יעילות זרם הפעלת מפסק מגן

יעילות זרם הפעלת מפסק מגן

תפקידו העיקרי של מפסק המגן (ממסר פחת) הוא להגן על בני אדם מפני התחשמלות. שני גורמים מרכזיים הובילו אותי לכתיבת מאמר זה:

1. לפי חוק החשמל, בפרק האמצעים להגנה, נכתב כי כאשר מיתקן מוגן על ידי מפסק מגן כהגנה בלעדית, זרם ההפעלה הנומינלי שלו יהיה לפחות 0.03 אמפר.
2. במהלך הקיץ, הייתה לי הזדמנות לבצע בדיקות רבות של ממסרי פחת.

שאלתי אנשי מקצוע מנוסים על הפרשנות להוראת החוק – מה המשמעות של "לפחות 0.03 אמפר"? האם הכוונה שמותר להשתמש במפסק עם רגישות של 0.1 אמפר או אולי 0.01 אמפר? התשובות היו מגוונות, אך אף אחת מהן לא הייתה חד משמעית.

בדיקות ממסרי פחת

במהלך הבדיקות שערכתי, נתקלתי בממסרי פחת שהגיבו בתגובה תקינה ובאחרים שנכשלו. אך אפילו בין אלה שעברו את הבדיקה, היו שינויים במידות הזרם שבהם הממסר פעל. בעולם, על פי התקנים, קיימות דרישות לממסרי פחת הנוגעות לזרם ההפעלה הנומינלי, והן נקראות n∆I (זרם דלף נומינלי). המאפיינים העיקריים של מפסקי המגן הם הרגישות שלהם וזמן התגובה.

פרסום

במבט ראשון, נראה ברור שככל שזרם התגובה של הממסר נמוך יותר, כך הוא מגן טוב יותר על בני אדם מפני התחשמלות. עם זאת, מדובר בראייה חלקית. מצד אחד, ככל שהזרם הנדרש להפעלת המפסק נמוך יותר, כך יש סבירות נמוכה יותר לפציעות חשמליות אצל אנשים ובעלי חיים. מצד שני, ככל שזרם התגובה נמוך יותר, כך עולה הסיכוי להפעלות שווא של הממסר הנובעות מהפרעות אלקטרומגנטיות או זרמי דלף טבעיים.

הסתירה בין הגנה חשמלית לאמינות אספקת החשמל

הקונפליקט ברור: מצד אחד, אנו רוצים להבטיח הגנה חשמלית מקסימלית על ידי בחירת מפסק רגיש ככל האפשר. מצד שני, יש סיכון שזרם נמוך מדי יגרום להפעלות שווא שמפריעות לאמינות אספקת החשמל. לכן, פתרון אפשרי לסתירה זו הוא שיפור הבידוד החשמלי של הרשת ושל צרכני החשמל, כך שניתן יהיה להפחית את זרמי הדלף הטבעיים. אך שיפורים אלו דורשים זמן רב והשקעה כספית גדולה.

ניתוח תוצאות הבדיקות

אבל, מצד שני, ככל שזרם התגובה נמוך יותר, כך גדלה ההסתברות להפעלת שווא של הממסר פחת, הנגרמת על ידי פעולת הפרעות אלקטרומגנטיות שונות והן על ידי זרמי דליפה טבעיים (שאינם תקלה) הקשורים לפגמים בבידוד הרשת וצרכני החשמל באזור ההגנה. התרחשות של הפסקות שווא והפרעות נלוות באספקת החשמל מפחיתה את האמינות, וכתוצאה מכך, את היעילות של אספקת החשמל

קיימת סתירה בין יעילות ההגנה החשמלית של המפסק מגן לבין היעילות של אמינות הספקת החשמל. ברור שניתן להתגבר על סתירה זו, לדוגמה על ידי הפחתת רמת זרמי הדליפה הטבעיים על ידי שיפור איכות הבידוד החשמלי, הן של הרשת עצמה והן של צרכני החשמל. ניתן להשיג זאת על ידי הגדלת רמת הפעולה של רשתות החשמל הפנימיות וצרכני החשמל, וכן על ידי שימוש בבידוד חדש ואיכותי, המיועד לעבוד בתנאים קשים. למרבה הצער, כפי שמראה הניסיון, כמעט בלתי אפשרי להגיע להפחתה משמעותית של זרמי הדליפה הטבעיים בזמן קצר יחסית

כעת, מגלים בבדיקות שפחת שלנו מגיב גם ב18 וגם ב28 mA וזה תקין. כלומר היעילות עולה או יורדת, (תלוי איך מסתכלים על זה), בהפרש של 70%

לדוגמה, טופס בדיקת ממסרי פחת בלוח מציג את הנתונים הבאים:

פרסום

האם זה משנה לנו?

הבדלים אלו מעלים שאלות לגבי יעילות המפסקים. האם מפסק המופעל ב-28mA יעיל יותר או פחות מזה המופעל ב-18mA? למעשה, התשובה אינה חד משמעית. ההגנה מפני התחשמלות עולה עם ירידת הזרם, אך כך גם הסיכוי להפעלות שווא. לכן, יש צורך למצוא את האיזון הנכון בין בטיחות לאמינות, וזוהי החלטה של מתכנני מערכות החשמל.

סיכום

בסופו של דבר, המפתח להבטחת הגנה חשמלית טובה הוא בחירת מפסק מגן המתאים לדרישות המבנה והמערכת, תוך התחשבות בגורמים נוספים כמו רמת הבידוד וזרמי הדלף הטבעיים. חשוב לבדוק את המפסקים באופן קבוע כדי להבטיח את תפקודם התקין לאורך זמן.

MASTAQ