בטיחות במקרה של נפילת כבל רשת

לפעמים רואים חוט תיל מתנדנד על הקרקע,והחוט נמצא תחת מתח, אנשים מתקרבים אליו ואפילו מנסים להרים אותו  ביד.

הם לא ערים לסכנה  המוחשית שקיימת במקרה כזה, אדם יכול למות באופן מידי ממתח במגע או ממתח בצעד.

בכדי למנוע תאונות כאלה, מדענים פיתחו התקנים ושיטות המאפשרות ניתוקו של קו החשמל בזמן התקלה, כלומר, לפני שהוא נופל על הקרקע.

   הגנת פחת מתאונה  מנפילת כבל ברשת אווירית

סרגיי קוסטרובה, חבר בכיר באקדמיה הבינלאומית לאקולוגיה ובטיחות, מדען הבטיחות החשמלית של מכון המחקר הרוסי להנדסת חשמל, דוקטור למדעים טכניים,

ניתוק הגנה הנגרמים על ידי פגיעה בבידוד חשמלי בין חלקים מחושמלים וחלקים הנגישים למגע אנושי ובעיות שלמות של חלקים מחושמלים  בעצמם, לרבות נפילת קווי חשמל על הקרקע) רשת עילית(, מהווים איום (לפעמים קטלני) לאנשים ובעלי חיים.

ניתוק הגנה במתקנים חשמליים עם מתח עד 1 קילו וולט הוא ניתוק אוטומטי של כל פאזה הרשת  המספק שילוב בטוח של זרם

וזמן לבנאדם במהלך קצר חשמלי לגוף  או כאשר רמת הבידוד יורדת מתחת לערך מסוים.

בדרך כלל, ניתוק הגנתי  פירושו – מערכת  שמכבה אוטומטית את חלק החירום של הרשת לא יותר מ- 0.2 שניות (מומלץ)

לאחר ההתרחשות של מקרה החירום, כלומר אם הבידוד החשמלי נפגע בחלק המוגן.

ידועים שני סוגים של ממסרי הגנה

ניתוק מגן מתבצע על ידי  ניתוק  של שני סוגי מכשירים השונים זה מזה באופן מהותי.

המכשירים מהסוג הראשון מגיבים למתח חשמלי המופיע במצב חירום בגוף הצרכן אליו אפשרי  שיהיה מגע של אדם.

מכשירים מהסוג השני – זרם הדליפה לאדמה בחלק המוגן, למשל, כאשר אדם נוגע בטעות בחלק חי חשוף

או אם נפגע ציוד המוגן או  נגרמה פגיעה בבידוד.

מכשירי RCD מהסוג השני נמצאים בשימוש נרחב י מהסוג הראשון  ביום כמעט ולא משתמשים בהם.

עקרון הפעולה שלו  ותרשים סכמתיים של פחת

ממסר פחת מכיל שנאי זרם דיפרנציאלי (מסכם), אשר לסליל המשני מחובר ממסר רגיש הפועל לניתוק (מכשיר מגן)

* דרך חלון ליבת השנאי זרם עוברים אפס וחוטי פאזה, שהם הסליל הראשוני שלו.

במתקנים חשמליים תלת פאזיים, חוטי התלת פאזיים וחוט אפס עוברים דרך חלון הליבה.

תרשים המעגל של – פחת התלת-פאזי הפשוט ביותר מוצג באיור

הוא כולל:

מפסק אוטומטי 1 הנשלט על חלק רגיש

2, המקבל פקודה לניתוק מסליל המשנה 3 של שנאי זרם 4, דרך החלון ממנו עובר חוט עבודה ניטראלי N וחוטי פאזה L1, L2 , L3 – 5

אם הזרמים (זרמי עומס) בחוטי האפס והפאזה (או בשלושה פאזות) שווים, הסכום הגאומטרי שלהם, כידוע,

שווה לאפס (הזרם בחוט הפאזה של הפחת חד פאזי זורם לכיוון אחד, והזרם בחוט הניטרלי זורם בדיוק באותו ערך כיוון הפוך).

לכן, אין זרם בסלילה המשנית של השנאי זרם.

כאשר קוצר זרם או דולף לגוף האדמה של צרכן חשמלי או כאשר אדם העומד על הקרקע או על הרצפה המוליכה ונוגע בטעות בחוט הפאזה של רשת החשמל, הזרמים כבר לא יהיו בשוויון  בסליל הראשוני של השנאי, מכיוון שבנוסף לזרם העומס פאזה,

זרם דליפה יעברו דרך חוט הפאזה, וזרם יופיע בסלילה המשנית ואם הזרם  חורג, אז ממש תוך עשירית השנייה, החלק הפגום של הרשת ינותק.בנאדם ירגיש מכה, אך יישאר ללא פגע

פחת לקווי רשת. תכנית ראשונית

מדובר בהמלצה, מכשירי פחת משמשים בהצלחה בכדי להבטיח בטיחות חשמלית בקווי רשת עילית בהם מתרחשים ניתוקים

ונפילות לקרקע, מה שיוצר סיכון גבוה להלם חשמלי לאנשים ובעלי חיים.

תרשים המעגל של השימוש פחת עם רשת עילית מוצג באיור

באיור זה, בנוסף ל 1-5 המוצגות באיור הקודם, מוצג:

עמוד חשמל  7 הממוקם בקרקע 6 עם מבודדים 8 וחוטים 9. בעמוד האחרון 10 (עמודים ביניים לא מוצגות) מותקן בלוק כבלים 11, 12 ו 13 באותה קיבולת

כל אחד מהקבלים מחובר בקצה האחד לאחד מוליכי הפאזה של קו האווירי, והשני למוליך PE.

במקרה זה, מתח ההפעלה של הקבלים צריך להיות גבוה מהמתח הנומינלי של הקו העילי  והקיבולת צריכה להיות כזו שאם הסימטריה תישבר  המכשיר יפעל (לדוגמה, 10 מיקרו – פארד).

יתר על כך, יש להתקין את סט הקבלים על העמוד האחרון של רשת העילית (סופרים לכיוון עברת האנרגיה), ואת המכשיר עצמו – על העמוד הראשון של רשת עילי או בסמוך אליו.

אם יתרחש קצר על חוט הפאזה לגוף הציוד המחובר למוליך PE, אז על חוט פאזה זאת דרך חלון שנאי יזרום זרם קצר. מתח יופיע על סלילתו המשנית של השנאי, שיגרום לממסר לפעול בתורו לנתק את החשמל ובכך תמנע שריפה.

במקרה של ניתוק גיד ברשת (נניח שחוט הפאזה L1 יתנתק) ואז שני החוטים השלמים הנותרים יקבלו זרמים מהקבלים 12 ו 13. מכיוון שזרמים אלה לא יפוצו על ידי הזרם דרך הקבל 11 בגלל ניתוק גיד, L1 פחת  יופעל מיד והקו ינותק לפני שהכבל חשמל ייפול לאדמה.

לפי כך, כבל חשמל שנפל אדמה כבר לא יהווה שום סכנה. אותו דבר קורה כשהכבל ינותק את L2 או L3

פחת לקווים אוויריים- תכנית שונה

אחד החסרונות של התכנית (איור הקודם) הוא היעדר תגובת פחת לניתוק מוליך PE.

כדי לבטל פגם זה, הוצע להשתמש בקבל (אחד המותקן בסוף הקו) במחצית הקיבולת.

בתחילת הקו מותקן עוד אותו קבל בעל מחצית הקיבולת. הוא מחובר עם קצה אחד למוליך PE,

והשני לזה של חוטי הפאזות  אליהם מחובר אותו קבל בעל קיבולת נמוכה בסוף הקו  במקרה זה נשמרת הסימטריה של העומס קיבולי,

ואם מוליך PE יהיה מנותק, הפחת יפעל באופן מידי.

החיסרון השני של התכנית הוא האמינות הנמוכה יחסית של אספקת החשמל כתוצאה מתגובות שגויות של פחת, כאשר מתרחשת א-סימטריה של מתח ברשת  ניתן לתקן אותו על ידי סט קבלים בחוטי הפאזה לפני שנאי הזרם  וכך החוט המשותף שלהם יעבר דרך חלון שנאי הזרם בכיוון ההפוך, כפי שמוצג באיור.

באיור זה: הקבל 14 מבצע את פונקציית ההגנה כאשר מוליך PE נותק, כאמור, והקבלים 15, 16 ו- 17 מבטלים

את השגיות של ממסר הגנה כאשר מתח הפאזות  אינו סימטרי ברשת.

התכנית  עובדת כך: כאשר מופיע אסימטריה במתח בחשמל, הסכום הגיאומטרי של הזרמים קיבולי בחוטי הפאזות L1, L2 ו- L3, הנגרם על ידי נוכחות קבלים הכלולים בסוף קו העילי, יהיה לא אפס, וערכים מסוימים עלולים לגרום לפחת לפעול.

נוכחותם של קבלים 15, 16 ו- 17 מפצה אוטומטית על זרמי האי-סימטרי בגלל העובדה שהזרם מהם זורם דרך חלון השנאי הזרם זורם בכיוון ההפוך ,

במעגלי ההגנה על קו עילי, למניעת הפסקות שווא, משתמשים בפחתים  עם רגישות נמוכה עם זרמי בין 100 עד 500 mA בהתאם לאורך הקווים ואיכות הצרכנים החשמליים (מבחינת נוכחות זרמי דליפה טבעיים).

מבחינה מבנית, הם עשויים משני חלקים – ממסר דיפרנציאלי ומה שנקרא שנאי זרם דיפרנציאלי מרוחק.

לשנאי המרוחק חלון גדול למדי (50-60 מ"מ) דרכו מועברים החוטים.

ניתן גם להשתמש בפחתים זמינים בשוק עבור זרמי עומס גדולים. יחידת הקבלים משתמשת בקבלים קונבנציונליים המיועדים למתח נומינלי של לפחות 300 וולט, עם הספק של 10 עד 50 מיקרו-פארד.

הם מונחים בתאי מתכת אטומים עם מבדדים מחרסינה. התאים האלו נמצאים בעמודי חשמל.

מה, שבעצם,הכוונה של בכתבה היא

שהייתי ממליץ  על הגנה דומה לזאת לכל רשת עילית בקרבה או בדרך לגני ילדים , בתי ספר ומגרשי ספורט

אני מבין השדבר לא ממש שימושי  כי:

• רשתות בארץ הם S-C-TN ואין ברשת PE , למרות, שלמשל בבסיסי  צה"ל S-TN
• לא תמיד מתנתק גיד, לפעמים נופלת על הרצפה הרשת כולה.
• רוב הרשתות הם ת.א.מ

מהנדס חשמל

MASTAQ