Tasavirtatekniikkaa rakennetaan vauhdilla. Siksi työturvallisuuteen pitää panostaa eli tarvitaan valistusta ja välineitä.

Tasavirta eli DC (direct current) vaatii ominaisuuksiensa takia työmailla paitsi katkaisinreleitä myös asianmukaisia, turvallisia työtapoja. Työntekijöiden perehdyttäminen tasavirtaympäristön erityispiirteisiin on nyt erityisen ajankohtaista, kun ­aurinko- ja tuulipuistojen sekä akkuvarastojen rakentaminen on vilkasta.

”Maallikot voivat käyttää ja kantaa vastuuta suuritehoisista DC-järjestelmistä vain valokaarilta suojaavan tekniikan avulla ja DC-työkoulutuksen jälkeen”, sanoo Schneider Electric Finland Oy:n myyntipäällikkö Igor Iskakov.

”On aika nostaa kissa pöydälle”, hän lisää.

Tasavirta on vaihtovirtaa turvattomampi, mutta­ ­sitä tehokkaampi sähköenergian siirtäjä. Tasavirta­piiri siirtää energiaa suoraviivaisesti ja tehokkaasti­ ­lyhyillä etäisyyksillä. Turvatekniikka vähentää tuli­palon ja valokaaren riskiä.

Maasulku- ja valo­kaarisuojalaitteisiin on satsattu vasta aivan viime vuosina,­ vaikka ongelmat ovat olleet tiedossa.­ Schneider Electricin myyntipäällikkö Igor Iskakov esitteli tällaista suojalaitetta Verkosto-messuilla.

Historiassa valokaari tappoi

Yhteen suuntaan kulkevasta jännitteestä puuttuu ­valokaaren maadoituksen mahdollistava virran nollakohta, eli jännite on päällä, kunnes virta katkaistaan. Tasavirtaympäristöt, joiden kanssa ihmiset joutuvat tekemisiin, ovat olleet tekniikan heikko kohta näihin aikoihin asti.

Ensimmäinen sähkövalo, hiilikaarilamppu, perustui tasavirran synnyttämään valokaareen. Valo oli kirkas, mutta käyttäjilleen vaarallinen. New Yorkissa vuonna 1889 ankarissa talviolosuhteissa raskas lumikuorma painoi katuvalojen valokaarilamppujen 6 000 voltin sähköjohtimet maahan, minkä seurauksena monia ihmisiä kuoli valokaarisähköiskuihin.

Suuri DC-muutos

Käynnissä olevaa siirtymää kutsutaan kansainvälisen DC-ekosysteemin rakentamiseksi.
Saksassa on asennettu 2,3 miljoonaa aurinkosähköjärjestelmää. Siksi maassa on jo tuotettu joukko määräyksiä turvallisuuden parantamiseksi.

”Tasavirtatekniikka tulee ratkaisevasti muuttamaan teollista tuotantoa ja sitä käytetään tulevaisuudessa yksittäisissä infrastruktuurihankkeissa. Aika on kypsä tälle muutokselle”, sanoo saksalaisen U.I. Lapp GmbH:n tuotepäällikkö Jürgen Beck.

Jyty-Sähkö Oy:n tekninen johtaja Markku Lievonen korostaa, että teho- ja verkkoteknisten ominaisuuksiensa takia nykyiset laitteet ja kytkimet pitäisi päivittää tai vaihtaa, jotta ne toimisivat tasavirtakäytössä.

Tasavirtapohjainen infrastruktuuri tarjoaa vaihtovirtaa suuremman häiriöttömyyden, mutta myös paremman tehokkuuden ja kestävyyden sähköenergian jakelussa, kun tarvitaan luotettavaa virtalähdettä.
Tasavirralla vältetään muunnoshäviöt, mutta vähänkin pidemmällä matkalla DC-sähkönsiirto tuottaa häviötä. Tämän vuoksi jakeluinfran runkoverkot perustuvat vaihtovirtaan (AC, alternating current).
Jos loppukäyttäjät toimivat tasavirralla, tarvitaan kaksoismuunnos.

Uusi turva pienvoimaloissa

Nyt kun tasavirta on tullut takaisin, Schneider Electric on kehittänyt automatisoidut tasavirran valokaarisuojat. Yhtiö esitteli tammikuussa Verkosto-messuilla Tampereella Power Logic A3 ja Power ­Logic T30 -leikkurinsa, jotka katkaisevat valokaaren kahdessa millisekunnissa.

DC-erotusvalvontalaitteistot parantavat työskentelyn turvallisuustasoa eritoten aurinko- ja tuulivoimaloissa ja niiden rakennustyömailla.

Jäännösvaraus purettava

Voimalalaitteissa erityisesti DC-sarjavalokaari­ on vaarallinen, koska piirin normisuojaus ei ­sitä välttämättä havaitse.

Tasavirtasähköllä pienjännitealue ulottuu 1 500 voltin nimellisjännitteeseen asti.

Suuri DC:n ongelma verrattuna AC-ympäristöön on sen jäännösvaraus. Jännitteettömyys todennetaan mittauksin, ja jäännösjännite puretaan ensin DC-napojen väliltä ja vasta tämän jälkeen kustakin erotetun DC-piirin navasta maasulkuun. Opittavaa siis riittää.

Valokaari voi syntyä rinnan tai sarjaan. Sarja­valokaari on samassa johtimessa tapahtuva valokaari, esimerkiksi kytkimen avaus­tilanteessa. Rinnakkaisvalokaari taas tapahtuu ­tavallisesti kaapelin vikakohtien tai johtimien välillä.

Teksti Reijo Holopainen Kuvat Adobe ja Reijo Holopainen