"מדוע מפסק מגן לא מכבה את רשת החשמל במקרה של שריפה"

חיישן התחממות בחיבורי החשמל

היום שוחחתי עם חבר, אחד מהבודדים שיודעים על התחביב שלי  שהוא לכתוב, לנתח, להלחין, לפתח… והוא יעץ לי, בתור ידיד

לעזוב את חוק החשמל והעניינים הגבוהים והגדולים אלא לחזור להמצאות.

אז חזרתי הביתה, התיישבתי מול המחשב וחשבתי שאכתוב היום מאמר – "מדוע מפסק מגן לא מכבה את רשת החשמל במקרה של שריפה"  או לחלופין, לשאול את החידה: "האם יש מצב שהמפסק מגן ינתק חשמל כשאין זרם דיפרנציאלי?"

אבל בעצת חבר, אתאר את ההמצאה

העצה מיועדת לבקרה והשליטה (ניטור) חיבורים חשמליים במכשירים בתעשייה ובבית. בכל מקום איפה יש חיבור חשמל, ניתן להשתמש

כדוגמה, נסתכל על שקע עם תקע

לא נדרש חיישנים, מוליכים, אביזרי הגנה וניתוק נוספים

התוצאה הטכנית נובעת ממסירת אות לניתוק דרך מוליכי כוח של התקעים והשקעים.

השגת התוצאה הרצויה הושגה בהתקן המכיל שני זוגות מגעים נסגרים (NO) בבית שקע בין פינים של תקע ולשקע.

בהתאם, בכל זוג מגע אחד הוא דו מתכתי (בי-מטל) ומחובר ישירות לשקע או פינים של תקע, והשני להארקה דרך מחלק מתח.

התקן מצויד בזרוע נדנדה, שבמרכז מונחת דרך תומך מסתובב ועשוי מחומר דיאלקטרי, הקצה השני של כל זוג מגעים מצד אחד, מחוזק באופן קבוע במארז ומצד השני נשען על הצד שלו של זרוע הנדנדה

כנראה כתבתי לא ברור, אבל זאת לא הנקודה

חיבורי חשמל פגומים או טיפול לא נכון הם לרוב הגורם לשריפות. מקור ההצתה בשריפות כאלה הוא בדרך כלל מוליכים מחוממים וחלקי מתכת של החיבורים. לכן, הטמפרטורה היא אינדיקטור אובייקטיבי לא חשמלי.

למשל, תקנים קובעים שעליית הטמפרטורה של המהדקים לא תעלה על 50°C, או שעליית הטמפרטורה המקסימלית של חלקי מתכת נגישים לא תעלה על 30°K, ונגישים חלקים לא מתכתיים לא יעלו על 40°K.

אמצעי הגנה מתאימים מסופקים על ידי הגבלת החימום, ואחד הפתרונות היעילים ביותר הוא ניתוק אספקת החשמל באמצעות מפסקי מגן (הגנה דיפרנציאלית) המקבלים פקודה להפסקה דרך אותם מוליכים מעגלים כוח, בצורה של כאילו זליגה לאדמה

חיישני חימום הקיימים היום בשוק. החיסרון הנפוץ שלהם הוא שבמקרה של חימום מסוכן, יעילות ההגנה של תקעים ושקעים סטנדרטיים תלויה בחימום של שקעים, פינים ספציפיים ובנוכחות קווי תקשורת נוספים

ביישום ושימוש בפטנט המוצע, ניתן פתרון לבעיה טכנית זו, המרחיב את אפשרויות היישום.

התוצאה הטכנית תהיה על ידי זמינות חיבור למחברים חשמליים סטנדרטיים עקב העברת פקודה לניתוק דרך מוליכים של תקעים ושקעים, ללא קשר לסידור הפינים והשקעים שלהם

הרעיון המוצע מוצג באיור. 1-6, כאשר ייעודי החלקים הבאים מקובלים:

1 – גוף,

2 – פיני תקע,

3 – שקע,

4 – מגע הארקה,

5 ו-6, 7 ו-8 – זוגות מגעים נסגרים,

9 – זרוע נדנדה,

10 – מחבר חשמלי סטנדרטי (תקע),

L – מוליך פאזה,

N – מוליך אפס,

Pe – מוליך הארקה,

R ו-C – קבל ונגד, מחלק מתח,

t L ו-t N – טמפרטורות של פינים או שקעים המחוברים למוליכים פאזה ואפס בהתאם,

Iz הוא זרם תקלת האדמה,

Uc הוא המתח על הקבל,

QFD הוא התקן מפסק מגן (ממסר פחת או מפסק משולב).

קבלים (C) ונגדים (R), נבחרים כך שזרם זליגה לארקה (Ig) עבור מוליך הפאזה דרך מעגל R – C היה  גדול מהערך הנומינלי של זרם דיפרנציאלי הניתוק של מפסק מגן

חיישן חיבורים החשמליים נמצא בשימוש בדומה למחברים החשמליים הסטנדרטיים 10 (איור 2), והוא גם מחובר אליהם ומשמש כתקע, שקע או מתאם לפי מעגל תלת-החוטים הרגיל (L-N-Pe) בעוד ניטור לא רק את הטמפרטורה של הפינים והשקעים שלו, אלא גם את הטמפרטורה של החלקים של תקעים ושקעים סטנדרטיים המחוברים אליו. אמצעי ניתוק  מיושמת במעגל המוגן על ידי ה-QFD (איור), מפסק מגן רגיל

במצב רגיל, בעוד הטמפרטורה של כל החלקים נשארת בגבולות המקובלים, זוגות מגעים אינם סגורים.

אפשרויות זיהוי חום מסוכן מוצגות באיור 4-6. חימום יכול להיגרם כתוצאה זרם יתר, עקב פעולה לא תקינה או תקלה של הצרכן החשמל, וכן בזרם רגיל עקב עלייה בהתנגדויות חולפות במגעים. חימום כזה הוא בדרך כלל מקומי ומתבטא בעיקר על פינים 2 או שקעים 3. לאחר מכן, עקב מגע ישיר, מגעים 5 או 7 מתחממים. מכיוון שהם דו-מתכתיים, הם עוברים דפורמציה תרמית ונסגרים עם מגעים 6, 8.

פעולה הבאה תלויה באילו פינים או שקעים מחוממים. בגרסה הראשונה, אם פין או שקע מחוממים (מחוברים למוליך הפאזה L) (איור 4), אז סגירת המגעים 5 ו-6 מובילה מיד להופעת הזרם Iz דרך הנגד R והקבל C של מחלק המתח למגע לאדמה ומוליך הארקה Pe. זרם כגון זרם זליגה לאדמה גורם ל-QFD לניתוק. אספקת החשמל מופסקת ונמנעת  חריגה מסוכנת. לאחר הכיבוי, החלקים מתקררים ובשל גמישות המגעים חוזרים למקומם המקורי. כדי לחבר מחדש את החשמל, יש צורך לברר ולחסל את הגורם לחימום, אשר מונע חזרה אוטומטית של מצב מסוכן.

האפשרות השנייה (איור 5) קשורה לחימום של פין 2 או שקע 3 המחובר למוליך אפס N. דפורמציה תרמית וסגירה של מגעים 5 ו- 6 במקרה זה מובילה לסיבוב של זרוע הנדנדה 9, שכן מונח עליו מגע 6. בתורו זרוע הנדנדה מזיזה את פין 8 עד שהוא מחובר לפין 7. במקרה זה, מתרחש גם זרם תקלת לאדמה Iz ומפסק מגן QFD מופעל בהתאם.

.

האפשרות השלישית (איור 6) מיושמת עם חימום בו-זמני של חלקים 2 (3) המחוברים לפאזה L ולמוליך אפס N. התרחשות של זרם תקלה הארקה Iz כאן נגרמת על ידי סגירת המגעים 5 ו 6, אבל פעולת הנדנדה מאיצה את הקצר הזה, שכן מצד שני, פינים 7 ו-8 נלחצים עליו

לפיכך, בכל חיבור עם מחברים חשמליים סטנדרטיים, מובטחת התגובה הדרושה לחימום החלקים. פקודה מועבר דרך מוליכים L-Pe של תקעים ושקעים, ללא קשר לסידור הפינים והשקעים שלהם

הנדנדה נחוצה כאן כדי מוליך הפאזה ייסגר תמיד לאדמה.

גם כשהמגע שלו קר, אבל המגע של אפס יהיה חם

ברעיון הזה, אנו רואים כמה קל לשלוט בכל חיבור על החימום, ללא התקנים וחוטים נוספים. אינו דורש מקום נוסף בלוח החשמל. אמצעי הגנה – ממסר פחת שבכל זאת הותקן כבר

MASTAQ

.