Säänkestävien verkkojen kasvavaa kysyntää ruokkii nykyinen elämäntapamme, jossa jatkuva ja laadukas sähkönsaanti on edellytys ammatillisen ja sosiaalisen elämämme sujumiselle. Vastatakseen tähän kysyntään jakeluverkonhaltijat voivat harkita muutamia vaihtoehtoja, joista yksi on nykyisten ilmajohtojen korvaaminen maakaapeleilla. Maakaapeloinnin lisäämisellä on hintansa, jossa varsinaiset kaapeli-investoinnit ovat vain osa totuutta. Kaapeliverkon laajentaminen kasvattaa maasulkuvirtoja ja vaarallisia jännitteitä, jotka on saatava hallintaan. Ratkaisuna on maasulkuvirtojen kompensointi asentamalla tai skaalaamalla nykyisiä Petersen-keloja. Myös maasulkusuojausjärjestelmä vaatii jonkin verran huomiota, koska uusi verkkorakenne asettaa haasteita perinteisille maasulkusuojausjärjestelmille. ABB:n ratkaisu näihin haasteisiin on palkittu monitaajuuksinen admitanssipohjainen maasulkusuoja, jolla voidaan hallita vaikeimmatkin vikatilanteet ja taata erittäin luotettava suojaus.
ABB on panostanut kumppaneidensa kanssa tuntuvasti tutkimukseen, joka koskee maastaerotettujen ja kompensoitujen verkkojen maasulkuihin liittyviä ilmiöitä sekä etenkin uusia haasteita, joita lisääntyvä kaapelointi aiheuttaa. Tavoitteenamme oli tarjota parhaat mahdolliset suojausominaisuudet, jotka turvaavat ihmishenkiä ja asennettua omaisuutta sekä minimoivat vaikutukset sähköntoimituksen laatuun vähentäen tarpeettomia katkoksia. Laaja tutkimustyö on kannattanut – ja tuottanut merkittäviä tuloksia. Olemme pystyneet ottamaan käyttöön uusinta uutta maasulkusuojauksessa, nimittäin kosketusjännitteeseen perustuvan maasulkusuojauksen, joka tunnetaan myös tunnuksella IFPTOC. Toiminnolla voidaan laskea vikavirta ja arvioida tuloksena oleva vaarallinen kosketusjännite todellisessa vikakohdassa.
Verkko-operaattorit voivat nyt ensimmäistä kertaa ottaa käyttöön maasulkusuojauksen, joka optimoi tasapainon turvallisuuden ja toimituslaadun välillä. Perinteiset maasulkusuojaustoiminnot mittaavat sähköaseman vikavirtaa ilman, että tiedetään sen taso vikakohdassa. Ero voi olla huomattava riippuen johtolähdöstä ja verkon kytkentätilanteesta. Perinteisille maasulkusuojaustoiminnoille asetetut parametriarvot ovat tyypillisesti huono kompromissi turvallisuuden ja sähkönsyötön jatkuvuuden välillä, mikä voi asiakkailla johtaa vaarallisiin vikatilanteisiin tai ei-toivottuihin sähkökatkoksiin.
Uusi suojaustoiminto tuo käyttöön dynaamisen toimintaviiveen, jota ohjaavat laskettu vikavirta ja vikakohdan kosketusjännitetaso. Tällöin toiminto täyttää sähköturvallisuusstandardien (esimerkiksi EN 50522 tai IEEE 80) määräykset suurimmista sallituista kosketusjännitteistä, mutta vähentää kuitenkin tarpeettomia katkoksia. Toisin sanoen verkkotoiminnoista vastaavat henkilöt voivat luottaa siihen, että verkot ovat suojattuina turvallisuusstandardin mukaisesti jatkuvasti, myös verkkotopologian muuttuessa ja vikatilanteissa.
Lisätietoja ABB:n uudesta suojausmenetelmästä on teknisessä asiakirjassa ”Enhancing electrical safety and reliability of protection with novel touch voltage-based earth-fault current protection” (Sähköturvallisuuden ja suojauksen luotettavuuden parantaminen uudella kosketusjännitteeseen perustuvalla maasulkusuojauksella), joka on ladattavissa täältä.
Tietoja kirjoittajasta
Olli Rintamäki työskentelee tuotelinjapäällikkönä ABB Distribution Solutionsilla Vaasassa. Hän on kirjoittanut tai ollut mukana kirjoittamassa useita konferenssijulkaisuja sähköverkkojen suojauksesta ja ohjauksesta.
