Mitattujen kohteiden maadoitusverkkolaskenta on tehty huomioiden ensin pelkästään muuntamoiden omien maadoituselektrodien vaikutus, minkä jälkeen laskettavaan verkkoon mallinnettiin myös pienjänniteverkon maadoituselektrodit. Pelkkien muun-tamoiden maadoituselektrodien avulla mallinnetun maadoitusjärjestelmän laskenta perustuu verkostosuosituksessa RJ 22:20 esitettyyn yhteen liitetyn maadoitusjärjes-telmän suunnitteluun. Kyseisessä verkostosuosituksen mallissa resultoiva maadoi-tusimpedanssi muodostetaan pelkillä jakelumuuntamoiden maadoituselektrodeilla [10].
7.2.1 Noormarkun yhteen liitetty maadoitusjärjestelmä
Noormarkun yhteen liitetyn maadoitusjärjestelmän laskentaa varten rajattiin 24 muuntopiiriä sisältämä alue Noormarkun jakeluverkosta. Koko yhteen liitettyä maa-doitusjärjestelmää ei ole välttämätöntä mallintaa laskentaa varten, koska muunto-piirien maadoitusten vaikutus resultoivaan maadoitusimpedanssiin pienenee, kun siirrytään tarkastelupisteestä kauemmas. Näin ollen kuvan 20 a) vikapaikan maa-doitusimpedanssiin ei juurikaan vaikuta sähköasemasta katsottuna koilliseen ja etelään rakennettujen johtolähtöjen maadoitukset, vaikka ne kuuluvatkin samaan maadoitusjärjestelmään.
Laskentaa varten mallinnettavan maadoitusjärjestelmän riittävää laajuutta voi-daan arvioida laskemalla maadoitusjärjestelmän resultoiva maadoituskonduktanssi ja tarkastelemalla, kuinka maadoitusjärjestelmän kasvattaminen vaikuttaa resultoivaan maadoituskonduktanssiin. Kuvassa 31 on esitetty ketjumaisen maadoitusjärjestel-män maadoituskonduktanssin muodostumista muuntamoiden lukumäärän kasvaessa.
Kuvan tuloksista huomataan, että yksittäisten muuntopiirien maadoitusresistanssit vaikuttavat siihen, kuinka pitkällä ketjulla saavutetaan lähes täysi johtavuus maahan [4]. Pelkillä muuntamoiden maadoituselektrodeilla laskettaessa tulee siis mallintaa merkittävästi suurempi osa maadoitusjärjestelmästä, kuin laskettaessa huomioiden myös pienjänniteverkon maadoitukset.
Maadoituselektrodeja ympäröivän alueen maalajit arvioitiin kuvan 20b) maa-peräkartan perusteella. Maalajien perusteella määritettiin maadoituselektrodien resistiivisyydet vastaamaan taulukossa2 ja SFS 6001 -standardissa esitettyjä
keski-0 5 10 15 20 25 30 35 40 Muuntamoiden lukumäärä
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Resultoiva maadoituskonduktanssi [p.u.]
RE = 10 RE = 50 RE = 100 RE = 150
Kuva 31: Ketjumaisen maadoitusjärjestelmän resultoiva maadoituskonduktanssi suh-teessa äärettömän pitkän ketjun maadoituskonduktanssiin eri maadoitusvastuksilla RE. Muuntamoiden välinen sarjaresistanssi on 1 Ω, joka vastaa noin yhden kilometrin muuntamoiden välistä etäisyyttä.
määräisiä arvoja. Muuntamoiden elektrodeja ympäröivät maalajit ja niiden perus-teella arvioidut keskimääräiset maaperän resistiivisyydet jakautuivat jakeluverkon muuntamoiden elektrodien tapauksessa seuraavasti:
− 9 jäätikkösyntyisen maaperämuodostuman alueella (ρ≈2300 Ωm),
− 8 hiekkamoreenin alueella (ρ≈2300...6000 Ωm),
− 4 liejumaan alueella (ρ≈150 Ωm),
− 2 mitattuja ja
− 1 hiesun alueella (ρ≈200 Ωm).
Taulukossa13 on esitetty vikapaikan solmupisteestä lasketut resultoivat maadoi-tusarvot ja vikavirran jakaumat, kun maadoitusjärjestelmä muodostuu vain jake-lumuuntamoiden keskijänniteverkon (kj) maadoituselektrodeista. Mallinnetut maa-doituselektrodit olivat kaikki vaakaelektrodeja, joista pisin oli 150 metriä ja sijaitsi vikapaikan muuntamolla. Lähes kaikki muut muuntamoiden vaakaelektrodit olivat 50 metrin pituisia.
Pienjänniteverkon maadoitusvaikutuksen mallintaminen laskentaan kasvatti las-kettavien maadoituselektrodien lukumäärän 146 elektrodiin. Maadoituselektrodeja ympäröivän alueen resistiivisyydet arvioitiin vastaavalla tavalla, kuin aiemmassa laskennassa. Maadoituselektrodit ja arvioidut resistiivisyydet jakautuivat seuraavasti:
Taulukko 13: Yhteen liitetyn maadoitusjärjestelmän lasketut arvot (kj).
Hiekkamoreenin
resistiivisyys [Ωm] 2300 3000 4000 4338 5000 6000
Resultoiva resistanssiRres[Ω] 5,31 5,35 5,39 5,40 5,41 5,42
Resultoiva reaktanssiXres[Ω] 3,81 3,84 3,87 3,88 3,89 3,90
Resultoiva impedanssiZres[Ω] 6,53∠35,65◦ 6,59∠35,66◦ 6,63∠38,68◦ 6,64∠35,68◦ 6,67∠35,69◦ 6,68∠35,70◦
Kosketussuojan virtaISCR[p.u.] 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
MaavirtaIE [p.u.] 0,12 0,12 0,12 0,13 0,13 0,13
− 75 hiekkamoreenin alueella (ρ≈2300...6000 Ωm),
− 35 jäätikkösyntyisen maaperämuodostuman alueella (ρ≈2300 Ωm),
− 20 liejumaan alueella (ρ≈150 Ωm),
− 5 turvemaan alueella (ρ≈150 Ωm),
− 5 savimaan alueella (ρ ≈100 Ωm),
− 4 kalliomaan alueella (ρ≈20000 Ωm) ja
− 2 elektrodia mitatun resistiivisyyden alueella.
Pienjänniteverkon (pj) maadoituselektrodien vaikutuksen sisältämät laskentatu-lokset on esitetty taulukossa14. Taulukoituihin laskentatuloksiin on sisällytetty vika-paikan muuntopiirin maadoitusarvot, mitkä koostuvat muuntamon ja sen syöttävän pienjänniteverkon maadoituselektrodien muodostamasta maadoitusimpedanssista.
Vikapaikan muuntopiirikohtaiset maadoitusarvot pysyvät muuttumattomina tarkas-teltavien Noormarkun maadoitusjärjestelmän ja taulukon 16 Poikeljärven ketjun tapauksissa.
Taulukko 14: Yhteen liitetyn maadoitusjärjestelmän lasketut arvot (kj ja pj).
Hiekkamoreenin
resistiivisyys [Ωm] 2300 3000 4000 4338 5000 6000
Muuntopiirin resistanssiRE[Ω] 6,05 6,37 6,66 6,73 6,85 6,98
Muuntopiirin reaktanssiXE[Ω] 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,03
Muuntopiirin impedanssiZE[Ω] 6,05∠0,22◦ 6,37∠0,22◦ 6,66∠0,22◦ 6,73∠0,22◦ 6,85∠0,22◦ 6,98∠0,22◦
Resultoiva resistanssiRres[Ω] 1,97 2,01 2,05 2,06 2,08 2,10
Resultoiva reaktanssiXres[Ω] 0,83 0,86 0,89 0,90 0,90 0,91
Resultoiva impedanssiZres[Ω] 2,13∠22,86◦ 2,18∠23,06◦ 2,24∠23,31◦ 2,25∠23,35◦ 2,27∠23,42◦ 2,29∠23,52◦
Kosketussuojan virtaISCR[p.u.] 0,69 0,70 0,70 0,71 0,71 0,71
MaavirtaIE[p.u.] 0,35 0,36 0,37 0,37 0,37 0,38
Pienjänniteverkon maadoitusten huomioiminen laskennassa pienentää odotetus-ti resultoivaa maadoitusimpedanssia ja kasvattaa suhteellisen maavirran osuutta.
Resultoivan maadoitusimpedanssin muutokset ovat pienempiä, kuin taulukon14 las-kentatuloksissa esitetyt muuntopiirikohtaisten maadoitusimpedanssien tapauksessa, koska mallinnettu maadoitusjärjestelmä on maadoituselektrodien lukumäärältään huomattavasti laajempi. Lisäksi resultoivan maadoitusimpedanssin vaihekulma on siirtynyt resistiiviseen suuntaan, koska tarkasteltavan muuntopiirin maadoitusten osuus resultoivasta maadoitusimpendassista on kasvanut.
7.2.2 Poikeljärven kolmen muuntopiirin ketju
Taulukossa 15 on esitetty pelkkien keskijänniteverkon maadoituselektrodien perus-teella lasketut resultoivat arvot ja vikapaikan virtojen jakaumat. Maaperän resistii-visyyden arvo pidettiin mitattuna arvona vikapaikan maadoituselektrodille, mutta laskennat toistettiin vaihtamalla kahden muun muuntamon alueen resistiivisyysarvoja taulukon mukaisesti. Vikapaikan maadoituselektrodiksi mallinnettiin dokumentoitu 150 metrin pituinen vaakaelektrodi, jonka maadoitusresistanssi laskettiin mittauksista keskiarvoistetulla maaperän resistiivisyydellä.
Taulukko 15: Poikeljärven kolmen muuntopiirin ketjun lasketut arvot (kj).
Muuntamoiden maaperän
resistiivisyydet [Ωm] 2300 3000 4000 5000 6000
Resultoiva resistanssiRres[Ω] 25,05 28,49 32,16 34,87 35,90
Resultoiva reaktanssiXres[Ω] 0,46 0,35 0,26 0,19 0,18
Resultoiva impedanssiZres[Ω] 25,06∠1,04◦ 28,49∠0,71◦ 32,16∠0,45◦ 34,87∠0,32◦ 35,90∠0,29◦
Kosketussuojan virtaISCR[p.u.] 0,53 0,46 0,32 0,34 0,32
MaavirtaIE [p.u.] 0,47 0,54 0,61 0,66 0,68
Taulukon tuloksista huomataan resultoivien maadoitusarvojen vaihtelevan mer-kittävästi kahden muuntopiirin maaperän resistiivisyyden muuttuessa. Keskijännite-kaapelin kosketussuojan itseisimpedanssin aikaansaama resultoiva reaktanssi pysyy erittäin pienenä, minkä seurauksena resultoiva impedanssi on lähes täysin resistiivistä.
Maavirran suhteellinen osuus tarkasteltavalla muuntopiirillä kasvaa myös odotetusti, kun muiden muuntopiirien resistiivisyys kasvaa.
Verkkotietojärjestelmään dokumentoitujen pienjänniteverkon maadoituselektro-dien vaikutus on huomioitu taulukossa16 esitetyissä laskentatuloksissa. Laskettuun maadoitusjärjestelmään liittyneitä pienjänniteverkon maadoituselektrodeja oli yhteen-sä 27 kappaletta, jotka olivat jakautuneet kuvassa 20b) esitetyille pintamaalajeille seuraavasti:
− 21 elektrodia hiekkamoreenin alueella (ρ≈2300...6000 Ωm) ,
− 3 elektrodia savimaan alueella (ρ≈100 Ωm) ja
− 3 elektrodia jäätikkösyntyisen maaperämuodostuman alueella (ρ≈2300 Ωm).
Taulukko 16: Poikeljärven kolmen muuntopiirin ketjun lasketut arvot (kj ja pj).
Hiekkamoreenin
resistiivisyys [Ωm] 2300 3000 4000 4338 5000 6000
Resultoiva resistanssiRE[Ω] 2,29 2,37 2,45 2,46 2,49 2,53
Resultoiva reaktanssiXE[Ω] 0,48 0,49 0,50 0,50 0,50 0,50
Resultoiva impedanssiZE[Ω] 2,34∠11,88◦ 2,42∠11,66◦ 2,50∠11,47◦ 2,51∠11,43◦ 2,54∠11,37◦ 2,58∠11,29◦
Kosketussuojan virtaISCR[p.u.] 0,63 0,63 0,64 0,64 0,64 0,64
MaavirtaIE [p.u.] 0,39 0,40 0,41 0,41 0,42 0,43
Laskenta toistettiin taulukon mukaisesti useilla hiekkamoreenin resistiivisyyksillä, jonka arvioitiin vaihtelevan vikapaikalta mitatun arvon molemmin puolin. Jäätikkö-syntyisen maaperämuodostuman alueella käytettiin Suomen maaperän keskiarvona tunnettua resistiivisyyden arvoa ja savimaan alueella käytettiin taulukon2mukaista saven sekaisen hiekan resistiivisyyden keskiarvoa.
Taulukon 16 laskentatuloksistalaskentatuloksista huomataan, että pienjännite-verkon maadoituksilla on merkittävä vaikutus laskennallisesti määritettävään resul-toivaan maadoitusimpendassiin. Pienjänniteverkon maadoitusten vaikutus korostuu tulosten mukaan etenkin, kun yhteen liitetty maadoitusjärjestelmä on verrattain sup-pea ja muuntamoiden alueen maaperä on huonosti sähköä johtavaa. Hiekkamoreenin resistiivisyyden vaihtelu ei kuitenkaan aikaansaa merkittävää muutosta resultoiviin maadoitusarvoihin tai vikavirran jakautumiseen mallinnetussa maadoitusjärjestel-mässä. Maadoitusjärjestelmän tehokkuuden määrittää lasketussa verkossa edellä luetellut kolme hyvin johtavan savimaan alueella sijaitsevaa maadoituselektrodia.
7.2.3 Maadoitusjärjestelmästä irrotettu kompensointiasema
Kompensointiaseman maadoitusjärjestelmä koostui pelkästään muuntamon maadoi-tuselektrodista, koska keskijännitekaapelin kosketussuojat irrotettiin muuntamon maadoituskiskolta. Kompensointiaseman resultoiva maadoitusimpedanssi laskettiin dokumentoidulle 50 metrin vaakaelektrodille. Laskennan tulokset on esitetty taulu-kossa 17.
Kompensointiasema sijaitsi maaperäkartan mukaan saraturpeen ja hiekkamoree-nin reuna-alueella, joiden resistiivisyydet poikkeavat merkittävästi toisistaan. Tämän huomioimiseksi laskennassa käytettyä maaperän resistiivisyyttä kasvatettiin taulu-kossa mitatusta 337 Ωm resistiivisyydestä, joka on hieman suurempi, kuin taulutaulu-kossa 2 esitetty turpeen tavallisimman vaihteluvälin yläraja. Koska muuntamon maadoi-tusjärjestelmä koostuu pelkästään yhdestä vaakaelektrodista, on laskettu resultoiva maadoitusimpedanssi täysin resistiivinen riippumatta maaperän resistiivisyydestä.
Taulukko 17: Kompensointiaseman lasketut arvot.
Muuntamon maaperän
resistiivisyys [Ωm] 200 337 500 1000 2300 3000
Resultoiva resistanssiRE[Ω] 8,03 13,53 20,07 40,14 92,32 120,41 Resultoiva impedanssiZE[Ω] 8,03∠0◦ 13,53∠0◦ 20,07∠0◦ 40,14∠0◦ 92,32∠0◦ 120,41∠0◦
Maavirta IE[p.u.] 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Kuten taulukosta 17nähdään, yhden muuntamon maadoituselektrodin resultoiva maadoitusimpedanssi vaihtelee huomattavasti muita esitettyjä maadoitusjärjestel-miä enemmän johtuen maadoitusjärjestelmän suppeudesta. SFS 6001 -standardin mukaisesti yhden muuntamon maadoituselektrodin resultoivaa maadoitusimpedans-si ei sallita määritettäväkmaadoitusimpedans-si laskennallimaadoitusimpedans-sin keinoin, vaan se tulee mitata [7, s.145].
Laskennan tulosten perusteella voidaan kuitenkin arvioida, kuinka suuri osuus todelli-sesta muuntamon maadoitusimpedanssista muodostuu mitatun maan resistiivisyyden alueella.
8 Tulosten vertaus laskettuihin arvoihin
Tässä luvussa tarkastellaan mittaus- ja laskentatulosten poikkeamia ja niihin liittyviä epätarkkuuksia. Luvussa esitetään maasulkukokeiden aikana mitatut kosketussuojien virrat sekä mittaustulosten perusteella määritetyt resultoivat maadoitusimpedanssit ja maavirrat. Tuloksia verrataan maadoitusverkkolaskennan arvoihin molempien maadoitusjärjestelmän mallinnuksien tapauksessa. Laskettujen virtojen arvot on skaalattu vastaamaan maasulkukokeiden aikana mitattuja vikapaikan vikavirtoja, koska laskennan antamat tulokset ovat suhteellisarvoja. Laskennan virhe on esitetty absoluuttisena arvona kunkin maasulkukokeen osalta.
Maadoitusjärjestelmän resultoivan maadoitusimpedanssin kannalta tärkeimmät mittaustulokset ovat vikapaikan vikavirta ja kauimmainen prospektiivinen kosketus-jännite. Edellä mainittujen suureiden avulla laskettiin kaikille esitetyille maadoitus-järjestelmille resultoiva maadoitusimpedanssi, joita voidaan käyttää referenssinä las-kentatuloksille. Resultoiva maadoitusimpedanssi on laskettu kunkin maasulkukokeen vikavirran ja kauimmaisen prospektiivisen kosketusjännitteen perusteella.
8.1 Noormarkun yhteen liitetty maadoitusjärjestelmä
Poikeljärven yhdistetyn maadoitusjärjestelmän tapauksessa eri resistiivisyyksillä las-ketut resultoivat maadoitusimpedassit ja virtojen jakaumat tuottivat hyvin pienen vaihteluvälin johtuen maadoitusjärjestelmän laajuudesta. Mitatut ja lasketut vir-tojen jakaumat sekä resultoivat maadoitusimpedanssit on esitetty taulukoissa 18 ja 19. Tuloksista nähdään, että pienjänniteverkon mallintaminen yhteen liitettyyn maadoitusjärjestelmään tuotti tarkemmat tulokset sekä virtojen, että resultoivien maadoitusimpedanssien tapauksissa.
Taulukko 18: Yhteen liitetyn maadoitusjärjestelmän vikapaikalta mitatut ja lasketut arvot (kj ja pj).
Zres[Ω] ISCR [A] IE [A]
Koe Mitattu Laskettu |Virhe| Mitattu Laskettu |Virhe| Mitattu Laskettu |Virhe|
13 0,89 2,13...2,29 1,24...1,40 12,53 14,00...14,41 1,47...1,88 11,54 7,10...7,72 4,44...3,82 14 1,15 2,13...2,29 0,98...1,14 12,88 14,44...14,86 1,56...1,98 12,03 7,33...7,95 4,70...4,08 15 0,92 2,13...2,29 1,21...1,37 24,00 26,97...27,75 2,97...3,75 20,03 13,68...14,85 6,35...5,18 16 0,95 2,13...2,29 1,18...1,34 23,55 26,79...28,27 3,24...4,72 21,04 13,59...14,75 7,45...6,29 17 0,82 2,13...2,29 1,21...1,47 9,43 11,00...11,32 1,57...1,89 9,26 5,58...6,06 3,68...3,20
Suurimmat absoluuttiset virheet mittausten ja laskentojen välillä esiintyivät vika-virran jakautumisen maavika-virran ja kosketussuojien virtojen tapauksissa. Molemmissa maadoitusjärjestelmän mallien tapauksissa vikapaikan muuntopiirin maadoituksiin meni merkittävästi enemmän virtaa, kuin mitä laskentatulosten perusteella arvioitiin.
Vastaavasti lasketut kosketussuojiin menevät virrat olivat mittausten perusteella pienempiä, kuin mitä laskennallisesti arvioitiin.
Mittaustulosten ja laskettujen arvojen eroja on havainnollistettu kuvassa32, jossa laskettujen arvojen vaihteluväli on esitetty samassa tasossa mittaustuloksia kuvaavien pylväsdiagrammien kanssa. Kuvasta ja edellä esitetyistä taulukoista huomataan, että
Taulukko 19: Yhteen liitetyn maadoitusjärjestelmän vikapaikalta mitatut ja lasketut arvot (kj).
Zres[Ω] ISCR[A] IE [A]
Koe Mitattu Laskettu |Virhe| Mitattu Laskettu |Virhe| Mitattu Laskettu |Virhe|
13 0,89 6,53...6,68 5,64...5,79 12,53 18,26 5,73 11,54 2,43...2,64 9,11...8,90 14 1,15 6,53...6,68 5,38...5,53 12,88 18,84 5,96 12,03 2,51...2,72 9,52...9,31 15 0,92 6,53...6,68 5,61...5,76 24,00 35,18 11,18 20,03 4,69...5,08 15,34...14,95 16 0,95 6,53...6,68 5,58...5,73 23,55 34,94 11,44 21,04 4,66...5,05 16,38...15,99 17 0,82 6,53...6,68 5,71...5,86 9,43 14,35 4,92 9,26 1,91...2,07 7,35...7,19
Zres I
Kuva 32: Maasulkukokeiden 13-17 mittaus- ja laskentatulokset. Ylemmässä kuvassa esitetyt laskentatulokset ovat taulukon18arvoja ja alemman kuvan tulokset taulukon 19arvoja.
pienjänniteverkon maadoituselektrodien mallintaminen laskennassa tuotti tarkemmat tulokset virtojen jakaumien ja resultoivan maadoitusimpedanssin tapauksissa. Mo-lemmissa maadoitusjärjestelmän malleissa resultoivan maadoitusimpedanssin lasken-tavirhe oli mitattua arvoa suurempi, joten virhe oli sähköturvallisuuden näkökulmasta turvallisella puolella.
Maadoitusimpedanssien laskentavirhe oli odotetun suuntainen, koska kummas-sakaan laskentamallissa ei huomioitu kaikkia maadoitustehoa parantavia tekijöitä.
Pienjänniteverkon maadoituselektrodien tapauksessa laskentamallista puuttuu suurin osa liittymien maadoituksista, koska niitä ei tyypillisesti mallinneta verkkotietojär-jestelmään. Muuntamoiden maadoitukset huomioivan laskentamallin tapauksessa mallinnettujen maadoitusten vajaavaisuus korostuu selkeämmin, mutta samalla se tarjoaa suuremman turvamarginaalin, jos tuloksia sovelletaan maasulussa esiintyvien kosketusjännitteiden tarkasteluissa.
Mitattu vikavirran jakautuminen maadoitusjärjestelmässä tuotti odotetusta poik-keavia tuloksia kaikissa kuvassa32 esitetyissä maasulkukokeissa. Luvussa 7esitetyn teorian mukaisesti ja yhteen liitetyn maadoitusjärjestelmän laajuudesta johtuen mi-tatun kosketussuojien virran odotettiin olevan mitattua suurempi. Tästä huolimatta mittauksissa nähdään päinvastainen muutos vikavirran jakautumisesta, jossa mi-tattu kosketussuojien virta on laskennallisia arvoja pienempi kaikissa kokeissa, ja vastaavasti mitattu maavirta on laskentatuloksia suurempi.
Mitattua virranjakaumaa saattaa selittää arvioitua paremmat maadoitusolo-suhteet vikapaikan muuntopiirin alueella, jolloin myös edellä mainittu liittymien maadoitusvaikutus kasvattaisi maavirran suuruutta. Toisaalta kuvassa23 esitetyt vikapaikan muuntopiirin maadoitukset ovat voineet yhdistyä viereisen muuntopiirin maadoitusjärjestelmään pienjänniteverkon maadoitusten kautta. Maadoitusjärjes-telmät ovat voineet yhdistyä esimerkiksi maan kautta lähellä toisiaan sijaitsevien maadoituselektrodien kohdalta.
8.2 Poikeljärven kolmen muuntopiirin ketju
Edellä esitetystä laajasta yhteen liitetystä maadoitusjärjestelmästä rajatun Poikeljär-ven kolmen muuntopiirin ketjun laskenta- ja mittaustulokset on esitetty taulukoissa 20 ja 21. Pienjänniteverkon maadoitusten mallintaminen suppeassa yhteen liitetyssä maadoitusjärjestelmässä tuotti merkittävästi tarkempia tuloksia resultoivien maadoi-tusimpedanssien tapauksessa, kuin pelkillä muuntamoiden elektrodien avulla mallin-nettu maadoitusjärjestelmä. Lisäksi laskettujen resultoivien maadoitusimpedanssien virheet olivat pienempiä, kuin edellä esitetyn yhteen liitetyn maadoitusjärjestelmän tapauksessa.
Taulukko 20: Poikeljärven vikapaikalta mitatut ja lasketut arvot (kj ja pj).
Zres[Ω] ISCR[A] IE[A]
Koe Mitattu Laskettu |Virhe| Mitattu Laskettu |Virhe| Mitattu Laskettu |Virhe|
23 1,42 2,29...2,53 0,87...1,11 6,73 6,36...6,46 0,37...0,27 8,44 3,94...4,34 4,51...4,10 24 1,62 2,29...2,53 0,67...0,91 8,50 10,74...10,91 2,24...2,41 12,94 6,65...7,33 6,29...5,61 25 1,44 2,29...2,53 0,85...1,09 9,19 11,10...11,28 1,91...2,09 13,04 6,87...7,58 6,17...5,46
Taulukko 21: Poikeljärven vikapaikalta mitatut ja lasketut arvot (kj).
Zres[Ω] ISCR[A] IE [A]
Koe Mitattu Laskettu |Virhe| Mitattu Laskettu |Virhe| Mitattu Laskettu |Virhe|
23 1,42 25,05...35,90 23,63...23,48 6,73 5,35...3,23 1,38...3,50 8,44 4,75...6,87 3,69...1,57 24 1,62 25,05...35,90 23,43...34,28 8,50 9,04...5,46 0,54...3,04 12,94 8,01...11,60 4,93...1,34 25 1,44 25,05...35,90 23,61...34,46 9,19 9,34...5,64 0,15...3,55 13,04 8,28...11,98 4,76...1,06
Taulukoidut laskenta- ja mittaustulokset on esitetty kuvassa 33. Tulosten pe-rusteella maavirran laskennalliset arvot ovat yhteen liitetyn maadoitusjärjestelmän tavoin mittaustuloksia suurempia, mutta kosketussuojien virtojen virheet ovat pie-nentyneet etenkin muuntamoiden maadoituksilla mallinnetun laskennan tapauksessa.
Pelkkien muuntamoiden maadoituselektrodien avulla lasketun maadoitusjärjestel-män tuloksia voidaan kuitenkin pitää erittäin epätarkkoina johtuen yli 20 ohmin poikkeamasta resultoivan maadoitusimpedanssin tapauksessa.
Zres I
SCR I
E 0
5 10 15
#23
#24
#25
Zres I
SCR I
E 0
10 20 30 40
#23
#24
#25
Kuva 33: Maasulkukokeiden 23-25 mittaus- ja laskentatulokset. Ylemmässä kuvassa esitetyt laskentatulokset ovat taulukon20arvoja ja alemman kuvan tulokset taulukon 21 arvoja.
Tulosten perusteella on selvää, ettei Poikeljärven kolmen muuntopiirin laajuista maadoitusjärjestelmää voida mallintaa riittävällä tarkkuudella pelkkien muunta-moiden maadoitusten perusteella. Mittaustulosten perusteella pienjänniteverkon maadoituksilla on merkittävä vaikutus kolmen muuntopiirin laajuisen maadoitusjär-jestelmän muodostamaan resultoivaan maadoitusimpedanssiin. Tulosten perusteella tehdyt kosketusjännitetarkastelut voisivat lisäksi johtaa tarpeettomiin maadoitusten parannusinvestointeihin.
Kuvasta33 on nähtävissä vastaavanlainen tulos, kuin yhteen liitetyn maadoitus-järjestelmän mittaus- ja laskentatulosten välillä, jossa mitattu vikavirran jakauma poikkeaa lasketuista arvoista. Tuloksia saattaa selittää edellisessä osiossa esitetyt arvioitua paremmat maadoitusolosuhteet vikapaikan muuntopiirin alueella. Toisaalta viereisten muuntopiirien maadoitusjärjestelmät ovat voineet yhdistyä maan kautta myös kokeiden 23-25 aikana.
8.3 Maadoitusjärjestelmästä irrotettu kompensointiasema
Maadoitusjärjestelmästä irrotetun kompensointiaseman eri resistiivisyyksillä sekä maasulkukokeiden mittausten perusteella lasketut arvot on esitetty taulukossa 22.
Lisäksi taulukoon sisällytetty kuvan 26käännepistemittaukset viiden ensimmäisen mittauspisteen muodostaman vaakasuoran alueen vaihteluväli, jonka poikkeama maa-sulkukoemittauksiin on esitetty virhe -sarakkeena. Kompensointiasemalta mitatun 337 Ωm:n resistiivisyyden perusteella laskettu maadoitusresistanssi oli noin 13,5 Ω.
Taulukoidut tulokset on piirretty kuvaan 34edellä esitettyjen osioiden mukaisesti.
Taulukko 22: Kompensointiaseman vikapaikalta mitatut ja lasketut arvot.
Zres [Ω] Rm [Ω]
Koe Mitattu Laskettu |Virhe| Mitattu |Virhe|
68 26,73 8,03...120,41 18,70...93,68 27,60...32,00 0,87...5,27 69 26,96 8,03...120,41 18,93...93,45 27,60...32,00 0,64...5,04
Zres Z
res
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
#68
#69
Kuva 34: Maasulkukokeiden 68-69 mittaus- ja laskentatulokset. Vasemman puoleisena vaihteluvälinä on esitetty taulukon 22 lasketut arvot ja oikean puoleinen vaihteluväli kuvastaa käännepistemittauksen vaakasuoran osuuden tuloksia.
Kuvasta nähdään, että mitatulla 337 Ωm:lla laskettu noin 13,5 Ω:n maadoitusresis-tanssi on merkittävästi pienempi, kuin muuntamolta mitattujen maadoitusresistans-sien arvot. Tuloksen perusteella havaitaan maan epähomogeenisuuden vaikuttavan voimakkaasti suppean maadoitusjärjestelmän laskennalliseen maadoitusimpedanssiin.
Epähomogeenisuudesta johtuen mitattu maadoitusresistanssi ei muodostu suurelta
osin mitatun hyvin johtavan maaperän alueelta, eikä laskennallisen arvon tarkkuus riitä kohteen maadoitusimpedanssin määrittämiseen.