Nollajohtimen mitoitus

Nollajohtimen mitoituksen peruste on samanlainen kuin vahejohtimenkin. Sen mitotuksessa on siis otettava huomioon sekä johtimen oma kuormitettavuus että myös vaikutus koko kaapelin lämpenemiselle. Sen virta aiheuttaa samalla tavalla kuin häviöitä johtimessa ja näin ollen myös lämmittää sitä kuin vaihejohtimenkin virta. Nollajohtimen virran suuruuteen vaikuttaa eri vaiheissa olevien kuormitusten suuruus ja laatu.

(SFS 6000-524.2) Nollajohtimen poikkipinnan on oltava vähintään yhtä suuri kuin vaihejohtimen:

  • yksivaiheisissa virtapiireissä
  • monivaihepiireissä, kun vaihejohtimen poikkipinta-ala < 16 mm2 Cu tai 25 mm2 Al
  • kolmivaihepiireissä, joiden virrassa on kolmannen yliaallon ja sen kerrannaisten aiheuttaminen virtojen teholisarvojen osuus kokonaisvirran tehollisarvosta 15 … 33 %.

Yksivaiheinen kuormitus

Yksivaiheisessa kuormituksessa nollajohtimen virta on saman suuruinen vaihejohtimen virran kanssa. Kuormitustaulukoissa onkin tämän vuoksi omat arvot kahdelle kuormitetulle johtimelle ja nollajohtimen poikkipinta-alaksi valitaan sama vaihejohtimen kanssa.

johtolämpö

Kolmivaiheinen kuormitus

Kolmivaihejärjestelmässä nollajohtimeen summautuu vaihevirrat, joiden vaNollavirtaihe-eroista johtuen nollajohtimen virta on usein pienempi kuin yhdenkään vaihejohtiminen virta (symmetrinen, lineaarinen kuorma => nollajohtimessa ei kulje virtaa). Tämän vuoksi  aiemmin on käytetty johtoja, joissa nollajohdin on poikkipinnaltaan esim. 1/2 vaihejohtimen poikkipinta-alasta ( esim. MCMK 3X70+35/35).
Monivaihepiireissä (S >16 mm2 Cu tai 25 mm2 Al) voi nollajohtimen poikkipinta-ala olla vaihejohtimen poikkipinta-alaa pienempi, jos:

  • normaalikäytössä piirissä kulkeva virta on tasapainossa vaiheiden välillä ja kolmannen yliaallon ja sen parittominen kerranaisten virtojen teholistarvojen osuus on enintään 15 % äärijohtimen virrasta
  • nollajohdin on ylivirtasuojattu (431.2)
  • nollajohdin >16 mm2 Cu tai 25 mm2 Al

Sähköverkossa olevat kuormat sisältävät kuitenkin paljon laitteita (esim. tietokoneiden hakkuriteholähteet, moottorien taajuusmuuttajat, valaistuksen säätimet), joiden virta ei ole sinimuotoista. Tällöin johtimien virroissa esiintyy yliaaltoja, jotka on myös otettava nollajohtimen mitoituksessa huomioon.

3-vaihevirrat

Tehtävä:

Kolmivaiheisessa ryhmässä on kuormana tehot
Vaihe 1: teho P1=1500 W, cosφ1 =1
Vaihe 2: teho P2=500 W, cosφ2 = 0,9
vaihe 3: teho P3=1500 W, cosφ2 =0,5Laske vaihevirrat ja piirrä osoitinkuva, kun U1v =230 V/0°
Kuinka suuri on nollajohtimen virta?
Millainen tulee ryhmäjohdon poikkipinnan olla (3-vaiheinen ryhmä), uppoasennus?
Nollajohdintehtävä

Yliaaltojen vaikutus mitoitukseen

Yliaaltojen vaikutus johtimien mitoitukseen otetaan huomioon korjauskertoimiaen avulla (SFS 6000-LIite 52E).. Liitteessä on esitetty mitoitusesimerkki.

Nollavirta_yliaalto

yliaalto

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *