahvat eristykset ja pitkät turvavälit.

Siirtoverkkojen ja pienjänniteverkkojen välissä ovat keskijänniteverkot, joiden jännite Suomessa on useimmiten 20 kV, monissa kaupungeissa myös 10 kV. Näissä verkoissa sähkö tuodaan lähelle kulutuspisteitä siten, että pienjännitteellä sähköä joudutaan siirtämään yleensä enintään muutama sata metriä. Jakelumuuntamo, jossa keskijännite muutetaan pienjännitteeksi, löytyy läheltä jokaista yleiseen sähköverkkoon liitettyä kulutuspistettä.

Myös keskijännitteillä tarvitaan vahvat eristykset ja pitkät turvavälit, kuitenkin pienemmät kuin suurjännitteillä.

Keskijännite- ja pienjänniteverkot muuntamoineen muodostavat yhdessä jakeluverkon.

Jännitteet autoissa ja veneissä

Henkilö- ja pakettiautoissa käytetään useimmiten 12 voltin jännitettä, mutta isoissa autoissa myös 24 V on tavallinen. Veteraaniautoista voi löytyä myös 6 voltin järjestelmä.

Nämä jännitteet perustuvat siihen, että virtalähteenä tai sähkövarastona käytetään akkua. Tavallisesta autonakusta saadaan 12 volttia tasasähköä. Kytkemällä kaksi 12 voltin akkua peräkkäin (sarjakytkentä) saadaan 24 V jännite. Vastaavasti neljän 12 V akun sarjakytkennällä saadaan 48 V. Lue lisää sivulta Akut.

Alle 50 voltin jännitteiden etuna on, että ne eivät yleensä aiheuta hengenvaarallisia sähköiskuja. Palonvaaraa ne kylläkin voivat aiheuttaa, jos virtalähteen tehot ovat riittäviä. Myös vuotovirtaongelmat ovat pienellä jännitteellä vähäisemmät kuin tavallisilla verkkojännitteillä. Pienet jännitteet vaativat kuitenkin melko paksut johtimet pientenkin tehojen siirtoon.

Kun 12 V järjestelmät ovat autojen vuoksi yleisiä, on niitä helppo käyttää muuallakin, kuten veneissä, kesämökeillä, siirrettävissä sähkölaitteissa jne.

Kehitysvaiheessa olevissa sähköautoissakin käytetään akkuja, joita sarjaan kytkemällä saadaan 48 voltin tai suurempiakin jännitteitä.

Paristojen jännitteet

Monet siirrettävät ja vähän sähköä käyttävät sähkölaitteet toimivat paristoilla, joista saadaan pieniä tasasähköjännitteitä. Lue lisää sivulta Paristot.

Kolmivaihesähkö

Vaihtosähköön liittyy käsite kolmivaihesähkö. Kolmivaihesähköä käytetään mm kohteissa, joissa sähköä kuluu paljon (esim suurehko sähköliesi, sähkökiuas, sähkömoottori). Useimpiin nykyaikaisiin rakennuksiin tulee kolmivaihesähkö, vaikka pääosa sähkölaitteista on yksivaiheisia. Edellä selostettu 230 V jännite onkin itse asiassa vaihtosähköjärjestelmän yhden vaiheen jännite. Kolmivaihejännite on 400 V. Lue lisää sivulta Vaihtosähkö ja tasasähkö.



Sivun alkuun