איפוס בהארקה

איפוס

חזרתי פעמים רבות על זה שהארקה איננה נושא מפותח ופופולרי

בתכנון חשמל, לפחות ברמה שאני פוגש, בקושי יש התייחסות בכלל להארקה. אולי איזה סקיצה סטנדרטית עם הֶעָרָה:

פרסום

"להתקין אלקטרודות הארקה עם התנגדות כלפי מסה כללית לא יותר מ 20 הואם"

לא מכיר שקיימת החלטה לגבי מערכת הארקה. מאמינים, שבודק לפי תוצאות הבדיקה, יקבע כבר באתר.

לפי דעתי, שיטת הארקה, ואמצעי הגנה גם ראוי לתכנון וחישוב

חישוב האיפוס מצטמצם לחישוב: עבור יכולת הניתוק, התנגדות הארקת שיטה (בטיחות נגיעה במארז מתכתי כאשר הפאזה מקצרת לאדמה) והתנגדות אלקטרודה הארקה מקומית (בטיחות נגיעה במארז כאשר הפאזה מקוצר למארז)

חוק החשמל מתייחס, מגדיר ומסביר הגנות, אמצעי הגנה נגד חשמול

הייתי מזכיר כאן גם התחשמלות

אגב, המתהווה מגמת המעבר מקיצוב של ערך התנגדות האלקטרודות הארקה לקיצוב את מתח המגע. זה מוביל לצורך להבהיר את השיטות הקיימות לחישוב פרמטרים  של ההארקה

הנושאים של שיפור הבטיחות בחשמל של ציוד עם שימוש בהארקת הגנה או איפוס, הניתנים בספרות על בטיחות, אינם מכוסים במלואם

איפוס. מטרה, עקרון הפעולה והיקף

איפוס הוא חיבור חשמלי מכוון חלקי מתכת שאינם נושאי זרם של מתקן חשמלי אבל עלולים להיות תחת מתח  אל מוליך PEN  או PE בכניסה למבנה;

מטרת האיפוס (מבחינת התחשמלות) היא לבטל את סכנת התחשמלות במקרה של מגע עם גוף המתקן החשמלי ושאר חלקי מתכת שאינם נושאי זרם בד"כ , אבל מחושמלים עקב קצר בגוף ומסיבות נוספות

עקרון פעולת האיפוס הוא הפיכת קצר חשמלי לגוף לקצר חד פאזי (כלומר, קצר חשמלי בין מוליכי הפאזה והניוטרל) על מנת לגרום לזרם גדול שיכול להבטיח את פעולתו של הגנה ובכך לנתק אוטומטית את המתקן החשמלי הפגום מרשת האספקה.

1 – корпус электроустановки; 2 – аппараты защиты от токов КЗ

תפקיד של אלמנטים שונים של מעגל האיפוס

איור 6.1 מראה שלאיפוס נדרש מוליך PEN או PE, הארקת שיטה של מקור הזרם והארקה מקומית (של מוליך הניוטרל)

• מטרת מוליך PEN או PE באיפוס היא לספק את הערך של זרם הקצר החד-פאזי הדרוש לניתוק המתקן על ידי יצירת מעגל בעל התנגדות נמוכה עבור זרם זה. ברשת תלת פאזית עד 1000וולט עם ניוטרל מוארק ללא מוליך זה, אי אפשר להבטיח בטיחות כאשר הפאזה מקוצרת למארז, ולכן אין להשתמש ברשת כזו
• מטרת הארקת שיטה (מבחינת התחשמלות) של מקור הזרם המספק רשת עד 1000וולט היא להפחית את המתח של מקרים מאופסים (וכתוצאה מכך, מוליך PEN או PE) ביחס לאדמה לערך בטוח כאשר הפאזה מקוצרת לאדמה
• להארקה מקומית אין כמעט השפעה על יכולת הניתוק של מעגל. ובמובן הזה, יכולים להסתדר בלעדיו. מטרת הארקה מקומית היא להפחית את המתח ביחס להארקה של מבנים מאופסים במהלך קצר הפאזה לגוף, במצב תקין והן במקרה של הניתוק במוליך הניוטרל. ללא הארקה מקומית, המתח של מוליך הניוטרל יכול להגיע לערכים בלתי מקובלים. בנוסף, במקרה של ניתוק במוליך הניוטרל, סכנה זו גוברת, כי המתח ביחס לאדמה של צרכני חשמל מאופסים אחרים המחוברים לקטע זה של הרשת יכול להגיע למתח הפאזה (והם תקינים לגברה). הארקה מקומית מפחיתה מאוד את הסיכון להתחשמלות, אך אינה יכולה לבטל אותו לחלוטין

חישוב איפוס

חישוב האיפוס נועד לקבוע את התנאים שבהם הוא מבצע בצורה מהימנה את המשימות שהוטלו עליו – מנתק במהירות את המתקן הפגוע מהרשת ובמקביל מבטיח את שלומו של אדם הנוגע בגוף המאופס בתקופת התקלה. בהתאם לכך, איפוס מחושבת על כושר הניתוק, וכן על בטיחות הנגיעה במארז כאשר הפאזה מקוצרת לאדמה (חישוב הארקת שיטה) ולמארז (חישוב הארקה מקומית)

אני אוותר על החישוב של כושר הניתוק, מאחר גדול אלי

חישוב התנגדות הארקת שיטה

אני יודע שיגידו: מי אתה, שתחשב או תמדוד התנגדות הארקת שיטה? מי ייתן לך מידע או להיכנס לשטח חברת החשמל? נכון, אני מודע. אבל, למה אנחנו מודדים או מנסים להתאים את התנגדות הארקה שלנו, אם היא נמצאת במעגל טורי עם התנגדות חוטי רשת, התנגדות הארקת שיטה. יש במעגל לפחות 3 התנגדויות (לא מדבר על התנגדות השנאי פנימי) ואנו לא יודעים אחד מהם. באותו הזמן אנו מתווכחים ומוכיחים איזו שיטה טובה ונכונה יותר למדידת אלקטרודה הארקה שלנו ובחיים לא נדעה את השאר

התנגדות הארקת שיטה של מקור הזרם, חייבת להיות כזו שבמקרה של קצר חשמלי של פאזה כשליהי לאדמה דרך ההתנגדות, המתח שבו אדם נוגע במקרה המאופס או המוליך PEN ישירות,  לא יחרוג ממתח מגע מותר

על פי תנאי הבטיחות, נגיעה במקרים מאופסים במהלך קיומו של קצר פאזה לאדמה, התנגדות ומתח מגע צריכים להיות קטנים ככל האפשר. לכן, אנו מקבלים 20 אוהם; ערכים קטנים יותר אינם סבירים

מכיוון שכאשר פאזה מקוצרת לאדמה, הרשת ממקורות החשמל לא תכבה אוטומטית, ככלל, והמקרים המאופסים יופעלו במשך זמן רב תחת המתח (עד תיקון התקלה או ניתוק ידני הרשת החשמל), אנו מקבלים את מתח המגע המותר לטווח ארוך כ 50 וולט

בתנאים אלה, אנו מקבלים את הערכים הגבוהים ביותר המותרים של התנגדות הארקת שיטה של 5 אוהם

יש לזכור כי צריכים התנגדות הארקת שיטה אלה כאשר אין הארקות נוספות של מוליך הניוטרל. בנוכחות הארקות נוספות, כל ההארקות יחד חייבות להיות עם התנגדויות כאלה – הארקת ניוטרל והארקות נוספות, שכן הן מחוברות במקביל

פרסום

זאת, דעתי. כי על פי דרישות חוק החשמל, התנגדות ההארקה הכוללת של הארקת ניוטרל של מקור הזרם (גנרטור, שנאי) וכל ההארקות נוספות של החוט הניוטרל של קווי חשמל עיליים היוצאים בכל עת של השנה צריכה להיות לא יותר מ-20 אוֹם

יחד עם זאת, התנגדות ההארקה הניוטרל (השיטה) , או ליתר דיוק, ההתנגדות של אלקטרודת הארקה הממוקמת בסביבה הקרובה של מקור הזרם, אינה מצוינת, לפי דעתי חבל שכך

דרישות אלה של חוק החשמל חלות גם על מקרים שבהם שני קווים עיליים או יותר יוצאים ממקור הכוח, נושאים יחד עם החוט הפאזה, את חוט הניוטרל שגם יש לו הארקות נוספות וגם זה לא בא בחשבון

חישוב התנגדות הארקה מקומית

כאשר פאזה מקצרת למקרה מאופס, המוליך PEN בקטע שמאחורי ההארקה הנוספת הקרובה ביותר לנקודת התקלה, כמו גם הציוד המאופס המחובר לחלק הזה של המוליך, נמצאים תחת מתח מסוים ביחס לאדמה

מתח זה קיים עד ניתוק על ידי ההגנה את המתקן הפגוע, כלומר לזמן קצר. עם זאת, הערך של מתח MAX יכול להיות די גדול ולהוות סכנה לאנשים גם אם הוא קיים לזמן קצר. בנוסף, אם ההגנה נכשלת או מתעכבת (עקב מפסק לא תקין, הגדרות מוגזמות וכו'), מתח זה יכול להתקיים לאורך זמן. על מנת לבטל את סכנת התחשמלות המתעוררת במקרה זה, יש צורך שמתח  MAX לא יעלה על הערך המותר של מתח המגע. תנאי זה יתקיים בערך מסוים של התנגדות הארקה מקומית, שגם הזרם תקלה תלוי בה

למדתי לצייר לעצמי מעגלים בנויים מנגדים (התנגדויות) במקביל ובטור של פאזה, ניוטרל, אלקטרודה הארקה מקומית ושיטה, במידת הצורך גם עומס (הצרכן). זה עוזר לי חזותית לדמיין ולהבין טוב יותר את התנגדות כוללת במעגל ספציפי, מפל מתח, פוטנציאל נקודות ספציפיות

בעזרת הציור, הגעתי למסקנה – לא מספק אותנו באיפוס ההגדרה שהתנגדות הארקת שיטה והארקה מקומית צריכים להיות פחות 20 אוהם, יש לחשב את התנגדות הארקת שיטה לפי הנתוני רשתות ובהתאם להתנגדות הארקת השיטה לחשב את התנגדות הארקה מקומית. היחס בין התנגדויות הללו חשוב יותר מערכן המוחלט, אפילו אם הן נמוכות

MASTAQ