220V skyddsjord i båt

[Anders_St 74]

(Besserwisservarning, inlägg mest för regelnissar inom el.)

 

Det finns en diskussion om hur man ska göra med skyddsjord i en 220V landströmsinstallation.

 

Till att börja med är detta en fråga för utbildad elektriker, den här diskussionen är helt teoretisk och bör inte påverka någons eventuella 220V installationer!!

 

Problem

Om man direkt ansluter fast den gröngula skyddsjorden i motorblock, skrov eller köl så kommer problemet med jordströmmar och galvaniskt korrosion direkt. Tyvärr kan man inte bara skada sin egen båt utan också båtgrannarna i samma hamn.

 

Lösningar

1) Skruva inte fast skyddsjorden i motorblock, skrov eller köl. Bara i 220V uttag och 220 V apparater som ska vara skyddsjordade.

Kräver en jordfelsbrytare. Undviker jordströmsproblemet helt.

 

2) Installera isolertransformator och starta en ny skyddsjord från landströmsinstallationen.

Helt säkert system, inga problem med jordströmmar, men dyrt.

 

3) Mellan skyddsjord och motorblock/skrov ansluts en Zink saver också kallad Galvanisk isolator. Det är en låda med två stycken motkopplade dioder som tål hög ström. (5000 A under den tid som det tar att utlösa en säkring enligt ISO013297.)

Inte helt säker lösning på jordströmmar, bara om skillnaden i jordpotential håller sig under 0.7 V. Högre skillnad än så har setts.

 

Vad säger lagar och förordningar?

Jag har hittils hittat två förordningar om saken:

 

Ref A, standard ISO013297

Ref B, Sjöfartsverkets föreskrifter

 

Ref A, ISO013297, säger:

4.2 The protective conductor shall be connected to the crafts d.c. negative ground (earth) as close as practicable to the battery (d.c.) negative terminal.

NOTE If an RCD (whole-craft residual current device) or an isolation transformer is installed in the main supply circuit of the a.c. system (see 8.2), the negative ground terminal of the d.c. system need not be connected to the a.c. shore ground (protective conductor).

 

8.2 The craft shall be provided with earth-leakage protection in the main supply circuit by

a) a double-pole RCD having a maximum nominal trip sensitivity of 30 mA and 100 ms maximum trip time located in accordance with 7.2.2, or

each receptacle located in the galley, toilet, machinery space or weather deck shall be protected by a GFCI (RCD) having a maximum sensitivity of 10 mA.

 

Min kommentar: Notera kryphål i NOTE sektion 4.2. Man kan låta bli att ansluta skyddsjord om man har en RCD = jordfelsbrytare.

 

Ref B, Sjöfartsverket säger i §8 och §16:

§8 En jordningsskena skall finnas för anslutning till lämplig jord. Speciell hänsyn skall vid jordningen tas till risken för galvanisk korrosion av fartygets skrov och risken för vagabonderade strömmar.

Om separat jordanslutning används skall den uppfylla kraven i 13 §.

 

16 § För installationer med max. 125 A märkström skall anslutningen till

fartyget ske över en strömkännande jordfelsbrytare med en märkutlösningsström av högst 30 mA eller en isolertransformator.

 

Min kommentar: Lämplig jord är enligt min tolkning jordning i all 220V utrustning men inget annat. Jordfelsbrytare ska man ha i vilket fall.

 

Felfall

Jag ser följande fall där det kan bli fel i en 220V installation:

a) Någon tar direkt på EN oskyddad 220V ledare.

(ska inte förekomma om man installerat korrekt med rätt uttag, lådor och ledningar.)

 

Någon tar direkt på TVÅ oskyddade 220V ledare, både fas och 0.

(ska inte förekomma om man installerat korrekt med rätt uttag, lådor och ledningar.)

 

c) Kabel lossnar inuti någon 220V apparat, typ varmvattenberedare, och hamnar mot plåthöljet som får 220 V spänning.

(Sånt händer, om skyddsjorden är ansluten korrekt till plåthöljet så går säkringen direkt.)

 

d) Kabel som är installerad mot stålskrov nöts sönder och 220V fas kommer i anslutning till skrov.

(Sånt händer, om skyddsjorden är ansluten till stålskrovet så går säkringen direkt.)

 

e) Kabel lossnar inuti en dubbelisolerad apparat utan ansluten skyddsjord. Inget händer utom att apparaten slutar fungera.

(Dubbelisolerad apparat är gjord så att inget kan hända i detta fall, testat av SEMKO eller annan provningsanstalt.)

 

Jag ser inte att en jordanslutning till motorblock, skrov eller köl hjälper utom mot fall d).

 

Jordfelsbrytare skyddar mot ström som smiter fel väg. Den ska reagera på mycket lite ström, 30 mA=0,030 A, mindre än vad som är livsfarligt för en människa.

Jordfelsbrytaren bör skydda människor mot alla felfallen utom . Och där ser jag inte hur någon teknisk pryl eller skyddsjord kan hjälpa, man får installera ordentligt.

 

Min summering

För båtar i plast och trä med vettig installation så borde man kunna låta bli att ansluta gröngul skyddsjord i motorblock, skrov eller köl med gott samvete sålänge man har en jordfelsbrytare direkt där landströmmen kommer in.

För stålbåtar med kablar dragna i närheten av skrovet bör man fundera på att installera en isolationstransformator, då kan man sedan skyddsjorda överallt i skrovet utan problem.

 

 

Kommentarer från kunniga?

(NOTERA att detta är teoretiska diskussioner som underlag för prat med utbildad elektriker om vad som ska installeras i båten.)

 

 

 

PS Lite mer intressant från Ref A, ISO013297:

10.2 Conductors and flexible cords shall be of multistrand copper, and of sizes no smaller than those determined by reference to Table A.1.

 

11.7 All conductors shall have suitable terminals installed, i.e. no bare wires attached to stud or screw connections.

 

11.8 Screw-clamp or screwless terminals shall conform to IEC 60947-7-1. Other terminals shall be of the ring or captive-spade type, not dependent on screw or nut tightness alone for retention on the screw or stud. Captivespade terminals shall be of the self-locking type.

An exception is that friction-type connectors may be used in circuits not exceeding 20 A if the connection does not separate when subjected to a force of 20 N.

 

Min kommentar:

220V installationer i båt SKALL vara flertråds. Minimum 19 trådar för 1.5 och 2.5 kvadratmillimeters kabel.

Man bör använda kabelavslutningar, klämkontakter, på kablar innan man ansluter till uttag och kontakter. Men för installationer under 20A så får man skruva fast kabeln direkt i polskruvar om man efteråt kan dra i kabeln med 2 kg utan att den lossnar.

 

[Joerg 0]

...du har sikkert forventet at jeg kommer med kommentar

 

Egen erfaring i mer enn 20 år viser meg at det finnes alt mulige som KAN skjer.

Og så snart det finnes mulighet at det KAN skjer noe, så skal man ikke si men det gjelder kanskje ikke meg.

 

Jeg ser også alt regelverk som finnes, men det finnes for mye diskussjon om alt det.

Problemet er at alt kan oppfattes til hva som helst, men skulle ikke det fordi det finnes mange der ute som egentlig ikke kan vurdere situasjonen riktig.

I så fall blir det stor fare at man velger den billigste og letteste vei,

som kanskje ikke er tilpasset situasjonen.

 

For meg gjelder: mennesker først og deretter materiell.

Så finnes det for meg kun en vei, men to alternativer hvis man skal ha fastinnstallasjon på båt.

I så fall gjelder faktisk det samme som på hus.

 

Jordfeilbryter: ja, i alle tilfelle.

Jording: ja, alt og i alle tillfelle.

 

Alternativer:

enten landjord inkludert galvanisk skille,

eller galvanisk skilletransformator inkludert egen jordplate.

Ferdig er det, både langtidelig billigst, best og etter CE.

 

Begge to muligheter kan vurderes om hva som passer best til egen behov,

men begge to muligheter motvirker også galvanisk tæring.

 

I tillegg innebærer disse muligheter trygghet for at ingen person kan gjøre noe galt, som kan koste egen menneskes liv eller helse.

Fordi regelverket er både helt tydelig og enkelt til å forstå.

 

Jørg

 

[flipperjens 0]

Hej!  en kommentar/ fråga

 

Låt bli att ansluta landjord! på detta sätt undviks problemet med ev. korrosion (håller med). I båtens elcentral skapas en egen jordslinga. I båtens elcentral monteras jordfelsbrytare. På detta sätt har samma säkerhet skapats som på land.

 

En sak som jag funderar på? Om man kör på denna princip måste man väl ha en idiotsäker landströms anslutning där man kan säkerställa att landströmmens fas ansluts till fas och landströmmens nolla ansluts till nolla i båtens elcentral?

Annars fungerar väl inte jordfelsbrytaren? Eller börjar jag bli trött så här på kvällen?

 

Mvh

 

Jens

 

[Joerg 0]

Null og fase kan byttes, fordi vi snakker jo om vekselstrøm.

Det eneste som ikke kan byttes er fase og jord (forutsatt at innstallasjonen på båten er riktig)

Men når man benytter seg CEE-stikkontakter, som er kjøpt ferdig eller innstallert av fagfolk, er saken nesten klart.

 

Jørg

[Seawolf 372]

För att man enligt ISO013297 skall få låta bli att ansluta skyddsjord till vatten via något av metall i båten, måste 12Vminus vara ansluten till motorminus som i sin tur via propeller  leder till vattnet. Dessutom SKALL man ha jordfelsbrytare för att få göra detta.

 

Har man en varmvattenberedare med 230V-elpatron och samtidigt motorkylvatten som värme blir det då förstört i alla fall.

 

Men av andra skäl är det olämpligt att ha 12V-minus ständigt anslutet till motor och propeller.

 

Lösningen kan då vara att sätt en egen jorning till vattent på inkommande skyddsjord, och att ha en stickkontakt till vattenvärmepatronen, som bara är instucken när man vill värma (under kort tid) så blir det bara problem under denna korta tid.

 

Bäst är en isolertrafo.

 

Liknande försiktighet får man ha för kombinationen vattenburen värme-motorvärme- dieselvärmare där minus12V är i vattenkontakt.

 

Man måste varna för galviska isolatorer även kallade zink savers. De klarar bara av någon volts obalansspänning mellan skyddsjord och havet, vilket räcker i stora delar av världen. Men i skandinavien med kristallina bergarter vilka leder så dåligt (Sverige i snitt 100 ggr sämre än europa i snitt) så våra obalansspänningar är ofta 5-10 volt ibland mer.

 

www.batteknik.se

 

[flipperjens 0]

Hej! jag förstår att växelström är pollöst men om jag kopplar landströmmens nolla till fas i båtens elcentral så har jag ju i princip kopplat landjorden till fas i båtens central.  Till elcentralen på land levereras ju tre faser och jord sedan skapas nollskena och skyddsjordsskena i centralen.

 

Borde inte detta kunna ställa till problem??? Eller har jag fastnat i fel resonemang?

/ jens

 

 

 

 

[Anders_St 74]

Nix, inget problem. Ett system med fas och nolla är symmetriskt, det är bara 220V växelspänning rätt upp och ner. nollan är inte kopplat till något speciellt. Det är därför en vanlig stickpropp kan vändas hursomhelst så man inte vet vilken ledning som får vad av fas och nolla.

 

(Utom skyddsjord som alltid ska hamna i gulgrön ledare.)

 

I ett trefassystem med femledars kabel och anslutningar måste man däremot hålla reda på faserna, nollan och skyddsjorden. Men de kontakterna är inte vändbara heller.

 

[Joerg 0]

Vel vel.

Det er bare morsomt at jeg fikk akkurat det samme svarene både på norske og danske forum for 3 år siden.

Bare med forskjellen at folk der sa, at det er meget spesiellt i dems land, men kanskje ikke i Sverige pga. CE-system...

 

Enda mer morsomt er at jeg har solgt hundrevis ZS30A også i disse land og at jeg ikke fikk bare en reklamasjon.

Som ville også undrer meg...

 

Vi kan sikkert blir enig om forholdet at det ikke virkelig finnes noen forskjell mellom svenske kysten eller havner som Rotterdam eller Hamburg, der det finnes millionvis tonn av potensialforskjell som flytter eller er fastinnstallert (som f.eks. kajer som er laget av stål og betong), eller norske kysten m.m. som har fellesforbindelse mht. jording.

 

Hos alle disse tillfeldighetene virker ZS30A, men ikke i Sverige?

 

Ikke missforstår meg.

Jeg er helt enig med deg at skilletransformatorer er best løsning,

men en galvanisk isolator virker også og er billigere og lettere.

Det er grunnen av at isolatoren har full tilattelse i HELE Europa og USA.

Men hele Europa betyr vel også Sverige, ikke sant?

 

Forresten sier EN-ISO 13297 ikke at det SKAL være, men det MÅ være fellesfobindelse mellom landjordledning og negativt likestrømjording på båten.

Det betyr at jording av ALLE forbrukere skal sammenkobles på batteri-minus,

Men det er ikke valgfritt, fordi det finnes fare om strømstøtt også inni av båten pga. potensialforskjellen mellom f.eks. motor og andre deler på båten.

Oppover 30mA er fastlagt grensen at det kan blir helseskadelig for mennesker,

men det finnes ikke noen forskjell mellom 30mA ved 12 eller 230Volt.

Så er meningen at man bygger en fellespotensial der mennesker kan går inn og ut uten skade.

 

Det er bare UNNTAK at man ikke MÅ gjøre det, hvis det finnes egen jordingsplate i forbindelse med skilletransformator.

 

Man kan diskutere mye, men det finnes ikke noe vei forbi regelverket.

 

Med vennlig hilsen

Jørg

 

[Anders_St 74]

Sidoinfo, det blev bara ett påhugg med landström i helgen, gästhamnen vid Gruvbryggan på Utö i Stockholm.

(Förklaring till ev undrande som såg en man vid en Saltö 31 bära sig konstigt åt i fredags ungefär kl 14? :-)

 

Mätresultat:

Skillnad mellan skyddsjord i elstolpen och vattnet (doppade ner mätsladden); 0.2 V

 

Så i detta fall så verkar det inte vara några större problem med jordpotentialskillnader. Även en bra jordledning borde vara 0,5 till 1 ohm, så strömmen borde även i värsta fall hålla sig väl under 0,2 - 0,4 A.

Jag får mäta mera senare, är nyfiken på hur mycket ström det kan bli i praktiken.

 

[Seawolf 372]

(Besserwisservarning, inlägg mest för regelnissar inom el.)

 

Det finns en diskussion om hur man ska göra med skyddsjord i en 220V landströmsinstallation.

 

Till att börja med är detta en fråga för utbildad elektriker, den här diskussionen är helt teoretisk och bör inte påverka någons eventuella 220V installationer!!

 

Instämmer med det mesta i orginalinlägget.

 

MEN, ISO-13297 har även denna skrivning, vilket i många fall innebär att man inte får underlåta att landströmmens skyddsjord MÅSTE anslutas till antingen en egen jordplatta, eller att man har båtens 12V minus anslutet till vattnet.

 

4.3 For craft with fully insulated d.c. systems (not1), the a.c. protective conductor shall be connected to the hull of a metallic hull craft, the craft external ground (earth) or the craft lightning-protection ground plate, if fitted.

 

Detta innebär alltså att om man har en elinstallation där 12V-minus inte är ansluten till båtens undervattensdelar så räcker det inte med en jordfelsbrytare för att man skall slippa att ansluta skyddsjorden till vattnet vid båten.

 

Antag att man har en 12-installation med ett modernare S-drev från Volvo Penta, då är motorminus isolerad från vattnet. Samma gäller propelleraxlar med gummikopplingar. Det gäller även om man har tvåpolig motorbrytare för att undvika obalanskorrosion mm. i propellersystemet. 

 

Om man då inte har någon annan genomföring eller kölmetall ansluten till 12V minus, så har båten ett fully insulated d.c. system.

 

Och då räcker det alltså INTE med en jordfelsbrytare, utan man måste ansluta landströmsjorden till (not2) någon annan metalldel till vattnet vid båten.

 

NOT1: enligt ISO 10133, 3.16: Fully insulated two-wire d.c. system, system in wich the d.c. negative i s isolated from the ground (earth), i.e. not connected to the water through a metallic hull or the propulsion system, nor earthed through the a.c. protective conductor.

 

NOT2: Anslutningen skall alltså ske till:

( 3.1, crafts ground, crafts earth ground (earth) which is established by a conducting connection (intended or accidental) with the common ground (potential of the earths surface), including any conductive part of the wetted surface of the hull)

 

[Seawolf 372]

Angående obalansspänningens storlek kan jag nämna att följande uppgifter:

 

Men i skandinavien med kristallina bergarter vilka leder så dåligt (Sverige i snitt 100 ggr sämre än europa i snitt) så våra obalansspänningar är ofta 5-10 volt ibland mer.

 

kommer från Vattenfalls projekteringsavdelning för storskaliga kraftledningar och transformatorstationer där jag tidigare har jobbat, och där dessa uppgifter låg till grund för hur omfattande jordledarsystem som krävdes för jordning av sådna installationer.

 

När kraftledningen Skanraff byggdes ut på Lysehalvön gick det åt nästan lika mycket ledningsmaterial för att få acceptabel jord till kraftledningsstolparna som själva för själva kraftledningen. 

 

I ett annat smmanhang då jag jobbade på ett större kraftverk i en trakt med mycket kristallina bergarter mätte vi upp 300 Ampere i en 300 meters jordledare med 300mm2. Den var jordad till jordnätet i båda ändar. Detta motsvarde c:a 5 volt. Det hela visar karaktären av problemet, nämligen att i många fall går det inte att jorda bort obalansspänningen.

 

Svenska Kryssarklubben har gjort en del mätningar i hamnar och funnit att ett par-tre volt är ganska vanligt värde, och det kan i vissa fall vara flera gånger större än så.

 

Det är även viktigt att förstå att en mätning på en plats vid en tidpunkt inte säger så mycket om hur det kan se ut staraxt därefter. Ändrad förbrukning i nätet i trakten, torka eller regn osv. kan förändra situationen signifikant. (det är ett gammalt känt trick att pinka på ställen där man installerat jordtag för att kontollmätningen av jordtagsresistansen skall bli godkänd)

 

Med dessa saker som bakgrund vill jag nog påstå att det är en signifikant  skillnad mellan trakterna av kristallina bergarter i norra Skandinavien, och kontinental-Europa där det handlar om lagrade bergarter och mera löst, fuktigt material.

 

Och att man inte bör förlita sig på en Zink-saver, den är, som namnet antyder, avsedd för att skyda mot just galvaniskt orsakade spänningsskillnader på någon volt eller så. Obalansspänningar är ett annat fenomen, som emellanåt här och där blir större än så, och som då på förvånansvärt kort tid kan orsaka skador.

 

 

[Anders_St 74]

Kul information om jordproblem!  Jo, kraftöverföring kanske inte är lika sexigt som IT men det finns tekniska utmaningar. Kanske mer än i IT/Telekom. :-)

 

Suck. Det låter som att det enda ordentliga sättet att få in landström är med en isolationstrafo om man ska göra en permanent installation.

Då startar man om skyddsjorden från den interna elcentralen och har inga problem med vagabonderande jordströmmar.

Då pratar vi tusenlappar och en stadig klump på 20-40 kg som måste in någonstans i båten.

 

Det är ju inget som hindrar att man har en helt lös installation, landströmskabel med jordfelsbrytare och en lös batteriladdare. Det är ju lagligt.

 

Mitt resonemang är ett krampaktigt försök att motivera att en fast-lös installation kanske inte är så farlig. Åtminstone i en båt utan metallskrov.

 

Ha det!

/A

[KillerBoo 58]

Måste fråga när ändå ämnet är uppe:

Om man installerar en omvandlare 12V - 220V (för att ha driva PC mm) hur funkar det då? Måste man även då ha elektrikerkompetens vid installationen, för att vara säker på att inte bli grillad när man sitter med 4-tal mitt i online-pokerpartiet?

[Anders_St 74]

 

220V är alltid 220V. Så samma krav gäller. T ex är det lämpligt att jorda omvandlarens skyddsjord i motor och skrov. I det fallet finns ingen risk för galvanisk korrosion.

 

(Det beror också på hur avancerad installationen är. Om man köpt en liten bärbar 150W omvandlare som ansluts i 12V uttag och pluggar in datorn i eluttaget på omvandlaren så är det inte mycket till installation så det kan man göra själv.)

 

Men om jag förstått saker rätt så finns det inga formella krav på behörighet för 220V installation i båtar numera. Sedan Sverige skrev på några avtal för några år sedan är det sjöfartsverket som är ansvariga. Och då gäller de två dokument jag referat tidigare.

 

Sedan finns det redaransvar och befälhavaransvar om någon skadas eller dör. Och då är det kanske inte så kul att veta att man kopplat fel själv för att spara pengar. Att låta en Elektriker göra jobbet eller åtminstone inspektera efteråt är fortfarande en bra ide.

 

 

 

[KillerBoo 58]

Tack f det Anders. Hade tänkt mig ung så, att koppla in en liten bärbar omvandlare, plugga i PC o köra på. När jag sen inte använder 220-prylar kopplar jag från den