411.4.1, krav på jordtag

Frågan om vad som krävs av ett eget lokalt jordtag har jag ställt mig förut. Det finns nog inget generellt svar utan det beror på vad man vill skydda sig mot
- kortslutning mot PE
- avbrott på PEN
- jordslutning av en fas
- åska

Dessutom handlar det om beröringsspänningen mellan utsatta delar och moder jord, så man kan även behöva beakta vilka situationer som finns där detta är möjligt. I den bästa av världar så ska det finnas en (kompletterande) skyddsutjämning så det handlar verkligen om direktkontakt med moder jord, inte indirekt via främmande ledande delar.

Jag kanske finner motivation att fundera lite djupare över detta i helgen, men SMHI spår fint väder...

Nu har jag äntligen lyckats ta mig tid att läsa igenom denna tråd och komma med några kommentarer hur jag uppfattar frågan om eget jordtag vid reservdrift. I stort är dina funderingar intressanta och jag har inga bra svar. Motiven för reglerna är tyvärr inte alltid tydliga, eller ens angivna... Sådant kan orsaka farliga situationer både för dem som tänker och dem som inte tänker.

1) Angående felfallet beskrivet i 411.4.1 så säger Mats:

Mats Jonsson skrev: Det handlar alltså om att distributionsnätets sammantagna jordtagsresistans (R_B) måste vara så lågt att PEN-ledaren inte kan spänningsättas med en spänningen som överstiger 50 V vid t ex fasbrott i friledning.

Vi kan som utgångspunkt se detta som det allmänna kravet som ett jordtag ska uppfylla, att hålla ned beröringsspänningen. Det som kan variera är felfallen och förutsättningarna, dvs jordtaget kanske inte behöver skydda mot all upptänkliga felfall, vid generatordrift/nätdrift.

2) Har ett eget jordtag någon betydelse vid jordfel i överliggande HSP-nät?
En liten inverkan har det väl då det ligger parallellt över alla andra jordtag, men det är jordtaget på LSP-sidan vid transformatorn som har störst betydelse här, och som inte kan förutsätta något av lokala jordtag hos abonnenter. Så där har det lokala jordtaget ingen roll.
Felströmmen är i sig begränsad då 10-20 kV-näten är impedansjordade, se www.fluxio.se/forum/43/9307.html?limit=200#16684

3)

Michell Andersson skrev: Såg precis att värdena 50 och 100 ohm även finns som kommentar till punkt 542.1 i HB 444 också. Det är dock fortfarande en rekommendation och dessutom en sådan baserad inte på en felkretsimpedans utan istället baserad på ett värde som är så bra att det borde vara beständigt. Det har alltså egentligen ingenting med en matematisk modell att göra utan beror helt och hållet på en bedömning baserad på erfarenhet vilken säger att om jordtaget har sämre värde än så så är risken stor att jordelektroden inte kommer vara beständig över tiden.

Källa på det?

Kapitel 542 handlar inte om de elsäkerhetsmässiga kraven på (skydds)jordning, utan det handlar om jordning och skyddsledare i sig, hur de ska vara utförda. Det är kanske det du menar? Så några krav på hur bra ett jordtag ska vara map beröringsspänningar lär vi inte hitta där. Vi ska inte läsa in några krav på frånkoppling i 542. Detta måste sökas i avsnitt 411/415 men där står ju inget om övergångsresistans.

4)

Michell Andersson skrev: Dock ska det påpekas att det finns faktiskt inget krav på att neutralpunkten ska jordas om man kör ett reservkraftelverk ute i vischan. Man kan hänvisa till SS 436 40 00, 413, Skyddsseparation,

Utan jordtag blir det ett skyddsseparerat system ja. Men reglerna i 413 kräver max en (1) förbrukare. Annars blir det en installation som måste stå under övervakning av fackkunniga personer enligt 41C.3. Skyddsseparation är en bra grej, men uppenbarligen ser man risken hög att det blir isolationsfel som då ställer höga krav på skyddsutjämning etc vid flera apparater, och flera apparater blir det ju sannerligen om ett helt hus matas.

Det är riktigt att små (portabla) generatorer som matar en eller ett fåtal verktyg kan ses som ett skyddsseparerat system, där ett jordtag inte krävs. Men ska vi mata ett helt hus går det inte längre, då behövs ett jordtag.

5) Detta leder oss osökt in på frågan om syftet med ett jordtag i detta fall med en helt fristående generator som matar en anläggning. Huvudsyftet skulle alltså vara att upptäcka jordfel, dessutom det första jordfelet. Det kräver i praktiken JFB, så bäst vore att kunna använda den jordfelsövervakning som finns på moderna generatorer, vilket i sin tur kräver TN-S genom hela anläggningen. Det är inte rimligt att ställa sådana krav på ett jordtag att säkringar skulle fungera som skydd.

Men igen, varför inte skyddseparerat? Jo, det finns antagligen redan "jordfel" i form av utsatta delar som har kontakt med jord.

Graden av att "upptäcka" och skydda sig, dvs hur bra jordtaget ska vara återstår att reda ut.

6)

Michell Andersson skrev: Jag har funderat på den formeln du nämnde i samband med kompletterande skyddsutjämning Bo, och hade jag haft en JFB installerad så hade jag då kunnat ha ett jordtag på 1,7kO. Sen är det väl även så att om min funktionsström för säker bortkoppling inom 0,4 (0,1 med dvärgen i mitt exempel) sekunder är exempelvis 100A för en MCN110, ja då måste jag ha ett jordtagsvärde på maximalt 0,5O. Är detta rimligt? I praktiken så måste jag ju nästan använda mig av jordfelsbrytare för att klara mig med eget jordtag om jag har reservkraft och nätets PEN-ledare försvinner i samband med avbrottet för jag har ju aldrig sett ett enskilt jordtag med 0,5O i övergångsresistans.

Bra fråga...den formeln i 415.2.2 är knäpp...

För fallet med JFB så anges en frånkopplingstid, 0.3 sekunder, vilket jag lurat på tidigare. Formeln tillåter en högre beröringsspänning, men under en begränsad tid, en tid som beror av resistansen. 0.3 sekunder är ju en tid som man kan utstå en spänning på uppemot halva fasspänningen, och ligger inom kravet på 0.4 s.

För fallet med säkring finns ingen sådan tid utan där bygger det på att beröringsspänningen hålls ned enligt texten. Här faller resonemanget ovan då detta fall tillåter höga beröringsspänningar under lång tid (5 sekunder). Troligen finns här en riskbedömning för denna typ av fel?

Jag är fortfarande förvirrad här.

7) Obs att jordtag inte är med i bilden när vi pratar om kompletterande skyddsutjämning. 415.2 handlar ju om potentialutjämning inom en byggnad. Därför kan man (enkelt) komma ned i typ 0.77 ohm som anges som exempel i reglerna.

Om vi då skulle titta på de felfall som ställer krav på övergångsresistansen hos jordtaget, jordfel av olika slag, PEN-ledarbrott, åska osv så ser jag bara ett fall: jordfel där en fas får direkt kontakt med jord.

Felfallet i 411.4.1 består i att en fas får kontakt med en främmande ledande del (regeln verkar ju originera från att en luftledning (oisolerad fas) faller ned på en byggnad eller nåt, sitt eget metallfundament kanske).

Det blir en beröringsspänning "över jordtaget" pga strömmen genom det, alltså mellan jord och utsatta delar. Jordtaget är alltså direkt inblandat här.

Michell Andersson skrev: Så vilket värde är godkänt för ett jordtag i en reservkraftsmatad anläggning (som är helt bortkopplad från nätet, inklusive PEN, då matande kabel blivit helt avgrävd)? Får vi fel till utsatt del så spelar jordtagets värde egentligen ingen roll. Felströmmen går genom skyddsledaren till neutralpunkten varpå bortkoppling sker om anläggningen har rätt funktioner och är korrekt dimensionerad oavsett jordtagets existens. Enda gången vi får ett problem är då vi får överledning mellan fas och en främmande ledande del som inte utgör en del av den lokala potentialutjämningen. Den enda formel jag hittar då är den som denna tråd handlar om och enligt denna så måste mitt jordtag vara minst 3,5 gånger så bra som den bäst främmande ledande delen jag har tillgång till i anläggningen. Men hur ska jag veta vilket värde alla sådana främmande ledande delar har? Ska jag mäta upp alla dessa innan jag beslutar vad som är godkänt värde för mitt jordtag?

Bra fråga. Denna främmande ledande del kan man ju mäta upp för att hitta det värde som krävs av jordtagen. Men om det är rimligt eller relevant att leta upp alla främmande ledande delar som skulle kunna få faskontakt låter ju minst sagt tveksamt... Dessutom behöver inte ett lokalt jordtag ensam stå för ett tillräckligt låg övergångsresistans.

Det finns dessutom inte mycket blanktråd kvar inom en byggnads område.

9) Angående jordfel där en fas kortsluts mot PE(N)

Alla utsatta delar efter kortslutningspunkten får en potential på halva fasspänningen om L och PEN är lika grova, högre om PEN är klenare vilket den är i grova kablar.

Michell Andersson skrev: -Kortslutning mot PE borde sakna relevans eftersom PE är skyddsledaren egentligen och inte jordskorpan. Jordtaget utgör alltså inte en del av felströmmens väg (om man inte tar hänsyn till att utsatta delar kan ha jordpotential via främmande ledande del, men det gör man inte i standard vari fall).

Håller inte med här, eller så missförstår jag då du kanske menar att jordtagets övergångsresistans saknar betydelse? - för det håller jag med om.

Beröringsspänningen minskar med jordtag. Sitter det ett jordtag tidigare på linjen så blir beröringsspänningen lika med spänningsfallet i PEN mellan dessa punkter, t.ex mellan punkt A och B i figuren.
Sitter det jordtag efter felstället så blir beröringsspänningen nära noll!

Jordtagens övergångsresistans har liten (ingen) betydelse i detta fall eftersom det inte går någon ström genom dem. Frånkoppling sker pga den höga felströmmen, så länge som generatorn orkar leverera.. I ett TN-S-system och med inbyggd jordfelsövervakning i generatorn så sker frånkoppling ännu lättare.

10) Avbrott på PEN blir lite bakvänd när vi pratar eget kraftverk. Det blir farligt på grund av jordtaget. Jordtaget sitter ju nära generatorn så brottet på PEN sker sannolikt mellan generator + jordtag och anläggningen. Det orsakar alltså en farlig situation, som kan avhjälpas med ett jordtag till i byggnaden.

11) Åska är i och för sig en annan sak, men inte helt orelevant tycker jag. Jordtag fyller sin funktion både för åskskydd och överspänningsskydd. Det är nog åska som ställer högst krav på jordtagets övergångsresistans, men utan att ge några värden.

Ja, det blev många punkter. Slutsatsen blev vadå, räcker 50-100 ohm för ett jordtag? Det går nog inte att veta, utan 50-100 ohm kommer antagligen ifrån vad som är praktiskt rimligt att ernå?