איכות חשמל, הרמוניות וקבלים

ההרמוניות ברשת גורמות לירידת העכבה בקבל ובכך מגדילה את הזרם שעובר דרכו. לכן הקבל מתחמם וכתוצאה מכך נפגע הבידוד הפנימי ומביא לפריצות מוקדמות.

הקבלים במתקנים תלת פאזיים מחוברים לרוב במשולש. בחיבור במשולש המתח בהדקי הקבל הינו מתח שלוב ובתנאים אלו עבור קיבול זהה מתקבל הספק קיבולי גדול פי 3 מאשר אם היה מחובר בכוכב.

תקנה 7(ד) "הארקות יסוד", התקנת פס השוואת הפוטנציאלים: הפס יותקן בגובה 1.80 מ' עד 2.40 מ' מהרצפה; במקום שהפס מוגן בפני פגיעות מכניות מותר שגבהו יהיה 0.50 מ' עד 2.40 מ' מהרצפה; במקום שהפס מותקן בחדר שהכניסה אליו מותרת לחשמלאי בלבד או בלוח החשמל - מותרת ההתקנה בכל גובה.

"הארקות יסוד", מוליכי הארקה: תשובה 1. יציאת קוץ נועדה לחיבור קולט ברקים או מבנה נוסף. תקנה 5(ו). תשובה 2. חתך המוליך צריך להיות 100 מ"מ לפחות. תקנה 3(א)1. תשובה 3. צינור המים מחובר לפה"פ אך אינו המקור להארקת הגנה. תקנה 8(2).

תקנה 16(ב) "התקנת לוחות במתח עד 1000 וולט" ,גובה התקנת ציוד: גובה אמצעי הפעלה ידניים, כולל נתיכים, יהיה בין 0.5 מטר ובין 2.0 מטרים מעל הרצפה; מבטחים של חברת חשמל, הממוקמים במבנים של צרכנייה יכול שיותקנו בגובה העולה על 2.0 מטרים.

תקנה 16(ב) "התקנת לוחות במתח עד 1000 וולט" ,גובה התקנת ציוד: גובה אמצעי הפעלה ידניים, כולל נתיכים, יהיה בין 0.5 מטר ובין 2.0 מטרים מעל הרצפה; מבטחים של חברת חשמל, הממוקמים במבנים של צרכנייה יכול שיותקנו בגובה העולה על 2.0 מטרים.

תקנה 16(ב) "התקנת לוחות במתח עד 1000 וולט" ,גובה התקנת ציוד: גובה אמצעי הפעלה ידניים, כולל נתיכים, יהיה בין 0.5 מטר ובין 2.0 מטרים מעל הרצפה; מבטחים של חברת חשמל, הממוקמים במבנים של צרכנייה יכול שיותקנו בגובה העולה על 2.0 מטרים.

תקנה 2 (ב+ג) "התקנת כבלים במתח שאינו עולה על מתח נמוך", התקנת כבל: (ב)התקנת כבל המהווה חלק של מיתקן חשמלי, חיבוריו החשמליים, בדיקתו, ותחזוקתו יבוצעו בידי חשמלאי בלבד. (ג)על אף האמור בתקנת משנה (ב), רשאי אדם שאינו חשמלאי לבצע עבודות מכניות כגון חפירה והנחה של כבל ובלבד שהוא פועל לפי הוראותיו של חשמלאי ובפיקוחו הצמוד. החשמלאי צריך להיות נוכח בכל שלב ולאשר לפני כיסוי אך לא חייב להיות לאורך כל התהליך.

תקנה 5(ו) "הארקות יסוד", מוליכי הארקה: מוליכי הארקה לחלקי מתכת של תורן אנטנה או של קולט ברקים יהיו לפי התקן ויחוברו ליציאות חוץ מטבעת הגישור, כאמור בתקנה 3(ה).

במקרה בו הארקת תחט"פ הנמצאת מחוץ לתחום השפעת הארקת היסוד של מבנה הצרכן יבוצע איפוס TN-C-S במקרה שתחט"פ מזינה מבנה עם מיתקן צריכה אחד, האיפוס יבוצע בפס האפס בלוח הצרכן. על הצרכן להתקין מוליכי הארקה בחתך מינימלי 35 ממ"ר המחברים בין הפה"פים, כדי לשפר את רציפות ההארקה ואת עכבת לולאת התקלה. לינק

התקנה מתירה סטייה, אך רק למתכנן בעל רישיון חשמלאי מהנדס, ובתנאי שהוא מבסס את חישוביו על תנאי ההתקנה וההעמסה. אפשרות המרחיבה זאת לכל רישיון המתאים לגודל המיתקן שגויה.

תקנה 6(ה) "העמסה והגנה של מוליכים מבודדים וכבלים", מבטח בפני זרם העמסת יתר בלבד: מתכנן בעל רישיון חשמלאי מהנדס רשאי לסטות מהערכים המתקבלים מהנוסחאות שבתקנה זו, בתנאי שהוא מבסס את חישוביו על תנאי ההתקנה וההעמסה של המעגל או הקו.

ע"פ תקנה 27(ד) " התקנת לוחות ", מיקום ומבנה הלוח: על אף האמור בתקנה 16(ב), יהיה הגובה המזערי של אמצעי הפעלה ידניים של ציוד בלוח של מיתקן דירתי 1.4 מטרים; הוראה זו לא תחול על לוח המותקן – 1) בחדר ייעודי ללוח חשמל או בחדר מכונות; 2) בארון או בגומחה עם דלת בעלת מנגנון סגירה, המותקן בגובה שבין 1.4 מטר ל-2 מטרים. בשאר התשובות מדברים על גובה מזערי כאשר התקנה מדברת על גובה קבוע 1.4 מטרים או עם טווח גובה ללוח בתוך ארון או גומחה עם דלת. התקנה מבקשת להגביה את הלוח ל 1.4 אך קל יותר להתקין ארון שיסגור את הלוח, תשובות של בודק (טכנו כלכלי) *התמונה באה להמחיש את שינוי (נוצרה עבור שאלה אחרת)

חיבור סוללת קבלים תקטין את ההספק הראקטיבי Q[VAr] ומכן שגם את ההספק הכולל S[VA]

QC=P(tg1-tg2) יש להפוך את מקדם ההספק cos למעלות ואת המעלות ל tg בכל מחשבון זה שונה QC=30kw(0.75-0.42)=9.7Kvar

תקנה 2(ה') "הארקות יסוד", התקנת הארקת יסוד: (ה) התקנת פס השוואת הפוטנציאלים או מוליכי חיבור או מוליכי הארקה, לרבות החיבורים ביניהם, לא תבוצע אלא בידי חשמלאי.

תקנה 2(ד') "הארקות יסוד", התקנת הארקת יסוד: (ד) התקנת אלקטרודת הארקת יסוד ומוליך הארקה בקטע שבין אלקטרודת הארקת יסוד לבין פס השוואת פוטנציאלים לא תבוצע אלא בידי חשמלאי או בפיקוחו.

תקנה 6(א'1+ד') "העמסה והגנה של מוליכים מבודדים וכבלים ", מבטח בפני זרם העמסת יתר בלבד: (א) מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: 1)I'z≥In≥Ib (ד) אם מוליך בחתך אחיד עובר כמה קטעים שבהם שוררים תנאים שונים, יחושב הזרם המרבי המתוקן I'z לכל אחד מהקטעים כמפורט בתקנת משנה (ג); לעניין הדרישות המפורטות בתקנת משנה (א), ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z.

תקנה 6(א'1+ד') "העמסה והגנה של מוליכים מבודדים וכבלים ", מבטח בפני זרם העמסת יתר בלבד: (א) מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: 1)I'z≥In≥Ib (ד) אם מוליך בחתך אחיד עובר כמה קטעים שבהם שוררים תנאים שונים, יחושב הזרם המרבי המתוקן I'z לכל אחד מהקטעים כמפורט בתקנת משנה (ג); לעניין הדרישות המפורטות בתקנת משנה (א), ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z.

הרמונית מתח יכול שמגיעה מחברת חשמל. הרמונית זרם מגיעה מהציוד הלא ליניארי שמותקן אצל הצרכן.

אמות המידה דצמבר 24 עמ' 389 ההגדרה של עיוות הרמוני עיוות הרמוני כולל במתח/בזרם" – היחס באחוזים בין גל המתח/הזרם המעוות לגל המתח/הזרם הבסיסי, והוא שווה לשורש של סכום ריבוע הרמוניות המתח/הזרם הבודדות עד להרמוניה ה40-; הגדרת רמת העיוות ההרמוני הכולל בזרם הינה בהתאם לקשיחות מקור ההספקה בנקודת החיבור (PCC ) דוגמת טבלה 10.3 בתקן ישראלי 51900 המפורסם על ידי מכון , כאשר המדד לקשיחות המקור הינו יחס זרם הקצר לזרם העומס ורמת העיוות המותרת באחוזים הינה להרמוניות האי-זוגיות

כאשר אין הרמוניות Cמוליך ה-"אפס". אפשר שהמוליך יהיה קטן ממוליך הפאזות (בגדלים 16 ממ"ר נחושת ו 26 ממ"ר אלומיניום) מאחר והפאזות בחיבור תלת פאזי מאוזן מבטלות אחת את השנייה. כאשר ישנם הרמוניות בערך של בין 15 ל 33 אחוז יש להשתמש במקדם העמסה של 0.84 (לחלק ב0.84) וגודל מוליך ה-"אפס" שווה בגודלו למוליך הפאזה. כאשר ישנם הרמוניות בערכים העולים על 33% בדומה לפסקה קודמת יש להשתמש במקדם העמסה 0.84 לזרם במוליך הפאזה ולהשתמש במקדם 1.45 לזרם במוליך ה-"אפס". כך יוצא כי מקדם הזרם בין הפאזה לאפס הוא √3. לכן בחירת שטח החתך מסתמכת על גודל הזרם במוליך ה-אפס. תרגום מאתר שניידר אלקטריק- Effects of harmonics - Overload of equipment לינק

בנוסחה מחשבים את הסיכום של ההרמוניות בריבוע לחלק לזרם הבסיס. THDI= √(20²+30²)/100=√1300/100=36.056/100=0.3608>*100% =36.056%

שאר התשובות אכן נגרמות כתוצאה מהרמוניות ההרמוניה השלישית והכפולות שלה, גורמות לזרמים גבוהים במוליך האפס, גם במערכות מאוזנות. בשל כך נדרש לבצע הגדלת שטח חתך של כבלים, שדרוג שנאים ובחירת ציוד הגנה גדול יותר. או לטפל בהרמוניות בדרך אחרת

הטיפול בהרמוניות נעשה כלפי הזרם שמגיע מהלקוח. מסנן אקטיבי פועל כמראה הפוכה ומבטל את הגלים. מסנן פסיבי סופח אליו את הזרם ההרמוני.

ההרמוניה פועלת בתדר גבוה בין הרשת לקבלים.

בנוסחה מחשבים את הסיכום של ההרמוניות בריבוע לחלק לזרם הבסיס. THDI= √( 20²+20²)/100=√800/100=28.28/100=0.2828*100 =28.28%

העומס הלא ליניארי מייצר הרמוניות זרם, העיוות בזרם גורם להפרעות במתח. עמוד 159 Schneider Electric Electrical Installation Guide, 2018 Harmonic currents generated by these loads present some problems: *Voltage distortion responsible for failure of some types of electrical equipment *Increased losses, the rms current being higher than the fundamental design current *Risk of resonance when power factor correction capacitors are present.

הזרם המירבי הנמוך ביותר שהכבל יכול להעביר היה 81 אמפר לכן המבטח חייב למנוע מהזרם הנומינלי לעבור אותו.

לחישוב נדרש לסכם את הזרמים בריבוע 2^15 + 2^10 =325 להם נעשה שורש = 18.0277 ונחלק בזרם הבסיס כלומר ב 75 ונכפיל ב 100 (להפוך לאחוזים) והתוצאה 24.03%

60kw(0.75-0.425)=19.44Kvar יש להפוך את הקוסינוס לטנגס כדי לבצע חישוב ובכל הספרות בטנגס 0.92

בנוסחה מחשבים את הסיכום של ההרמוניות בריבוע לחלק לזרם הבסיס. THDI= √(25²+10²)/230=√725/230=26.925/230=0.117>>*100% =11.7%

הגנה קתודית היא שיטה חשמלית לשינוי תהליכים אלקטרוכימיים המתרחשים בממשק בין הצינור לבין הקרקע. השיטה נועדה למנוע, או לפחות לעכב, את תהליכי הקורוזיה של תשתיות טבולות במים או טמונות בקרקע, במקומות שבהם קיים ליקוי בציפוי

מאחר ומדובר בחיבור משולש מתח UC=400V ע"פ תקנה 47(ב) מעגלים סופיים - אמצעי הפריקה יבטיחו כי דקה אחת לכל היותר לאחר ניתוקו של הקבל מהזינה לא יישאר בין הדקיו מתח העולה על 50 וולט. Uc=50V R=-60/[ln(50/400*1.41)x1000x10-6]=> 60/-(ln0.088*1000x10-6) =60/-(-2.43*1000x10-6)= 60/-(-2.4x10-3)=24.73kΩ לכן נבחר בהתנגדות הגבוהה ממנה בבחירה של 40 קילו יתקבל מתח 35 וולט לאחר 60 שניות

מאחר ומדובר בחיבור כוכב מתח UC=230V ע"פ תקנה 47(ב) מעגלים סופיים - אמצעי הפריקה יבטיחו כי דקה אחת לכל היותר לאחר ניתוקו של הקבל מהזינה לא יישאר בין הדקיו מתח העולה על 50 וולט. UC=50V *1.41 = שורש 2 מתח RMS כלומר ממוצע שווה ערך ל DC (למי שלא זוכר מלימודי הנדסאים/מהנדסים) במידה ונעלה מעל התנגדות זו המתח שישאר לאחר 60 שניות יהיה גבוה מ 50 וולט ולכן נבקש להשתמש במה שהכי קרוב 40 קילו אוהם.

חישוב זרם סוללת קבלים 1.43x[38kVA/1.74*400V)]=1.43x54.897=78.074A לכן נבחר 80A

חישוב זרם סוללת קבלים 1.43x[60kVA/1.74*400V)]=1.43x86.2=123.27A לכן נבחר 125A

תקנה 39(ב) הארקות ואמצעי בפני חישמול " הארקת יסוד": (א) לא ישתמש אדם באיפוס במבנה אשר אין בו הארקת יסוד בהתאם לתקנות הארקות יסוד. (ב) על אף האמור בתקנת משנה (א), מותר להשתמש באיפוס במבנה אשר אין בו הארקת יסוד, אם יש לו אלקטרודת הארקה מקומית וקיימת במבנה השוואת הפונטציאלים כנדרש בתקנות הארקות יסוד, למעט חובת חיבור לזיון המבנה; קיימים במבנה צרכנים נוספים המוגנים בשיטת הארקת הגנה (TT), תוסב ההגנה אצלם להגנה בשיטת האיפוס. (ג) לא ישתמש אדם באיפוס במבנה שבו ההתנגדות בין הארקת היסוד או האלקטרודה המקומית, לבין המסה הכללית של האדמה עולה על 20 אוהם.

פרק כבלים תקנה 9 "כיפוף כבל" : כיפוף כבל ייעשה בהתאם להוראות היצרן ובאופן שלא ייגרם לו נזק; בהיעדר הוראות יצרן כאמור יהיה הרדיוס הפנימי המזערי של כיפוף כבל, ביחס לקוטרו החיצוני, כמפורט להלן: 1) כבל בלי שריון - פי 12 מהקוטר החיצוני של הכבל; 2) כבל עם שריון - פי 15 מהקוטר החיצוני של הכבל.

פרק כבלים תקנה 9 "כיפוף כבל" : כיפוף כבל ייעשה בהתאם להוראות היצרן ובאופן שלא ייגרם לו נזק; בהיעדר הוראות יצרן כאמור יהיה הרדיוס הפנימי המזערי של כיפוף כבל, ביחס לקוטרו החיצוני, כמפורט להלן: 1) כבל בלי שריון - פי 12 מהקוטר החיצוני של הכבל; 2) כבל עם שריון - פי 15 מהקוטר החיצוני של הכבל. אך בשאלה הוגדר לנו ע"פ הוראות הייצרן פי 12. נכפיל 29 מ"מ ב 12 ונקבל 348 מ"מ נחלק ב 10 ונקבל 34.8 ס"מ

המונח ANSI 67 הוא ממסר הגנת יתר-זרם כיוונית (Directional Overcurrent). בשונה ממסר יתר-זרם רגיל שמגיב רק לגודל הזרם, ממסר כיווני דורש קיום שני תנאים במקביל כדי לבצע פעולת הפסקה. עוצמת הזרם - הזרם חורג מערך הסף המכוונן. כיוון הזרם - הזרם זורם בכיוון התקלה. פעולה הבדיקה מזהה כי הזווית בין המתח לזרם שמבטאת את כיוון זרימת ההספק. קטנה מ 90 מעלות,והרכיב האקטיבי מורה על זרימה בכיוון המוגדר ולכן הממסר מזהה שהתקלה בתוך הטווח שהוגדר לפעולת ההגנה ומבוצע ניתוק המעגל. What is the definition of ANSI 67N/67NC - Directional earth fault? Earth fault protection, with selective tripping according to fault current direction. 3 types of operation: type 1: the protection function uses the projection of the I0 vect