Jordning och skyddsledare 541 Allmänt

I detta kapitel anges säkerhetskrav i elinstallationer gällande jordning och skyddsledare.

Jordning från säkerhetssynpunkt – skyddsjordning – är avsedd att skydda mot för hög beröringsspänning.

Jordning för funktionsändamål – funktionsjordning – är enbart avsedd för att åstadkomma riktig funktion hos elinstallationen. Denna jordning ska inte försämra säkerheten.

Källa: IEC 60417 (databasstandard) 542 Jordning

542.1 Allmänna fordringar

Jordning är antingen avsedd för både eller en av dessa ändamål, skyddsändamål och funktionsändamål. Fordringar för säkerhet har alltid företräde.

Där så behövs ska en jordelektrod anslutas till huvudjordningsskenan med en jordtagsledare. En installation behöver inte ha en egen jordelektrod.

Där en installation matas med högspänning ska skydd mot fel mellan högspänningsmatningen och jord samt lågspänningsinstallationen vara utförda i enlighet med avsnitt 442.

Krav för jordning är avsedda att ge en anslutning till jord:

● Som är tillförlitlig och lämplig för skyddsfordringar för installationen

● I vilken felströmmar och skyddsledarströmmar kan flyta utan fara från termiska,

termomekaniska och elektromekaniska påkänningar och från elchock som kan uppstå från dessa strömmar

● Om det behövs så ska den även vara lämplig för funktionsjordning

● Som ger motståndskraft eller mekaniskt skydd tillsammans med lämplig mtståndskraft mot korrosion med hänsyn taget till uppskattad yttre påverkan, se kapitel 51.

Om högfrekventa strömmar förväntas flyta ska hänsyn tas till detta vid anordnandet av jordning, se avnitt 444.

Enligt kapitel 41 ska inte skydd mot elchock förämras av förutsebara förändringar i jordelektrodens resistans, exempelvis genom korrosion, torka eller kyla.

542.2 Jordelektroder

Material och dimensioner för jordelektroder ska väljas så de motstår korrosion och har en mekanisk hållfasthet som är lämplig i förhållande till den förväntade livslängden. För korrosion kan markens pH-värde, jordresisitivitet, markfuktighet, läckströmmar, kemiska föroreningar och närhet till olika metaller beaktas.

Vid utförande av åskskyddsanläggningar, se SEK Handbok 452 Åskskydd.

För material som vanligtvis används som jordelektroder anges minimistorlekar från korrosionssynpunkt och med hänsyn till mekansk hållfasthet enligt följande tabell:

Här kan minimidimensioner för val av allmänt använda material för jordelektroder som är nedgrävda i marken eller ingjutna i betong med hänsyn taget till korrosion och mekanisk hållfasthet utläsas.

Val av montering och materiel är beroende av vilket slag av jordelektroder som ska användas.

Jordtagsresistansen beror av de befintliga markförhållandena. Enligt följande tabell kan erfarenhetsvärden på jordtagsresistanser utläsas:

Vid ytjordning består jordelektroden vanligtvis av en eller flera linor som är horisontalt nedgrävda i marken. Vid djupjordning (till minst 2 m djup) består jordelektroden av linor eller stänger som är neddrivna i marken.

I jordningen ska ingående ledare vara så dimensionerade att den maximala jordslutningsströmmen inte kan framkalla någon skadlig uppvärmning, varken för ledare eller omgivningen.

Vid kopparbelagt stål förutsätts kopparskiktet vara fäst vid stålet på ett beständigt sätt, så att det motstår förutsedda påfrestningar utan att släppa från stålet. Standarden anger även möjlighet att använda metallarmering i betong inbäddad i jord som jordelektrod, en så kallad

fundamentjordelektrod. Fundamentjordning i kombination med ringlina runt en byggnad är ett bra sätt att anordna en jordelektrod, vilka markförhållanden som än råder.

Avsnitt 411.4.1 anger exempel på beräkningsmetod för jordtagsresistans i förhållande till beröringsspänningar. Jordtag som gäller åskskyddsanläggning, se SS-EN 62305-serien, för

reservkraftaggregat som används som alternativmatning vid bortfall av elnätet, se avsnitt 551.4.3.2.

och SEK Handbok 447 – Generatoraggregat, avsnitt 12.2.

542.2.2 Jordelektroders effektivitet beror på dess utförande och de lokala markförhållandena. Bilaga 54D get metoder för uppskattning av jordelektrodens resistans.

542.2.3

Här följer olika typer av jordelektroder som kan användas:

- fundamentjordelektroder som är ingjutna i betong - fundamentjordelektrod som är nedgrävd i marken

- metallmantlar som andra metallhöljen på kablar i enlighet med lokala förhållanden och fordringar

- jordelektroder i mark, vertikalt eller horisontellt (t ex jordspett, ledare, band, rör, plåt) - andra lämpliga nedgrävda metalldelar (t ex rör) i enlighet med lokala förhållanden och

fordringar.

- svetsad metallarmering i betong (förutom spännbetong) som är nedgrävd i marken.

Den ökade användningen av isolerande monteringsdetaljer i rörledningsnät för det olämpligt att använda de som jordelektroder.

Anslutning av metallrörsnät t ill skyddsutjämningssystemet enligt kapitel 41 bidrar till ökad säkerhet.

Jordelektroder för åskskydd ska inte ersätta jordelektrod för elsäkerhet i elinstallationen. Dess jordtagsresistans kan vara såväl för hög som för osäker i detta sammanhang vilket gör det osäkert. I potentialutjämnande syfte förbinds åskskyddsanläggningens jordtagsledare till huvudjordningsskenan i elinstallationen.

542.2.4 Vid val och typ av nedgrävningsdjup för jordelektroder ska lokala förhållanden och krav övervägas så att uttorkning och tjäle inte ökar jordtagsresistansen så att skyddsåtgärderna mot elchock inte försämras.

542.2.5 Korrosionsrisken ska beaktas vid användning av olika material i ett jordningssystem. Då man har externa ledare (t ex jordtagsledare) som är anslutna till fundamentjordelektroder i betong, ska anslutningen till varmförzinkat stål inte förläggas i marken.

Direkt förbindelse mellan metaller som ligger långt ifrån varandra i den s k elektrokemiska spänningsserien, som t ex aluminium och koppar, ska undvikas. Metallen med lägst potential i

spänningsserien kommer att oxidera och därmed vittra sönder. I följande tabell kan material som passa ihop utläsas. Detta är under normala förutsättningar, alltså inga aggressiva ämnen som kan påverka från t ex luften.

542.2.6 Metallrör för brännbara vätskor eller gaser ska inte användas som jordelektrod och längden på dess nedgrävda delar ska inte beaktas vid dimensionering av jordelektroden. Om katodiskt skydd tillämpas och de utsatta delarna på en elapparat som matas av ett TT-system är direkt anslutna till metallrör för brännbara vätskor eller gaser, kan dessa utgöra jordelektroden för denna specifika apparat.

542.2.7 En jordelektrod ska inte vara direkt nedsänkt i vatten.

542.2.8 Där jordelektroden består av delar som behöver kopplas samman, ska anslutningen göras genom exotermisk svetsning, kontaktpressning, anslutningsklämmor eller med annan lämplig mekanisk anslutningsanordning.

542.3 Jordtagsledare

Jordtagsledare ska dimensioneras enligt 543.1.1 eller 543.1.2. Tvärsnittsarean ska vara minst 6 mm^2 för koppar och 50 mm^2 för stål. Jordtagsledare som är oisolerade och förlagda i marken ska även dimensioneras enligt tabell 54.1.

Jordtagsledaren kan dimensioneras enligt avsnitt 544.1. om ingen märkbar felström förväntas flyta genom jordelektroden (t ex i TN- eller IT-system).

Aluminiumledare ska inte användas som jordtagsledare.

Där åskskyddssystem är anslutet till jordelektroden bör tvärsnittsarean för jordtagsledaren vara minst 50 mm^2 för koppar och 78 mm^2 för järn (se SS-EN 62305-serien).

Jordtagsledare som skyddas mot mekanisk skada ska förses med lämpligt skydd av galvaniserat rör eller vinkelstång av stål, alternativt skyddas på annat sätt enligt tillämplig produktstandard. Det är viktigt att systemet utförs på ett sätt som enkelt möjliggör mätning eftersom jordtagsresistansen för jordtag ibland behövs mätas vid t ex periodiska kontroller.

542.3.2 Anslutning av jordtagsledare till jordelektrod ska vara varaktig och elektriskt tillförlitlig.

Anslutningen ska göras genom exotermisk svetsning, kontaktpressning, anslutningsklämmor eller annan anslutningsanordning. Anordningarna ska monteras enligt tillverkarens anvisning. Då en anslutningsklämma används ska inte denna skada jordelektroden eller jordtagsledaren.

Anslutningsanordningar som enbart är fastlödda ska inte användas självständigt eftersom de inte har tillräckligt mekanisk styrka. Där vertikala jordelektroder är installerade bör det även finnas möjlighet att inspektera anslutningen och att byta ut det vertikala spettet.

542.4 Huvudjordningsskena

I varje installation där man har använt skyddsutjämning ska det finnas en huvudjordningsskena och följande ledare ska anslutas till den:

Skyddsutjämningsledare - Jordtagsledare - övriga skyddsledare

- ledare för funktionsjordning, om det används.

Det är inte nödvändigt att ansluta varje skyddsledare direkt till huvudjordningsskenan om de är anslutna till denna skena via andra skyddsledare. Huvudjordningsskenan i byggnaden kan användas för funktionsjordning. För informationstekniska ändamål anses den vara anslutningspunkten till jordelektrodnätet.

Finns det fler än en jordningsskena ska dessa sammankopplas.

Skyddsledare i huvudledningar kan användas för sammankoppling av jordningsskenor. Jordtagsledare ansluts endast när en sådan finns i installationen, annars ansluts inkommande skyddsledare till huvudjordningsskenan, där kontakten till nätägarens jordelektrod förmedlas.

Då anslutning av ledare för t ex funktionsjordning sker är det lämpligt att skenan är åtkomplig utan att ingrepp i andra delare av elinstallationen fordras, t ex gruppcentralen.

Huvudjordningsskenan kan även behöva ha plats för:

- ledare för överspänningsskydd

- ledare ansluten till en jordad ringledare - ledare i åskskyddssystem.

Huvudjordningsskenan bör placeras invid servicecentralen eller motsvarande huvudcentral i byggnaden.

542.4.2 Varje ansluten ledare till huvudjordningsskenan ska kunna kopplas loss individuellt, endast med hjälp av verktyg.

543 Skyddsledare

543.1 Minimiarea

Minimiarean hos varje skyddsledare ska uppfylla villkoren för automatisk frånkoppling av matningen enligt kraven i avsnitt 411.3.2 samt tåla de mekaniska och termiska påkänningarna som orsakas a den

förväntade felströmmen under skyddsanordningens frånkopplingstid.

Skyddsledaren area ska dimensioneras genom antingen beräkningar enligt avsnitt 543.1.2 eller genom val enligt följande tabell:

Anslutningskl’mmor för skyddsledare ska dimensioneras så att det går att ansluta ledare som dimensionerats enligt detta avsnitt.

I TT-system, där matningens jordelektrod och utsatta delar inte är sammankopplade, behöver tvärsnittsarean hos skyddsledare inte överstiga 25 mm^2 för koppar och 35 mm^2 för aluminium.

543.1.2 Skyddsledaren ledararea ska inte understiga värdena som bestämts antingen - i enlighet med IEC 60949, eller

- genom följande formel, där frånkopplingstiden inte överstiger 5 s:

S=(

√

I 2 tˆ ) / k

där S = ledarearean i mm^2, I=effektivvärdet i A för den förväntade felströmmen som kan flyta i skyddsledaren (SS-EN 60909-0) vid fel som har försumbar impedans, t=bryttiden i s för skyddsanordningen, k=faktor som beror på skyddsledarens material, isolering och andra delars material samt begynnelse- och sluttemperaturer (beräkning av k ges i bilaga 54A).

543.1.3 En separat framtagen skyddsledare som inte ingår i matande kabel ska minst uppfylla följande area:

- 2,5 mm^2 Cu eller 16 mm^2 Al om den är skyddad mot mekanisk skada.

- 4 mm^2 Cu eller 16 mm^2 Al om den inte är skyddad mot mekanisk skada.

Ingår inte skyddsledaren i en kabel anses den ändå vara mekaniskt skyddad om den installeras i ett rör, kanel eller skyddas på liknande sätt.

543.1.4 Om skyddsledaren är gemensam för flera kretsar ska arean vara dimensionerad enligt följande:

- beräknade enligt avsnitt 543.1.2 för den högsta förväntade felströmmen och den längsta bryttiden som kan förväntas i dessa kretsar, eller

- vald enligt tabell ovan så den motsvarar arean hos den största fasledaren.

543.2 Olika slag av skyddsledare Följande kan användas som skyddsledare:

- ledare i flerledarkablar

- isolerade eller osiolerade ledare i ett gemensamt hölje tillsammans med spänningssatta ledaren fast installerade isolerade eller oisolerade ledare

- metaliska kabelmantlar, kabelskärmar, kabelarmering, kabelflätor, koncentriska ledare, elinstallationsrör av metall.

Biledare vars ledarearea är 1 mm^2 ska inte användas som skyddsjordsledare utan endast användas för funktionsjordning av kablars metallmantlar.

543.2.2 Om materiel med metallhöljen ingår i installationen, som kopplingsutrustningar (SS-EN 61439-1 och SS-EN 61439-2) eller kanalskenfördelning (SS-EN 61439-6), kan metallhöljena eller ramarna användas som skyddsledare om de uppfyller följande krav:

- Dess elektriska kontinuitet ska vara betryggande genom kontruktion eller lämplig anslutning så att skydd mot mekansk, kemisk eller elktromagnetisk förslitning är säkerställd.

- De överensstämmer med fordringarna i asvnitt 543.1

- De ska medge anslutning av andra skyddsledare vid varje uttagspunkt.

543.2.3 Följande metalldelar ska inte användas som skyddsledare eller skyddsutjämningsledare:

- vattenrör av metall

- rör som innehåller brännbara media.

- byggnadsdelar som utsätts för mekaniska opkänningar vid normal drift

- flexibla eller böjliga elinstallationsrör av metall, om de inte är konstruerade för ändamålet - flexibla metalldelar

- bärlinor, kabelrännor och kabelstegar

543.3 Skyddsledares elektriska kontinuitet (ledande förbindelse genom hela kretsen)

Skyddsledare ska på lämpligt sätt skyddas mot skada pga mekansisk påverkan och kemiskt angrepp samt elektromagnetiska och termodynamiska krafter.

Varje anslutning mellan skyddsledare imellan eller med annan elmateriel, ska tillhandahålla varaktig elektrisk kontinuitet och tillräcklig mekansik styrka och skydd. Skruvar för att snluta skyddsledare ska inte användas för annat syfte. Förbindningarna ska inte vara lödda.

Skarvar i skyddsledare ska vara åtkomliga för inspektion och provning förutom vid:

- massafyllda skarvar

- inkapslade skarvar

- skarvar mellan elinstallationsrör av metall och skarvar i kabelrännor och kanalskenfördelningar

- skarvar som är den del av materielen och uppfyller fordringar enligt produktstandard.

- Skarvar utförda genom svetsning eller hårdlödning - Kontaktpressade skarvar

Elkopplare ska inte monteras i skyddsledare. Där elektrisk övervakning av jordningen används ska inte särskilda anordningar (t ex givare, spolar, strömtransformatorer) seriekopplas i skyddsledare.

Utsatta delar på elmateriel ska inte utgöra en del av skyddsledaren (förutom utrustning enligt avsnitt 543.2.2)

543.4 PEN-, PEL- eller PEM-ledare

Eftersom dessa ledare har två funktioner, som PE- och antingen N-, L- eller M-ledare bör alla lämpliga krav för avsedda funktioner övervägas.

543.4.1. PEN-, PEL- eller PEM-ledare ska endast användas i fast elinstallationer och av mekansika skäl ska dess ledarearea vara minst 10 mm^2 kopplar eller 16 mm^2 aluminium. PEN-ledare bör inte installeras efter anslutningpunkten.

543.4.2. PEN-, PEL- eller PEM-ledare ska vara isolerade för den nominella systemspänningen.

Metallhöljen på installetionssyetm och kanalskenfördelningar ska inte användas som PEN-, PEL- eller PEM-ledare.

543.4.3. Om installationen från en punkt är utförd med separata skyddsjords- och

neutral-/mittpunkts-/fasledare ska inte efter denna punkt neutral-/mittpunkts-/fasledare förbindas med någon annan jordad del i installationen. PEN-, PEL- eller PEM-ledaren ska anslutas till klämman eller skenan som är avsedd för skyddsledare. Se s.357-358 i standard för illustration.

543.5 Jordning för både skydds- och funktionsändamål

Där jordning för både skydds- och funktionsändamål används ska krav för skyddsledare alltid uppfyllas. De relevanta funktionsfordringarna ska även uppfyllas (avsnitt 444).

Returledare i likströmssystem (PEL, eller PEM-ledare) för kraftmatning till informationsteknisk materiel kan också användas som en kombinerad funktionsjords- och skyddsledare.

543.6 Ström i skyddsjordsledare

Skyddsjordsledare bör inte användas som strömbana under normala driftförhållanden (t ex anslutning a filter för EMC-skäl). Där strömmen överstiger 10 mA vid normal drift ska en förstärkt skyddsledare användas (avnistt 543.7).

543.7 Förstärkta skyddsledare då skyddsledarströmmen överstiger 10 mA

Om skyddsledarströmmen överstiger 10 mA och materielet är avsett för fast anslutning gäller följande:

- Där den strömförbrukande materielen endast har en anslutningsklämma för

skyddsjordsledaren ska skyddsledaren ha en ledararea som är minst 10 mm^2 Cu eller 16 mm^2 Al efter hela sin längd.

- Där den strömförbrukade materielen har en separat anslutningsklämma för en andra skyddsjordsledare ska den ha en area som uppfyller kraven för felskydd fram till den punkt där skyddsjordsledaren har en area som är minst 10 mm^2 Cu eller 16 mm^2 Al.

543.8 Montering av skyddsledare:

Där överström används för skydd mot elchock ska skyddsledaren ingå i, eller förläggas i omedelbar närhet av, det ledningssystem där tillhörande spänningssatta ledare är förlagda.

In document Sammanfattning av standarder (Page 62-73)