מהו מגן ברקים ללוח חשמל וכיצד הוא פועל?
מגן ברקים ללוח חשמל הוא התקן המיועד להגביל מתחי יתר חולפים ולהסיט זרמי נחשול, כדי לצמצם את החשיפה של מערכות החשמל והציוד המחובר אליהן לנזק. נחשולים כאלה עשויים להיגרם מפגיעות ברק, ישירות או בקרבת המתקן, וגם מפעולות מיתוג ברשת החשמל או במערכות חשמל פנימיות.
כאשר מתפתח נחשול מתח, התקן ה-SPD פועל להגבלת המתח המגיע לציוד המוגן. לאחר האירוע הוא אמור לחזור למצב הפעולה הרגיל, כל עוד לא נפגע או הגיע לסוף חייו התפעוליים.
חשוב להבחין בין שלושה מוצרים שלעיתים מכונים בשוק בשם הכללי "מגן ברקים":
- מגן נחשולי מתח (SPD): מיועד להגנה מפני מתחי יתר חולפים, ומותקן בלוח החשמל או סמוך לציוד רגיש, בהתאם לסוגו.
- מגן מתח עם השהיה: מיועד בדרך כלל לניתוק בעת חריגות מתח מסוימות ולהשהיית החיבור מחדש, למשל במקררים ובמזגנים.
- מפצל או שקע עם הגנת נחשולים: מספק הגנה מקומית לציוד המחובר אליו, בהתאם למאפייני ההגנה של המוצר.
מגן ברקים אינו מונע הפסקות חשמל, אינו מייצב מתח נמוך או גבוה לאורך זמן ואינו מחליף מערכת אל-פסק (UPS). הוא גם אינו תחליף להגנות מפני עומס יתר, קצר חשמלי או התחשמלות.
סוגי מגני ברקים: Type 1, Type 2 ו-Type 3
החלוקה המקצועית לסוגי SPD מבוססת על יכולת ההתמודדות של ההתקן עם תנאי נחשול שונים ועל תפקידו במערך ההגנה. ההבדל אינו רק בעוצמת ההגנה, אלא גם במיקום ההתקנה ובתיאום הנדרש בין ההתקנים.
|
סוג ההתקן
|
ייעוד מרכזי
|
מיקום התקנה אופייני
|
|
Type 1
|
התמודדות עם זרמי ברק חלקיים שעלולים לחדור למערכת החשמל
|
בכניסה למתקן, בהתאם לתכנון ההגנה מפני ברקים
|
|
Type 2
|
הגנה מפני נחשולי מתח חולפים, לרבות נחשולים עקיפים ומיתוגיים
|
בלוח החשמל הראשי או בלוחות חלוקה
|
|
Type 3
|
הגנה משלימה לציוד רגיש, בתיאום עם הגנות במעלה המערכת
|
בסמוך לציוד הקצה
|
קיימים גם מגנים משולבים, למשל Type 1+2, המיועדים לספק את שתי רמות ההגנה בהתקן אחד.
הבחירה בין הסוגים אינה נעשית לפי גודל המבנה בלבד. יש להתחשב בסוג הזנת החשמל, בקיומה של מערכת הגנה חיצונית מפני ברקים, בחשיפת המתקן ובציוד המחובר אליו.
במתקנים מסוימים תידרש הגנה בכמה נקודות במערכת. לדוגמה, מגן המותקן בלוח הראשי לא בהכרח יספק לבדו את רמת ההגנה המתאימה לציוד אלקטרוני רגיש הנמצא במרחק רב ממנו. במקרים כאלה נדרש תיאום בין התקני ההגנה.
מה צריך לבדוק במפרט לפני שבוחרים מגן ברקים?
עבור חשמלאים וקבלני חשמל הרוכשים ציוד ללוחות חשמל, שם היצרן או סוג ההתקן אינם מספיקים. התאמת המגן מחייבת בדיקה של הנתונים החשמליים ושל דרישות ההתקנה המופיעות במפרט.
- מתח עבודה רציף מרבי (Uc): המתח המרבי שההתקן מיועד לעמוד בו באופן רציף בתנאי העבודה המוגדרים. יש להתאים אותו למערכת החשמל ולתצורת ההארקה.
- זרם פריקה נקוב (In): נתון המבטא את יכולת ההתקן להתמודד עם זרם נחשול בצורת גל בדיקה מוגדרת. הוא משמש להערכת ביצועי הפריקה של המגן.
- זרם פריקה מרבי (Imax): נתון המופיע במגנים מסוג Type 2 ומציין את זרם הפריקה המרבי בתנאי הבדיקה הרלוונטיים. אין להתייחס אליו לבדו כמדד לאיכות ההגנה.
- זרם אימפולס (Iimp): נתון מרכזי בהתקני Type 1, המתייחס ליכולת ההתמודדות עם זרם אימפולס המדמה השפעות של זרם ברק.
- רמת הגנת מתח (Up): המתח המרבי הצפוי בהדקי ההתקן בתנאי בדיקה מוגדרים. זהו נתון חשוב בהתאמת ההגנה לעמידות הציוד המחובר למערכת.
לצד הנתונים החשמליים יש לבדוק גם את מידות ההתקן, התאמתו למסילת ההתקנה, מספר הקטבים, חיווי התקינות והאפשרות למגע עזר המאפשר ניטור מרחוק.
במתקנים תעשייתיים ובמבנים שבהם רציפות הפעילות חיונית, חיווי תקלה המועבר למערכת הבקרה עשוי לסייע בזיהוי מגן שדורש החלפה.
עוד חשוב לבדוק את דרישות היצרן להגנת גיבוי, התאמה לזרם הקצר הצפוי בלוח ותיאום עם אמצעי ההגנה הקיימים.
מגן ברקים חד פאזי או תלת פאזי: מה ההבדל?
מגן ברקים ללוח חשמל חד פאזי מותאם למבנה ההזנה ולמוליכים הרלוונטיים במערכת חד פאזית. מגן ברקים תלת פאזי ללוח חשמל מיועד למערכות בעלות שלוש פאזות, בהתאם לתצורת הרשת ולשיטת ההארקה. ההבדל אינו מסתכם במספר הקטבים. יש להתייחס גם לאופן שבו המגן מספק הגנה בין המוליכים, למתחי העבודה ולתיאום עם יתר רכיבי הלוח.
לכן, בעת הזמנת מגן ברקים ללוח חשמל ביתי או ללוח תעשייתי, חשוב למסור לספק את נתוני מערכת החשמל ולא להסתפק בהגדרה "חד פאזי" או "תלת פאזי".
איפה מתקינים מגן ברקים בלוח החשמל?
מיקום ההתקנה נקבע לפי סוג המגן, מבנה מערכת החשמל ותכנון ההגנות. התקני SPD מותקנים בדרך כלל בנקודות שנבחרו לאורך מערכת החלוקה, כגון הלוח הראשי, לוחות משנה או בסמוך לציוד רגיש.
אחד השיקולים המשמעותיים הוא אורך החיבורים בין ההתקן, מוליכי המערכת וההארקה. חיבורים ארוכים מדי עלולים להגדיל את המתח המופיע בפועל בציוד בזמן נחשול, גם כאשר המגן עצמו עומד בדרישות המפרט.
בנוסף, יעילות ההגנה תלויה בתקינות מערכת ההארקה ובתיאום בין רכיבי ההגנה.
מי שמחפש מידע על חיבור מגן ברקים ללוח חשמל או שרטוט חיבור מגן ברקים ללוח חשמל צריך להביא בחשבון שאין שרטוט אחיד המתאים לכל לוח. תצורת החיבור משתנה בהתאם לסוג ה-SPD, לשיטת ההארקה ולהוראות היצרן.
התקנת מגן ברקים בלוח החשמל חייבת להתבצע בידי חשמלאי בעל רישיון מתאים, בהתאם לתכנון, להוראות היצרן ולדרישות החלות על המתקן.
איך משתנה בחירת מגן הברקים בין סוגי מתקנים?
- בית פרטי עם מערכת סולארית: בבית שבו מותקנת מערכת פוטו-וולטאית, יש לבחון את ההגנה גם בצד זרם החילופין (AC) וגם בצד הזרם הישר (DC). מגנים המיועדים לצד AC אינם בהכרח מתאימים לצד DC, שבו נדרשים התקנים בעלי מאפיינים ייעודיים. הבחירה תלויה גם במיקום הממיר, במבנה המערכת ובתכנון ההגנה הכולל.
- בניין משרדים: במבנה משרדים פועלים מחשבים, שרתים, מערכות תקשורת, בקרת כניסה ומיזוג אוויר. כאן יש חשיבות לתיאום בין ההגנה בלוח הראשי לבין הגנות משלימות בלוחות חלוקה ובציוד רגיש. במידת הצורך נבחנת גם הגנה ייעודית לקווי תקשורת ונתונים.
- מפעל עם מערכות בקרה: במפעל, נחשול מתח עלול לפגוע בבקרים מתוכנתים (PLC), בחיישנים, במערכות הנעה ובציוד אוטומציה. מלבד ההגנה על הזנת החשמל, נדרש לעיתים לבחון גם קווי אות ובקרה. בחירת המגנים צריכה להתחשב בסביבת העבודה, ברגישות הציוד ובהשלכות האפשריות של השבתת מערכת הייצור.
בחירת ציוד ללוחות חשמל מתחילה בהתאמה למתקן
מגן ברקים הוא רכיב אחד בתוך מערך ההגנות של מערכת החשמל. בחירה נכונה שלו דורשת הבנה של מאפייני ההזנה, הציוד המוגן, שיטת ההארקה ודרישות התכנון, ולא רק השוואה בין מחירים או נתוני פריקה.
אלפאטק מתמחה באספקת ציוד חשמל לתעשייה ולבנייה, ומציעה פתרונות ורכיבים ללוחות חשמל. חשמלאים, קבלני חשמל ומנהלי אחזקה מוזמנים לפנות לצוות אלפאטק לקבלת מידע מקצועי ולבירור פתרונות ציוד המתאימים לצורכי המתקן.
שאלות נפוצות (FAQ)
שאלה: האם חובה להתקין מגן ברקים בכל לוח חשמל?
תשובה: לא קיימת חובה גורפת זהה לכל לוח. הצורך בהתקנה וסוג ההגנה נקבעים לפי הדרישות החלות על המתקן, מאפייני המבנה, רמת החשיפה לנחשולים ותכנון מערכת החשמל.
שאלה: האם אפשר להתקין מגן ברקים בלוח חשמל קיים?
תשובה: כן, במקרים רבים ניתן להוסיף SPD ללוח קיים. יש לבדוק מקום פנוי, התאמה למערכת ההזנה, הארקה, הגנת גיבוי ותנאי ההתקנה הנדרשים.
שאלה: איך יודעים אם מגן הברקים עדיין תקין?
תשובה: מגנים רבים כוללים חלונית חיווי המציגה את מצב ההתקן. בחלק מהדגמים קיים גם מגע עזר לניטור מרחוק. יש לפעול לפי הוראות היצרן, ובמקרה של חיווי תקלה לבדוק את הצורך בהחלפה.
שאלה: האם מגן ברקים מגן גם מפני הפסקות חשמל?
תשובה: לא. SPD מיועד להגבלת נחשולי מתח חולפים. הוא אינו מספק אספקת חשמל חלופית בזמן הפסקה ואינו מחליף מערכת UPS או התקן ייעודי להגנה מפני חריגות מתח ממושכות.
שאלה: האם מגן ברקים Type 2 מספיק להגנה על ציוד אלקטרוני רגיש?
תשובה: לא בהכרח. הדבר תלוי במאפייני המתקן, במרחק בין המגן לציוד, ברגישות הציוד ובמערך ההגנות הכולל. לעיתים נדרשת הגנה משלימה מסוג Type 3 או הגנה ייעודית לקווי תקשורת ובקרה.