נגמרו לי הנושאים הגדולים והרציניים, אז הפעם נדבר על משהו קטן יותר – אבל עדיין חשוב. ברוב הבתים, הדירות והמשרדים, לוחות החשמל מצוידים במפסק מגן (RCD) ארבע-קוטבי, כאשר רוב הצרכנים בפועל הם חד-פאזיים. אז איך זה עובד?
עקרונות הפעולה
- מפסק מגן חד פאזי (דו-קוטבי) כולל שנאי זרם מובנה שדרכו עוברים מוליכי הפאזה והאפס. השנאי מבצע חיבור אלגברי של זרמים – אם יש זליגה, סכום הזרמים אינו שווה לאפס, והממסר מופעל.
- מפסק מגן תלת פאזי (ארבע-קוטבי) כולל רק שנאי זרם אחד, שדרכו עוברים שלוש הפאזות והאפס. במקרה זה, הזרמים אינם מתחברים אלגברית אלא כסכום וקטורי של זרמים.
דרכו עוברים שלוש פאזות ואפס. כל הזרמים עוברים דרך שנאי הזה. אבל כאן לא מתרחשת חיבור אלגברי של זרמים, אלא סכום של וקטורים זרמים
האם מפסק מגן תלת פאזי מתאים לצרכנים חד-פאזיים?
קיימת טענה כי מפסק מגן תלת פאזי לא תמיד פועל באופן תקין כאשר ישנה זליגה ביותר מפאזה אחת. כלומר, במקרים מסוימים, מפסק מגן 30mA עשוי שלא לפעול בצורה הצפויה.
דוגמה לשילוב זרמי זליגה בין פאזות:
- Ia = 20mA, Ib = 20mA, Ic = 35mA, I = 15mA
- Ia = 40mA, Ib = 55mA, Ic = 50mA, I = 13mA
רבים לא מאמינים שזליגה כזו יכולה להתרחש עבור צרכנים חד-פאזיים בו-זמנית. אך בפועל, בכל כבל או מוליך קיימת זליגה טבעית ברשת חשמל ובמתקן תקני, גם אם הבידוד שלם וההתקנה תקינה.
זליגה טבעית והשלכותיה
זליגה טבעית מורכבת משני גורמים:
- זליגה הנובעת מתכונות הבידוד – יכולה להגיע לכ-10μA למטר של חוט פאזה.
- זליגה ביחס לצריכת החשמל – בקירוב 0.4mA לכל אמפר של צריכה חשמלית.
במערכת חשמל חדשה ותקינה לחלוטין, זליגה טבעית זו עשויה להיות מורגשת אך אינה מהווה בעיה משמעותית.
החסרון במפסק תלת פאזי לצרכנים חד פאזיים
חיסרון נוסף הוא שבעת זליגה במוליך יחיד, כל הבית מתנתק מהחשמל. לעיתים, על מנת למצוא תקלה, אין די בניתוק מוליכי הפאזה בלבד – יש לנתק גם את כל מוליכי האפס. מדובר בבעיה משמעותית שעלולה להשאיר את הבית ללא חשמל עד שיגיע חשמלאי שיאתר את הבעיה.
אך יש גם יתרונות
במפסק מגן חד-פאזי, כל הזליגות נסכמות ישירות. לדוגמה, אם שלושה צרכנים מחוברים לאותו מפסק, וכל אחד מהם גורם לזליגה של 6mA, ייתכן שהמפסק יקפוץ שלא לצורך. לעומת זאת, מפסק מגן תלת פאזי יכול לאפשר חיבור של שלושה צרכנים – כל אחד על פאזה אחרת – ולמנוע את הפעלה המוקדמת של המפסק.
ולמה זה לא תמיד מדויק?
אמנם התיאוריה אומרת שממסר פחת תלת פאזי יכול להיות שימושי, אבל יש בעיה נוספת: זמן התגובה. מפסק מגן פועל לא לפי ממוצע הזרמים, אלא לפי הערך המיידי החורג. מאחר שהמתחים של הפאזות מוזזים זה ביחס לזה, גם הזרמים שלהם מתנהגים בצורה דומה, מה שעלול להשפיע על הדיוק של המפסק.
סיכום
לכל פתרון יש יתרונות וחסרונות. מפסק מגן חד-פאזי נותן תגובה מדויקת לכל צרכן בנפרד, אך רגיש יותר להפעלות שגויות. לעומתו, מפסק מגן תלת-פאזי מציע יתרון בשימוש במספר צרכנים, אך עלול שלא לפעול כמצופה במקרים מסוימים של זליגת חשמל. הבחירה הנכונה תלויה באופי המתקן ובדרישות הבטיחות הספציפיות.
MASTAQ
