Valokaarelta suojautuminen

Liite S, SFS 6002:2025 -standardiin: Valokaarisuojavaatteiden valinta ja käyttö

Sähköturvallisuusstandardi SFS 6002 on saanut uuden Liite S:n, joka tarjoaa opastusta valokaaren lämpövaikutuksilta suojaavan vaatetuksen valintaan ja käyttöön. Tämä päivitys tuo tärkeitä täsmennyksiä valokaarivaarojen hallintaan sähköalan työtehtävissä.

Valokaarisuojavaatteiden Perusteet

Sähkötöissä, joissa on valokaari­vaara, on käytettävä SFS-EN 61482-2 -standardin mukaisia suojavaatteita.

Valokaarisuojavaatteiden suorituskyky kuvataan kahdella pääasiallisella mittarilla:

• Valokaarisuojausluokka (APC 1 tai 2): määrittyy laatikkotestin perusteella.
• Valokaariluokitus (Arc Rating), joka voi olla:
• ATPV (Arc Thermal Performance Value)
• EBT (Breakopen Threshold Energy)
• ELIM (Incident Energy Limit)

Suojavaatteissa on vastaavat merkinnät. Valokaarienergia ilmoitetaan yleensä cal/cm² yksikössä.

Pohjoisamerikkalaiset Luokitukset

Eurooppalaisten standardien lisäksi voi esiintyä myös pohjoisamerikkalaisia NFPA 70E -standardin mukaisia luokituksia. Näissä vaatteet jaotellaan neljään suojausluokkaan:

• Category 1: 4 cal/cm²
• Category 2: 8 cal/cm²
• Category 3: 25 cal/cm²
• Category 4: 40 cal/cm²

Vaatteisiin voidaan painaa esimerkiksi merkintä "Cat 3", joka viittaa tähän luokitteluun.

Valokaarienergian Arviointi

Lähtökohtana sähkötyössä on aina työn tekeminen jännitteettömänä. Jos työ joudutaan tekemään jännitteisenä, valokaarivaarat on arvioitava ja suojavarusteet valittava sen mukaisesti.

Valokaarienergian laskentaan perustuvaa riskien arviointia ei tarvitse tehdä, jos joku seuraavista toteutuu:

• Un enintään 400 V ja oikosulkuvirta enintään 1 kA
• Un enintään 400 V ja suojalaitteen toimintavirta enintään 63 A
• Un on enintään 50 V.

Useat verkostolaskentaohjelmat laskevat valokaarienergian cal/cm². Jos laskentaohjelmaa ei ole käytössä löytyy netistä valokaarienergian laskenta ohjelmistoja, kuten tämä: https://www.jcalc.net/arc-flash-calculator-ralph-lee

Yleensä työtä tehdessä ei ole tiedossa sähkölaitteiston valokaarienergia. Sen takia suositellaan, että valokaarienergia lasketaan ja merkitään kaikkiin sähkökeskuksiin. Merkintä voi sisältää tarkemmat ohjeet suojautumiselle.

Suojavarusteiden Kokonaisuus

Suojavaatteiden lisäksi on aina huomioitava:

• Suojalasit ja kokonaamasuojaus
• Suojakäsineet ja kuulonsuojaimet

Asenteet

Suomessa on yleisesti vähätelty valokaaren aiheuttamia vaaroja. Tosia asia on, että valokaarionnettomuuksia tapahtuu säännöllisesti. Monesti ne ovat erittäin vakavia ja johtavat jopa tehohoitoon. Kaikki tämä on vältettävissä, kun jätetään riski ottamatta. Työskennellään jännitteettömästi tai jos se ei mahdollista suojaudutaan valokaarienergian mukaisella suojavaatetuksella/suojaimilla.

Erään henkilön tarina: https://www.youtube.com/watch?v=sQ_5UOkuqCM

Suunnittelu ja energia

Standardin 6002 liite S ei ota kantaa sähkölaitteiston suunnitteluun. Suunnitteluratkaisuilla voidaan merkittävästi vähentää valokaarienergian suuruutta, etenkin suurissa keskuksissa, kun ollaan lähellä muuntajaa. Valokaarienergian suuruuteen vaikuttaa merkittävällä tavalla poiskytkentäaika. Mitä nopeammin poiskytkentä tehdään sitä pienempi energia. Tähän nopeaan poiskytkentään valokaaritilanteessa on olemassa valokaarisuojalaitteistoja.

Perinteinen valokaarisuoja:

• valokaarisuojalaitteen toiminta-aika <10 ms
• katkaisijan avautumisen kestoaika noin 50 ms
• kokonaistoiminta-aika noin 60 ms

Primääri valokaarisuoja (suoja, joka aiheuttaa kolmivaiheoikosulun):

• valokaarisuojalaitteen toiminta-aika <10 ms
• oikosulun tekevä laite (räjähde tai muu nopea tekniikka) <4 ms
• kokonaistoiminta-aika noin <14 ms

Jos käytössä ei ole valokaarisuojalaitteistoa, tulisi suojalaitteen kuten katkaisijan rele asetella mahdollisimman nopeatoimiseksi.

Vertailuksi valokaarienergiat, kun seuraavat lähtötiedot:

• 1,6 MVA muuntaja
• Oikosulkuvirta pääkeskuksella n. 35 kA
• Un 400 VAC ~3
• NFPA 70A mukaisesti 450 mm (pienjännite) työskentelyetäisyydelle

Laskennan tulokset:

Perinteisellä valokaarisuojalla 60 ms poiskytkentäaika --> 2,12 cal/cm2

Primääri valokaarisuojalla <14 ms poiskytkentäaika -->  <0,5 cal/cm2

Ilman valokaarisuojaa poiskytkentäaika 100 ms --> 3,54 cal/cm2

Ilman valokaarisuojaa poiskytkentäaika 300 ms --> 10,62 cal/cm2

Ilman valokaarisuojaa ja pienjännitekatkaisija ei toimi, poiskytkentä arvio 1000 ms --> 35 cal/cm

Yleensä alle 1,2 cal/cm2 valokaarienergia ei edellytä suojausta (NFPA 70A). Voidaan siis todeta, että kaikki muut paitsi primäärivalokaarisuojalla varustettu suojaus edellyttää valokaarelta suojautumista kyseisessä tapauksessa. Huomioitava myös, että jos suojalaitteet epäkunnossa poiskytkentä ajat nousevat tapauksesta riippuen hyvinkin pitkiksi. Tällöin valokaarienergiat nousevat todella suureksi ja tuho vikatapauksessa totaalista. Huom. tällainen tapaus saattaa olla useasti myös muuntajan ja pääkeskuksen välisessä kiskosillassa!

Tämä tarkoittaa käytännön työskentelyssä sitä, että jos uuteen kennokeskukseen kytketään kaapelia keskuksen ollessa jännitteinen tulee valokaarelta suojautua (jos käytössä ei ole primäärivalokaarisuojaa). On huomioitava, että näin tulee toimia vaikka kenno johon kaapelia kytketään on kosketussuojattu, eli kyseessä ei ole jännitetyö. Valokaarivaara on silloin olemassa.

Kyseiset käytännöt ovat olleet käytössä jo hyvin pitkään esim. Amerikassa. Toivottavasti uuden standardin myötä asenteet ja käytännöt muuttuvat turvallisempaan suuntaan.

Laatinut Riku Leimola VTS 271 

Varmennustarkastus | Määräaikaistarkastus