העמסה והגנה על מוליכים וכבלים
מבחן הרישוי בחשמל · 58 שאלות · 58 בוודאות מלאה
✦ בנוי על ידי פהד גאנם ✦
📝הפתרונות שלפניכם הם הצעת פתרון. הם נכתבו ונומקו בידי פהד גאנם ואינם דגם התשובות הרשמי של מאגר השאלות. תקנות מתעדכנות, ונוסח של שאלה אפשר שיתפרש ביותר מדרך אחת, ולכן יש לראות בכל פתרון הצעה מנומקת ולא הכרעה מחייבת.
אשמח על עדכון או הצעה לתיקונים בכתובת
fahed.ghanem.edu@gmail.com.
שאלה 107קוד 18022ודאות מלאה
קבלן חשמל נדרש להתקין כבל הזנה למכונה חשמלית בהספק של 250kVA. הקבלן בחן שתי חלופות להתקנה זו: התקנה של כבל אלומיניום חד גידי, עם בידוד XLPE, בחתך 185 ממ"ר, במעגל תלת מופעי, המותקן על גבי מגש מחורר. התקנה של כבל נחושת חד גידי, עם בידוד PVC, בחתך 240 ממ"ר, במעגל תלת מופעי, המותקן על גבי מגש לא מחורר. באיזה מהכבלים הזרם המתמיד המרבי יהיה גדול יותר?
בשני הכבלים הזרם המתמיד המרבי יהיה זהה.
בכבל הנחושת הזרם המתמיד המרבי יהיה גדול יותר.
בכבל האלומיניום הזרם המתמיד המרבי יהיה גדול יותר.
הנתונים בשאלה אינם מספיקים לקביעת הזרם המתמיד המרבי.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
שתי החלופות נבדלות בחומר, בבידוד, בחתך ובשיטת ההתקנה, ויש לקרוא כל אחת בטבלה המתאימה לה. כבל חד גידי על מגש מחורר הוא שיטת התקנה ט״ו, ולבידוד 90 מעלות מתאימה לה טבלה 90.8: מוליך אלומיניום בחתך 185 ממ"ר במעגל תלת מופעי נושא 379 אמפר. כבל חד גידי על מגש לא מחורר הוא שיטת התקנה י״ג, ולבידוד 70 מעלות מתאימה לה טבלה 70.5: מוליך נחושת בחתך 240 ממ"ר במעגל תלת מופעי נושא 379 אמפר. שני הערכים זהים בדיוק, ולכן הזרם המתמיד המרבי שווה בשתי החלופות. השאלה בנויה כך שהיתרונות והחסרונות מתקזזים: הנחושת עדיפה על האלומיניום והחתך גדול יותר, אך הבידוד נחות והמגש הסגור מאוורר פחות.
חישוב
אלומיניום XLPE 185 ממ"ר, שיטה ט״ו, תלת מופעי ⇐ 379 A
נחושת PVC 240 ממ"ר, שיטה י״ג, תלת מופעי ⇐ 379 A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת שנייה – טבלה 90.8
טבלה 90.8 שיטות התקנה ט״ו, י״ז... | 185 | 552 | 490 | 429 | 379 |
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת שנייה – טבלה 70.5
טבלה 70.5 שיטות התקנה י״ב, י״ג... | 240 | 433 | 379 | 331 | 287 |
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת שלישית – שיטות התקנה
| י״ג | כבלים חד־גידיים או רב־גידיים על גבי מגש לא מחורר | 70.5 90.5 | | ט״ו | כבלים חד־גידיים על גבי מגש מחורר או מגש רשת | 70.8 90.8 |
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: כבל הנחושת נושא 379 אמפר, בדיוק כמו כבל האלומיניום
- תשובה 3: כבל האלומיניום נושא 379 אמפר, בדיוק כמו כבל הנחושת.
- תשובה 4: הנתונים מספיקים לחלוטין: חומר, בידוד, חתך, מספר מופעים ושיטת התקנה.
שאלה 124קוד 10004ודאות מלאה
לאילו דרישות יש להתאים מבטח, המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד:
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45·I'z ; I'z = Iz × C
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45·In ; I'z = Iz × C
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45·Iz ; I'z = Iz × C
In ≤ Ib ≤ Iz ; I2 ≤ 1.45·In ; I'z = Iz × C
התשובה הנכונה: 1
הסבר
תקנות ההעמסה קובעות שלוש דרישות מצטברות למבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד: זרם העבודה הממושך אינו עולה על הזרם הנקוב של המבטח, והזרם הנקוב אינו עולה על הזרם המתמיד המרבי המתוקן; זרם הפעולה המובטח של המבטח אינו עולה על 1.45 מן הזרם המתמיד המרבי המתוקן; והזרם המתמיד המרבי המתוקן מחושב כמכפלת הזרם המתמיד המרבי במקדמי התיקון. הנוסח היחיד שברשימה שבו האי-שוויון השני מנוסח מול הזרם המתמיד המרבי המתוקן הוא הראשון.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: האי-שוויון השני מנוסח מול הזרם הנקוב של המבטח במקום מול הזרם המתמיד המרבי המתוקן.
- תשובה 3: האי-שוויון השני מנוסח מול הזרם המתמיד המרבי בלא מקדמי התיקון.
- תשובה 4: סדר האי-שוויון הראשון הפוך: זרם העבודה קטן מן הזרם הנקוב ולא להפך.
שאלה 127קוד 10009ודאות מלאה
חשמלאי נדרש להתקין גוף תאורה חדש בחדר בדירת מגורים. בסמוך לגוף התאורה החדש קיים בית תקע שמוזן ממעגל חד מופעי, המוזן באמצעות מוליך נחושת בחתך 2.5 מ"מ, המוגן ע"י מא"ז C16. האם מותר לחשמלאי להסתעף ממעגל זה למעגל חדש עם מוליך נחושת בחתך 1.5 מ"מ עבור גוף התאורה בחדר?
מותר להסתעף עבור תאורה או לכל מטרה אחרת ובתנאי שיותקן מכשיר שלא יגרום לעומס יתר.
אסור להסתעף בכל מקרה כאשר מקטינים את שטח חתך המוליך.
מותר להסתעף אך ורק אם יחליף את המא"ז לC10-.
מותר להסתעף לתאורה בלבד, בתנאי שהזרם הנקוב בהסתעפות לגוף התאורה אינו עולה על 10 אמפר.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
ככלל, בכל הסתעפות שבה קטן כושר ההעמסה של המוליך, בין מחמת הקטנת חתכו ובין מחמת שינוי אופן ההתקנה או סוג הבידוד, יש להתקין מבטח בפני זרם העמסת יתר ובפני זרם קצר. אלא שהתקנות קובעות חריג מפורש למיתקן דירתי: במעגל של דירת מגורים המוגן במבטח של 16 אמפר, מותר להסתעף ממוליך בחתך 2.5 ממ"ר למוליך בחתך 1.5 ממ"ר לתאורה בלבד, בתנאי שהזרם הצפוי בהסתעפות אינו עולה על 10 אמפר. שני התנאים מצטברים: הייעוד חייב להיות תאורה, והזרם מוגבל לעשרה אמפר.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 11(ד)
במעגל של דירת מגורים, המוגן באמצעות מבטח בעל זרם נקוב של 16 אמפר, יכול שיסתעף ממוליך בחתך של 2.5 ממ"ר, מוליך בחתך של 1.5 ממ"ר לתאורה בלבד, בתנאי שהזרם הצפוי בהסתעפות אינו עולה על 10 אמפר.
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 11(א)
מבטח להגנה בפני זרם העמסת יתר ומבטח להגנה בפני זרם קצר יותקנו בכל הסתעפות של מעגל שבה חלה הקטנה בכושר ההעמסה של המוליך עקב הקטנת חתכו, שינוי אופן התקנתו או שינוי סוג הבידוד.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: החריג מוגבל לתאורה בלבד ואינו חל על כל מטרה.
- תשובה 2: האיסור אינו מוחלט; קיים חריג מפורש לדירת מגורים.
- תשובה 3: אין צורך להחליף את המבטח ל-10 אמפר; המבטח נותר 16 אמפר והמגבלה היא על הזרם הצפוי בהסתעפות.
שאלה 195קוד 22015ודאות מלאה
האם מותר להתקין מבטח נגד זרם יתר במוליך אפס ((N של קו או של מעגל סופי?
אסור, בהתאם לנאמר בתקנות החשמל-העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים.
אסור, אלא אם כן המבטח מפסיק בו-זמנית גם את יתר מוליכי המופעים
מותר רק אם המבטח הוא להגנה מפני זרם העמסת יתר.
מותר רק אם מוליך האפס הוא חלק ממעגל חד-מופעי
התשובה הנכונה: 2
הסבר
התקנות מונות רשימה של מקומות שבהם לא יותקן מבטח, ומוליך האפס נמנה בה — אך בסייג מפורש: אלא אם כן המבטח מפסיק בו-זמנית גם את שאר מוליכי המופעים. הטעם ברור: אילו נותק האפס לבדו, היו נשארים המופעים חיים והציוד היה ניזון דרך מוליך אפס פתוח, מצב שבו מופיע על נקודת האפס מתח מסוכן ושבו העומסים החד-מופעיים מקבלים מתח קו. הפסקה בו-זמנית של כל המוליכים מונעת זאת.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 12
לא יותקן מבטח במקומות אלה: במוליך PEN; במוליך האפס (N) אלא אם כן המבטח מפסיק בו־זמנית גם את שאר מוליכי המופעים; במוליך הארקה (PE); במוליך חיבור לפס השוואת פוטנציאלים
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: האיסור אינו מוחלט. התקנה עצמה מנסחת סייג המתיר מבטח במוליך האפס כשהוא מפסיק בו-זמנית גם את המופעים.
- תשובה 3: סוג ההגנה — העמסת יתר או קצר — אינו הקריטריון. הקריטריון הוא הפסקה בו-זמנית של כל המוליכים.
- תשובה 4: האיסור והסייג חלים על מוליך אפס בכל מעגל, ואינם תלויים במספר המופעים.
שאלה 196קוד 22016ודאות מלאה
מוליך בעל חתך אחיד מונח לאורך בכמה מקטעים, שבהם שוררים תנאים שונים. כיצד יש לבחור את ערך הזרם המתמיד המרבי המותר של המוליך (Iz) לעניין בחינת ההתאמה של מבטח לדרישות התקנות לגבי הגנה מפני זרם העמסת יתר בלבד?
יחושב הזרם המרבי המתוקן I'z לכל אחד מהקטעים השונים כנדרש בתקנות; לעניין בחינת ההתאמה של המבטח לדרישות התקנות כאמור, ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z.
יחושב הזרם המרבי המתוקן I'z לכל אחד מהקטעים השונים כנדרש בתקנות; לעניין בחינת ההתאמה של המבטח לדרישות התקנות כאמור, ייבחר הערך הגבוה ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z.
יחושב הזרם המרבי המתוקן I'z של הקטע הארוך ביותר מבין הקטעים והוא ישמש לבחינת ההתאמה של המבטח לדרישות התקנות כאמור.
יחושב הזרם המרבי המתוקן I'z של הקטע הקצר ביותר מבין הקטעים והוא ישמש לבחינת ההתאמה של המבטח לדרישות התקנות כאמור.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
הזרם המתמיד המרבי של מוליך תלוי בתנאי הסביבה שבהם הוא מותקן: טמפרטורה אופפת, מספר מעגלים סמוכים, שיטת ההתקנה והתנגדות האדמה. מוליך אחד העובר כמה מקטעים בתנאים שונים יקבל אפוא ערך מתוקן שונה בכל מקטע. התקנות קובעות במפורש כיצד להכריע: יחושב הזרם המרבי המתוקן לכל מקטע, וייבחר הערך הנמוך ביותר. ההיגיון פשוט — המקטע הצר ביותר מבחינה תרמית הוא שקובע, שכן די בו כדי שהמוליך יתחמם מעבר למותר, ואילו בחירת ערך גבוה יותר הייתה מתירה מבטח שלא יגן על אותו מקטע.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(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
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: בחירת הערך הגבוה ביותר הייתה מותירה את המקטע החם ביותר בלא הגנה. התקנה קובעת את ההפך.
- תשובה 3: אורך המקטע אינו הקריטריון. הקריטריון הוא ערך הזרם המתוקן.
- תשובה 4: אף כאן האורך אינו הקריטריון.
שאלה 197קוד 22017ודאות מלאה
האם מותר לסטות מהערכים המתקבלים מהנוסחאות לבחינת ההתאמה של מוליך ומבטח להגנה מפני זרם העמסת יתר בלבד?
אסור לסטות מהערכים האמורים.
מותר לסטות ולבחור במוליך בעל שטח חתך קטן יותר מהנדרש על פי הנוסחאות, בתנאי שהמוליך יעמוד בדרישות התקנות להגנה מפני קצר.
מתכנן בעל רישיון חשמלאי, המתאים לגודל המתקן רשאי לסטות מהערכים המתקבלים מהנוסחאות שבתקנה זו, בתנאי שהוא מבסס את חישוביו על תנאי ההתקנה והעמסה של המעגל.
מתכנן בעל רישיון חשמלאי מהנדס רשאי לסטות מהערכים המתקבלים מהנוסחאות, בתנאי שהוא מבסס את חישוביו על תנאי ההתקנה והעמסה של המעגל.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
התקנות מתירות סטייה מן הנוסחאות שבתקנת ההגנה בפני זרם העמסת יתר, אך תוחמות אותה בשני תנאים מצטברים: הסוטה יהיה מתכנן בעל רישיון חשמלאי מהנדס, והוא יבסס את חישוביו על תנאי ההתקנה וההעמסה של המעגל או הקו. הרישיון הנדרש הוא הגבוה מבין רישיונות התכנון, מפני שסטייה מן הנוסחאות מחייבת חישוב תרמי עצמאי במקום הנוסחה התקנית.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(ה)
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
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: קיים היתר סטייה מפורש בתקנה.
- תשובה 2: עמידה בדרישות ההגנה בפני קצר אינה התנאי לסטייה, והתקנה אינה מנוסחת כהיתר להקטין חתך.
- תשובה 3: התקנה נוקבת ברישיון חשמלאי מהנדס דווקא, ולא בכל רישיון המתאים לגודל המיתקן.
שאלה 198קוד 22018ודאות מלאה
מתקן תעשייתי מקבל אספקה במתח גבוה וכולל בתוכו מספר שנאים. אחד השנאים בגודל 630kVA מזין לוח במתח נמוך. אורך קו ההזנה בין השנאי ללוח הוא 35 מטר. על פי החישובים, המפסק הראשי בלוח במתח נמוך מספק הגנה על מוליכי קו ההזנה מפני זרם העמסת יתר. האם על פי תקנות החשמל נדרשת הגנה נוספת למוליכי קו הזינה ללוח הראשי במתח נמוך?
לא נדרשת הגנה נוספת.
נדרשת הגנה מפני זרם קצר בלבד במעלה הזרם.
הדבר נתון להחלטתו של מתכנן בעל רישיון חשמלאי מהנדס.
לא נדרשת הגנה נוספת אלא אם זה נדרש על ידי רשויות כיבוי והצלה.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
הכלל בתקנות הוא שכל מוליך חי יוגן הן בפני זרם קצר והן בפני זרם העמסת יתר, בין במבטח משותף ובין במבטח נפרד לכל ייעוד. לצדו נקבע חריג צר למוליכים המחברים מקור זינה אל הלוח: מותר לוותר על ההגנה בפני זרם קצר, ובלבד שהקטע שבין מקור הזינה לבין הלוח יהיה קצר ככל האפשר ולא יעלה על 25 מטרים. קו הזינה שבשאלה הוא 35 מטרים — מעבר לגבול החריג — ולכן החריג אינו חל. ההגנה בפני העמסת יתר כבר מסופקת על ידי המפסק הראשי שבלוח, ומה שנותר חסר הוא הגנה בפני זרם קצר, שמקומה בקצה שבמעלה הזרם — ליד השנאי.
חישוב
אורך קו הזינה: 35 מ׳ > 25 מ׳ ⟸ חריג תקנה 9(ג) אינו חל ⟸ נדרשת הגנה בפני זרם קצר
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 3(א)
כל מוליך חי, בקו, במעגל או במעגל סופי, שאיננו מוליך אפס (N), מוליך PEN או מוליך תווך מוארק, יוגן על ידי מבטח המגן הן בפני זרם קצר והן בפני זרם העמסת יתר, או על ידי מבטח נפרד לכל ייעוד
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 9(ג)
הוראות תקנת משנה (א) לא יחולו על מוליכים המחברים מקור זינה אל הלוח ובלבד שהקטע שבין מקור הזינה לבין הלוח יהיה קצר ככל האפשר ולא יעלה על 25 מטרים
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הפטור מהגנה בפני זרם קצר מוגבל ל-25 מטרים, וכאן הקו ארוך יותר.
- תשובה 3: אין כאן שיקול דעת של מתכנן. גבול 25 המטרים נקוב בתקנה.
- תשובה 4: רשויות הכבאות אינן הגורם הקובע. הדרישה נובעת מתקנות החשמל עצמן.
שאלה 199קוד 22019ודאות מלאה
מוליכי מעגל סופי נתון בדירת מגורים בחתך 2.5 ממ"ר מוגנים מפני זרם יתר באמצעות מא"ז בעל זרם נקוב של 16 אמפר. האם מותר להסתעף מהמעגל הנתון עם מוליכים בחתך 1.5 ממ"ר לצורך הזנת גופי תאורה?
אסור. עפ"י תקנות החשמל בכל מקום שבו חלה הקטנה של כושר ההעמסה של המוליך עקב הקטנת חתכו, יש להתקין מבטח המתאים לכושר ההעמסה המוקטן.
מותר בתנאי שאורך ההסתעפות לא יעלה על 3 מטרים.
מותר, בתנאי שזרם העבודה בהסתעפות לא יעלה על 10 אמפר.
מותר רק באישורו של מתכנן בעל רישיון"חשמלאי-הנדסאי"לפחות.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
ככלל, בכל הסתעפות שבה קטן כושר ההעמסה של המוליך בשל הקטנת חתכו יש להתקין מבטח מתאים. לצד הכלל קבעו התקנות הסדר מפורש ומדויק לדירת מגורים: במעגל המוגן במבטח 16 אמפר מותר להסתעף ממוליך 2.5 ממ"ר במוליך 1.5 ממ"ר לתאורה בלבד, בתנאי שהזרם הצפוי בהסתעפות אינו עולה על 10 אמפר. שני התנאים — ייעוד לתאורה וזרם צפוי עד 10 אמפר — הם שמחליפים את המבטח הנוסף, שכן מעגל תאורה בדירה אינו מסוגל למשוך זרם העולה על כושר ההעמסה של 1.5 ממ"ר.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 11(ה)
במעגל של דירת מגורים, המוגן באמצעות מבטח בעל זרם נקוב של 16 אמפר, יכול שיסתעף ממוליך בחתך של 2.5 ממ״ר, מוליך בחתך של 1.5 ממ״ר לתאורה בלבד, בתנאי שהזרם הצפוי בהסתעפות אינו עולה על 10 אמפר
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 11(א)
מבטח להגנה בפני זרם העמסת יתר ומבטח להגנה בפני זרם קצר יותקנו בכל הסתעפות של מעגל שבה חלה הקטנה בכושר ההעמסה של המוליך עקב הקטנת חתכו, שינוי אופן התקנתו או שינוי סוג הבידוד
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הכלל אכן קיים, אך התקנה עצמה קובעת לו חריג מפורש בדיוק למקרה זה — דירת מגורים, מבטח 16 אמפר, הסתעפות לתאורה.
- תשובה 2: מגבלת שלושת המטרים נוגעת לפטור מהגנה נוספת בפני זרם קצר, ולא לתנאי ההסתעפות בדירת מגורים.
- תשובה 4: אין בתקנות תנאי של אישור מתכנן. התנאים הם ייעוד לתאורה וזרם צפוי עד 10 אמפר.
שאלה 200קוד 22020ודאות מלאה
בתרשים מוצגת תכנית חד קווית של מערכת לתאורת חוץ. התוכנית כוללת התקנת מא"ז דו-קוטבי במגש האביזרים של עמוד התאורה, כנדרש בתקנות החשמל בעניין חיבור וניתוק גוף התאורה בעמוד. האם במקום המא"ז במגש האביזרים מותר להתקין מפסק זרם דו-קוטבי ללא הגנות מפני זרם יתר?
מותר, בתנאי שהמא"ז בעל In = 20 A בלוח הראשי מספק הגנה מפני זרם קצר גם לכבל בעל שטח חתך מוקטן בין מגש האביזרים בעמוד לבין גוף התאורה. בעל המתקן צריך להיות מודע לכך שבמקרה של קצר אחרי המגש תנותק ההזנה לכל העמודים בקבוצה זו.
מותר, בתנאי שהמא"ז בעל In = 20 A בלוח הראשי מספק הגנה מפני זרם קצר גם לכבל בעל שטח חתך מוקטן בין מגש האביזרים בעמוד לבין גוף התאורה, ועמוד התאורה הנ"ל הוא העומס היחיד במעגל זה.
אסור. תקנות החשמל קובעות שמוליך בעל שטח חתך של 1.5 ממ"ר ובידוד 70 מעלות צלסיוס יוגן באמצעות מבטח בעל זרם נקוב שאינו עולה על 10 אמפר.
סכמת ההזנה שבאיור אינה נכונה. אסור לרדת בחתך הכבל ביותר מ-2 דרגות. במקרה שלפנינו חתך הכבל בעמוד התאורה צריך להיות 4 ממ"ר המוגן ע"י מא"ז מתאים במגש האביזרים.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
הכבל שבין מגש האבזרים לגוף התאורה הוא NYY בחתך 1.5 ממ"ר, והתקנות קובעות לגביו כלל מספרי מפורש: מוליך בעל בידוד 70 מעלות בחתך 1.5 ממ"ר יוגן במבטח שזרמו הנקוב אינו עולה על 10 אמפר. אם יוסר המא"ז מן המגש ובמקומו יותקן מפסק בלא הגנות, יישאר הכבל הדק מוגן רק במא"ז 20 אמפר שבלוח הראשי — פי שניים מן המותר. יתרה מזו, מן המגש מסתעפת הזנה אל העמוד הבא במעגל, ולכן גם ההקלה המתירה למקם את מבטח העומס במקום אחר במעגל אינה חלה, שכן היא מותנית בכך שאין הסתעפות בין נקודת הקטנת החתך לבין המבטח.
חישוב
כבל אל גוף התאורה: NYY 3×1.5 ממ"ר, בידוד 70°C
מבטח מרבי מותר לחתך זה: 10A
המבטח היחיד שיישאר במעלה הזרם: מא"ז 20A בלוח > 10A ✘
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(ו)
על אף האמור בתקנת משנה (ה), מוליך בעל בידוד 70°C בחתך 1.5 ממ״ר, יוגן באמצעות מבטח בעל זרם נקוב שאינו עולה על 10 אמפר, ומוליך בעל בידוד 70°C בחתך 2.5 ממ״ר, יוגן באמצעות מבטח בעל זרם נקוב שאינו עולה על 16 אמפר
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 11
מבטח להגנה בפני זרם העמסת יתר ומבטח להגנה בפני זרם קצר יותקנו בכל הסתעפות של מעגל שבה חלה הקטנה בכושר ההעמסה של המוליך עקב הקטנת חתכו [...] בהסתעפות כמתואר בתקנת משנה (א) יכול שהמבטח בפני זרם העמסת יתר בלבד ימוקם במקום כלשהו במעגל, בתנאי שאין כל הסתעפות בין נקודת ההקטנה של כושר ההעמסה לבין המבטח
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הכרת בעל המיתקן בהשלכות אינה תנאי שבתקנות, והבעיה אינה בסלקטיביות אלא בכך שהמבטח גדול פי שניים מן המותר לחתך 1.5 ממ"ר.
- תשובה 2: גם אם העמוד הוא העומס היחיד, מא"ז 20 אמפר אינו רשאי להגן על מוליך 1.5 ממ"ר בבידוד 70 מעלות.
- תשובה 4: אין בתקנות כלל האוסר לרדת ביותר משתי דרגות חתך. הכלל הוא התאמת המבטח לחתך.
שאלה 201קוד 22021ודאות מלאה
בתרשים שלהלן מוצגת סכמה חד-קווית של חיבור גנרטור לאספקה חלופית במתקן תעשייתי. כיצד ניתן להגן על הכבל (שאורכו 24 מטר) שבין הגנרטור (A) לבין לוח החלוקה (B), בפני זרם יתר?
מותר לצייד את מפסק הזרם A בהגנה בפני זרם קצר בלבד ולהשאיר את מפסק הזרם B ללא הגנות.
מותר להשאיר את מפסק הזרם A ללא הגנות ולצייד את מפסק הזרם B בהגנה בפני זרם קצר בלבד.
מותר להשאיר את מפסקי הזרם A,B, ללא הגנות.
מותר להשאיר את מפסק A ללא הגנות ולצייד את מפסק B בהגנה בפני זרם העמסת יתר בלבד.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
הכלל הוא שכל מוליך חי יוגן הן בפני קצר והן בפני העמסת יתר. לצדו נקבע חריג צר למוליכים המחברים מקור זינה אל הלוח: מותר לוותר על ההגנה בפני זרם קצר ובלבד שהקטע קצר ככל האפשר ואינו עולה על 25 מטרים. אורך הכבל כאן 24 מטרים, ולכן החריג חל ואין צורך בהגנת קצר במפסק A. ההגנה בפני העמסת יתר, לעומת זאת, נותרת חובה — ותקנה נפרדת מתירה למקם את מבטח העומס במקום כלשהו במעגל. מכאן שמותר להשאיר את A בלא הגנות ולצייד את B בהגנה בפני זרם העמסת יתר בלבד.
חישוב
אורך הכבל: 24 מ׳ ≤ 25 מ׳ ⟸ אין חובת הגנה בפני זרם קצר
הגנה בפני העמסת יתר: חובה, ומותר למקמה בקצה הרחוק — בלוח B
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 9(ג)
הוראות תקנת משנה (א) לא יחולו על מוליכים המחברים מקור זינה אל הלוח ובלבד שהקטע שבין מקור הזינה לבין הלוח יהיה קצר ככל האפשר ולא יעלה על 25 מטרים
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 3(א)
כל מוליך חי, בקו, במעגל או במעגל סופי, שאיננו מוליך אפס (N), מוליך PEN או מוליך תווך מוארק, יוגן על ידי מבטח המגן הן בפני זרם קצר והן בפני זרם העמסת יתר, או על ידי מבטח נפרד לכל ייעוד
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(ט)
מבטח מפני זרם העמסת יתר יכול שיותקן במקום כלשהו במעגל המוגן על ידו, בתנאי שאין לפניו הסתעפות במעלה המעגל
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: : הכבל היה נותר בלא הגנה כלשהי בפני זרם העמסת יתר.
- תשובה 2: הגנה בפני קצר אינה נדרשת כאן כלל, ואילו ההגנה בפני העמסת יתר — שהיא הנדרשת — חסרה בתשובה זו.
- תשובה 3: השארת שני המפסקים בלא הגנות משאירה את הכבל בלא הגנה בפני העמסת יתר.
שאלה 202קוד 22021ודאות מלאה
בתרשים שלהלן מוצגת סכמה חד-קווית של חיבור גנרטור לאספקה חלופית במתקן תעשייתי. כיצד ניתן להגן על הכבל (שאורכו 30 מטר) שבין הגנרטור (נקודה A) לבין לוח החלוקה (נקודה B), בפני זרם יתר?
מותר להשאיר את מפסק A ללא הגנות ולצייד את מפסק B בהגנה בפני זרם העמסת יתר בלבד.
מותר לצייד את מפסק הזרם A בהגנה בפני זרם קצר בלבד ואת מפסק הזרם B בהגנה בפני זרם העמסת יתר בלבד.
מותר להשאיר את מפסקי הזרם A, B ללא הגנות.
מותר לצייד את מפסק הזרם A בהגנה בפני זרם קצר בלבד ולהשאיר את מפסק הזרם B ללא הגנות.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
אורך הכבל כאן 30 מטרים — מעבר לגבול 25 המטרים שבחריג — ולכן החריג אינו חל וההגנה בפני זרם קצר נדרשת. מקומה של הגנה זו הוא בקצה שבמעלה הזרם, כלומר במפסק A שליד הגנרטור, שאם לא כן יישאר הקטע שבין הגנרטור לבין הלוח בלא הגנה בפני קצר לכל אורכו. ההגנה בפני העמסת יתר, לעומת זאת, יכולה להימצא במקום כלשהו במעגל, ולכן די בכך שתותקן במפסק B שבכניסה ללוח החלוקה. שילוב זה — קצר ב-A והעמסת יתר ב-B — מקיים את חובת ההגנה הכפולה שבתקנות באמצעות שני מבטחים נפרדים, כפי שהתקנה מתירה במפורש.
חישוב
אורך הכבל: 30 מ׳ > 25 מ׳ ⟸ חריג תקנה 9(ג) אינו חל ⟸ נדרשת הגנה בפני קצר, ומקומה ב-A
הגנה בפני העמסת יתר: מותר למקמה ב-B
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 9(ג)
הוראות תקנת משנה (א) לא יחולו על מוליכים המחברים מקור זינה אל הלוח ובלבד שהקטע שבין מקור הזינה לבין הלוח יהיה קצר ככל האפשר ולא יעלה על 25 מטרים
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 3(א) ו-4
כל מוליך חי [...] יוגן על ידי מבטח המגן הן בפני זרם קצר והן בפני זרם העמסת יתר, או על ידי מבטח נפרד לכל ייעוד [...] מבטח מיועד לאחד מאלה: להגנה בפני זרם העמסת יתר בלבד; להגנה בפני זרם קצר בלבד; להגנה בפני זרם יתר
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(ט)
מבטח מפני זרם העמסת יתר יכול שיותקן במקום כלשהו במעגל המוגן על ידו
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: בהיעדר הגנת קצר ב-A יישאר הקטע שבין הגנרטור ללוח בלא הגנה בפני קצר, והחריג אינו חל באורך 30 מטרים.
- תשובה 3: השארת שני המפסקים בלא הגנות מותירה את הכבל בלא הגנה כלל.
- תשובה 4: הגנת קצר לבדה אינה מספיקה: נדרשת גם הגנה בפני זרם העמסת יתר.
שאלה 203קוד 22022ודאות מלאה
במהלך תכנון של מתקן חשמל התברר שבגלל הקרבה היחסית של לוח החשמל לשנאי האספקה המזין את המתקן, זרם הקצר התלת-מופעי המחושב על הדקי המא"זים בלוח (ראה תרשים שלהלן) הוא 12 kA. בהתחשב בזרם הקצר המחושב כאמור לעיל האם מותר להשתמש במא"זים עם כושר ניתוק של 10 kA בשילוב עם נתיכים?
מותר רק במקרה א', שבו הנתיך והמא"ז מותקנים באותו לוח.
מותר בשני המקרים, בתנאי שהמא"זים הם בעלי כושר עמידה בזרם קצר הגדול מ-12.5 ק"א והנתיך יפעל בקצר לפני המא"ז.
מותר רק במקרה ב.'
אסור בשני המקרים. המא"ז חייב לשמש להגנה נגד זרם העמסת יתר והגנה נגד זרם קצר כאחד. במקרה זה חייבים להשתמש במא"זים בעלי כושר ניתוק הגדול מ-12.5 ק"א.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
הכלל הוא שכושר ההפסקה של מבטח יהיה גדול מזרם הקצר המרבי הצפוי לעבור דרכו — כאן 12 קילו-אמפר מול מא"ז שכושרו 10 קילו-אמפר. אלא שהתקנה עצמה מוסיפה שההתניה הזו עשויה שלא לחול, בהתקיים שני תנאים מצטברים: שבמעלה המעגל מותקן מבטח אחר בעל כושר הפסקה מספיק שיפעל לפני המבטח החלש, ושהמבטח החלש יהיה בעל זרם עמידה המאפשר לו להעביר את זרם הקצר הצפוי בלא נזק לעצמו ולסביבתו עד להפסקתו בידי המבטח שבמעלה. זהו בדיוק עקרון ההגנה הגיבויית. התקנה אינה מתנה דבר במיקומם של שני המבטחים באותו לוח, ולכן ההסדר תקף בשני המקרים שבתרשים — הן כשהנתיך והמא"ז באותו לוח והן כשהנתיך בלוח הראשי והמא"ז בלוח המחסן.
חישוב
זרם הקצר הצפוי: 12 kA
כושר ההפסקה של המא"ז: 10 kA
10 < 12 ⟸ נדרש מסלול ההגנה הגיבויית שבתקנה 9(ב): נתיך במעלה + זרם עמידה מספיק במא"ז
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 9(ב)
כושר ההפסקה של מבטח, יהיה גדול מזרם הקצר המרבי הצפוי לעבור דרכו; יכול שהתניה זו לא תחול אם התקיימו כל אלה: במעלה המעגל מותקן מבטח אחר בעל כושר הפסקה כנדרש בתקנת משנה זו, שיפעל לפני המבטח שכושרו קטן יותר; המבטח בעל כושר ההפסקה הקטן ביותר יהיה בעל זרם עמידה שיאפשר להעביר, בלא נזק לעצמו או לסביבתו, את זרם הקצר הצפוי עד להפסקתו על ידי המבטח שבמעלה המעגל
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: התקנה אינה מתנה את ההסדר בכך ששני המבטחים יימצאו באותו לוח.
- תשובה 3: אף כאן אין בסיס להבחנה בין שני המקרים.
- תשובה 4: התקנה מתירה במפורש מבטח נפרד לכל ייעוד, ואינה מחייבת שהמא"ז יגן בפני שני סוגי הזרם כאחד; ההסדר הגיבויי קיים ומוסדר.
שאלה 204קוד 22023ודאות מלאה
במתקן חשמל הקרוב לשנאי אספקה המזין אותו, זרם הקצר התלת-מופעי המחושב על הדקי המא"זים בלוח המשנה (ראה תרשים שלהלן) הוא 11.5 kA. בדיאגרמה שלהלן מובאים אופייני"זרם-זמן"של המא"זים: • 4- אופיין המפסק האוטומטי הניתן לכוונון המגן על מעגל הזינה ללוח המשנה. • 3, 2, 1- אופיינים של המא"זים בלוח המשנה. בהתחשב בזרם הקצר המחושב לעיל, האם מותר להשתמש במא"זים בלוח המשנה?
אסור. יש להחליף את המא"זים בלוח המשנה לכאלו עם כושר ניתוק מתאים.
אסור. יש להחליף את המא"זים בלוח המשנה לנתיכים. נתיך הוא מבטח בעל כושר ניתוק הגבוה מהמינימום הנדרש במקרה זה.
מותר. המא"זים בלוח המשנה הם בעלי כושר ניתוק מתאים.
מותר. בתנאי שעמידות המא"זים לזרם הקצר בלוח המשנה, מתאימה לזרם הקצר שעשוי להתפתח עד לניתוקו על ידי המפסק הראשי.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
זרם הקצר הצפוי בהדקי המא"זים שבלוח המשנה הוא 11.5 קילו-אמפר, ולכן אילו נדרשו המא"זים לעמוד בכוחות עצמם היו זקוקים לכושר הפסקה גדול מכך. התקנה פותחת דלת נוספת: כאשר במעלה המעגל מותקן מבטח בעל כושר הפסקה מספיק שיפעל לפני המבטח החלש, די בכך שהמבטח החלש יהיה בעל זרם עמידה המאפשר לו להעביר את זרם הקצר הצפוי בלא נזק עד להפסקתו על ידי המבטח שבמעלה. בדיאגרמה, אופיין המפסק הניתן לכוונון שבמעלה חותך את אופייני המא"זים באזור זרמי הקצר ופועל לפניהם, ולכן התנאי הראשון מתקיים; מה שנותר לוודא הוא התנאי השני — עמידות המא"זים לזרם הקצר עד לניתוקו.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 9(ב)
כושר ההפסקה של מבטח, יהיה גדול מזרם הקצר המרבי הצפוי לעבור דרכו; יכול שהתניה זו לא תחול אם התקיימו כל אלה: במעלה המעגל מותקן מבטח אחר בעל כושר הפסקה כנדרש בתקנת משנה זו, שיפעל לפני המבטח שכושרו קטן יותר; המבטח בעל כושר ההפסקה הקטן ביותר יהיה בעל זרם עמידה שיאפשר להעביר, בלא נזק לעצמו או לסביבתו, את זרם הקצר הצפוי עד להפסקתו על ידי המבטח שבמעלה המעגל
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: החלפת המא"זים אינה הכרחית: התקנה מכירה בהגנה גיבויית שבה המבטח שבמעלה מפסיק את הקצר.
- תשובה 2: נתיכים אינם נדרשים כאן, והתקנה אינה מבחינה בין סוגי מבטחים לעניין ההסדר הגיבויי.
- תשובה 3: המא"זים אינם בעלי כושר ניתוק העולה על זרם הקצר הצפוי; ההיתר נשען על ההגנה הגיבויית ולא על כושר הניתוק שלהם.
שאלה 205קוד 22024ודאות מלאה
במתקן תעשייתי קיים, הוחלפה מכונת ייצור במכונה חדשה בעלת הספק גדול יותר. ההזנה למכונה מיושמת באמצעות כבל מסוג NYY המוגן על ידי מפסק אוטומטי הניתן לכוונון. המפסק האוטומטי הקיים מאפשר התאמה לזרם העבודה החדש (על ידי כוונון), אך שטח חתך הכבל הקיים אינו מתאים לזרם עבודה זה. האם בהתאם לתקנות החשמל, ניתן לבצע כוונון של המפסק האוטומטי ולהתקין כבל חדש נוסף (מסוג N2XY בחתך זהה ובאורך זהה) במקביל לכבל הקיים?
ניתן, בתנאי שהמתכנן יבצע חישוב ויוודא שבתנאים החדשים שייווצרו, הזרם המתמיד המרבי המתוקן (I'z) של המוליכים בכל אחד מהכבלים מתאים לדרישות בתקנות החשמל.
לא ניתן, תקנות החשמל אוסרות לחבר במקביל שני כבלים בעלי מוליכים העשויים מחומר שונה.
לא ניתן, תקנות החשמל אוסרות לחבר במקביל שני כבלים בעלי מוליכים עם רמת בידוד שונה (מוליך אחד (הכבל הישן) בעל"בידוד C º 70 ואילו השני (הכבל החדש)"-בעל"בידוד C º 90.)"
ניתן, אך יש להתקין הגנה נפרדת בפני זרם יתר עבור כל כבל לפי הנתונים שלו.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
התקנות מבחינות בין שני מצבים של מוליכים במקביל. כאשר מתכננים מלכתחילה מבטח משותף לכמה מוליכים מקבילים, נדרשים חמישה תנאים מצטברים: אותו חומר, אותו חתך, אותו אורך, אבזרי חיבור והתקנה זהים, וזרם העמסה לפי הבידוד העומד בטמפרטורה הנמוכה ביותר. אך מיד לאחר מכן נקבע הסדר נפרד ומקל למצב שבו מוסיפים מוליך במקביל למוליך קיים במיתקן: התנאים האמורים אינם חלים, ובלבד שיובטח שזרם העבודה בכל מוליך לא יעלה על הזרם המתמיד המרבי המתוקן שלו. זה בדיוק המקרה שבשאלה, ולכן הפתרון מותר בכפוף לחישוב שיבצע המתכנן לכל אחד משני הכבלים בנפרד, בהתחשב בתנאים החדשים — ובראשם ההצמדה ביניהם, המקטינה את כושר ההעמסה.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 8(ב)
הוסף מוליך במיתקן במקביל למוליך קיים, לא יחולו הוראות תקנת משנה (א), ובלבד שיובטח שזרם העבודה בכל מוליך לא יעלה על זרם I'z שלו
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 8(א)
אם משתמשים במבטח משותף להגנת כמה מוליכים המחוברים במקביל בפני זרם העמסת יתר, יתקיימו במוליכים כל התנאים שלהלן: הם יהיו מאותו חומר; הם יהיו בחתך שווה; הם יהיו בעלי אורך שווה; אבזרי החיבור שלהם ואופן התקנתם יהיו זהים; זרם ההעמסה יתאים לסוג הבידוד העומד בטמפרטורה הנמוכה ביותר
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: אין איסור כזה. במקרה של הוספת מוליך למוליך קיים תנאי אחידות החומר אינו חל, ובלאו הכי שני הכבלים כאן מנחושת.
- תשובה 3: תנאי אחידות הבידוד נמנה בתקנת משנה (א), שהתקנה מוציאה במפורש מתחולה במקרה של הוספת מוליך למוליך קיים.
- תשובה 4: התקנה אינה מחייבת מבטח נפרד לכל כבל. היא מחייבת שזרם העבודה בכל כבל לא יעלה על ה-I'z שלו.
שאלה 209קוד 22033ודאות מלאה
מרכז מסחרי קיים כולל מספר מבנים, המוזנים במתח נמוך מתחנת טרנספורמציה, הנמצאת במבנה ייעודי, באמצעות כבלים תלת-מופעיים רב גידיים הטמונים במישרין באדמה. כבלי ההזנה למבנים יוצאים מלוח חשמל בתחנת הטרנספורמציה אל הלוחות הראשיים בכל אחד מהמבנים והם מוגנים בפני זרם יתר באמצעות נתיכים. כבלי ההזנה הקיימים עשויים ממוליכי אלומיניום בעלי בידוד 90 מעלות צלסיוס, והם תוכננו בהנחה שהטמפרטורה האופפת של הקרקע היא 30 מעלות צלסיוס. כעת אחרי 10 שנים מאז הקמת המרכז המסחרי הוחלט להקים מבנה נוסף ולהזינו על ידי כבל תלת מופעי רב גידי חדש נפרד, שיוטמן בחלק גדול מהתוואי בצמוד לכבל רב-גידי ישן, המזין את אחד המבנים הקיימים. נתוני הכבל הקיים שבצמוד אליו יוטמן הכבל החדש הם: • מוליכי אלומיניום בחתך 95 ממ"ר, בידוד 90 מעלות צלסיוס. • זרם העבודה במבנה הקיים, המוזן ע"י הכבל הקיים: Ib = 120 A. • הכבל הקיים מוגן מפני זרם יתר באמצעות נתיך In = 125 A בהתאם לזרם העבודה הדרוש. על פי מדידות שנערכו בקרקע באזור לאחרונה, התברר שהטמפרטורה בקרקע בחודשי הקיץ החמים מגיעה ל-35 מעלות צלסיוס, אך ההתנגדות התרמית הסגולית נותרה ללא שינוי. האם לאור הנתונים החדשים המתוארים לעיל, יש צורך בהחלפת הכבל והמבטח הקיימים שהותקנו לפני 10 שנים ושנתוניהם הוצגו כנ"ל?
לא צריך להחליף את הכבל הקיים. צריך רק להחליף את הנתיך המגן עליו ל-In = 100 A.
לא צריך להחליף את הכבל ואת הנתיך הקיימים.
צריך להחליף את הכבל הקיים בכבל חדש עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90 מעלות צלסיוס S = 150 mm². הנתיך נשאר ללא שינוי In = 125 A.
צריך להחליף את הכבל הקיים בכבל חדש עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90 מעלות צלסיוס S = 150 mm², ואת הנתיך לנתיך חדש In = 150 A.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
שני שינויים פוגעים בכושר ההעמסה של הכבל הקיים, ויש להכפיל את מקדמי התיקון שלהם. הראשון: טמפרטורת הקרקע עלתה מ-30 ל-35 מעלות, ולבידוד 90 מעלות מקדם התיקון בקרקע הוא 0.96. השני: הכבל החדש יוטמן צמוד לכבל הקיים, כלומר שני מעגלים צמודים באדמה, והמקדם לכך הוא 0.75. מכפלתם 0.72. הכבל הקיים, אלומיניום 95 ממ"ר בבידוד 90 מעלות, נושא לפי הטבלה 153 אמפר במעגל תלת-מופעי, ולאחר התיקון רק 110 אמפר — פחות מזרם העבודה 120 אמפר. הכבל אינו עומד עוד בתנאים ויש להחליפו. חתך 150 ממ"ר נותן 195 אמפר, ולאחר התיקון 140 אמפר: הנתיך 125 אמפר גדול מזרם העבודה וקטן מן הזרם המתוקן, וגם התנאי השני מתקיים — זרם השימוט של הנתיך, פי 1.6 מזרמו הנקוב, אינו עולה על פי 1.45 מן הזרם המתוקן. לכן הנתיך נשאר 125 אמפר.
חישוב
c = 0.96 × 0.75 = 0.72
כבל קיים 95 ממ"ר: I'z = 153 × 0.72 = 110A < Ib = 120A ✘ הכבל אינו מתאים
כבל 150 ממ"ר: I'z = 195 × 0.72 = 140A
Ib = 120 ≤ In = 125 ≤ 140 ✔
I2 = 1.6 × 125 = 200 ≤ 1.45 × 140 = 204 ✔
מסקנה: כבל 150 ממ"ר, נתיך 125A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 2 ו-5
טמפרטורה אופפת של הקרקע 35°C, בידוד 90°C – מקדם 0.96 ; מקדמי תיקון בעבור מעגלים מכבלים רב־גידיים המונחים במישרין באדמה, 2 מעגלים במרחק a = 0 (צמודים) – 0.75
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלה 90.6
אלומיניום, מעגל תלת־מופעי, בידוד 90°C, הטמנה במישרין באדמה: 95 ממ"ר – 153A ; 150 ממ"ר – 195A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: נתיך 100 אמפר קטן מזרם העבודה 120 אמפר, בניגוד לתנאי Ib ≤ In. מלבד זאת הכבל עצמו כבר אינו עומד בזרם המתוקן.
- תשובה 2: הזרם המתמיד המרבי המתוקן של הכבל הקיים יורד ל-110 אמפר, פחות מזרם העבודה. אי אפשר להשאיר את המצב כמות שהוא.
- תשובה 4: נתיך 150 אמפר גדול מן הזרם המתוקן של כבל 150 ממ"ר, שהוא 140 אמפר, בניגוד לתנאי In ≤ I'z.
שאלה 210קוד 22033ודאות מלאה
מרכז מסחרי קיים כולל מספר מבנים המוזנים במתח נמוך מתחנת טרנספורמציה (הנמצאת במבנה ייעודי) באמצעות כבלים תלת-מופעיים רב גידיים הטמונים במישרין באדמה. כבלי ההזנה למבנים יוצאים מלוח חשמל בתחנת הטרנספורמציה אל הלוחות הראשיים בכל אחד מהמבנים והם מוגנים בפני זרם יתר באמצעות נתיכים. כבלי ההזנה הקיימים בנויים ממוליכי אלומיניום בעלי בידוד 90 מעלות צלסיוס, והם תוכננו בהנחה שהטמפרטורה האופפת של הקרקע היא 30 מעלות צלסיוס. כ-10 שנים לאחר הקמת המרכז המסחרי הוחלט להקים שני מבנים נוספים ולהזין אותם על ידי שני כבלים תלת מופעים רב גידיים חדשים נוספים, שיוטמנו בחלק גדול מהתוואי בצמוד לכבל רב-גידי ישן המזין את אחד המבנים הקיימים. נתוני הכבל הקיים שבצמוד אליו יוטמנו שני הכבלים החדשים (אחד לכל מבנה חדש) הם: • כבל עם מוליכי אלומיניום בחתך 95 ממ"ר, בידוד 90 מעלות צלסיוס. • זרם העבודה במבנה הקיים, המוזן ע"י הכבל הקיים: Ib = 120 A. • הכבל הקיים מוגן מפני זרם יתר באמצעות נתיך In = 125 A בהתאם לזרם העבודה הדרוש. על פי מדידות שנערכו בקרקע באזור לאחרונה, התברר שהטמפרטורה בקרקע בחודשי הקיץ החמים מגיעה ל-35 מעלות צלסיוס, אך ההתנגדות התרמית הסגולית נותרה ללא שינוי. האם לאור השינויים המתוארים לעיל, יש צורך בהחלפת הכבל והמבטח הקיימים שהותקנו לפני 10 שנים ושנתוניהם הוצגו כנ"ל?
צריך להחליף את הכבל הקיים לכבל חדש עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90 מעלות צלסיוס S = 240 mm². הנתיך נשאר ללא שינוי In = 125 A.
צריך להחליף את הכבל הקיים לכבל חדש עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90 מעלות צלסיוס S = 185 mm². הנתיך נשאר ללא שינוי In = 125 A.
צריך להחליף את הכבל הקיים לכבל חדש עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90 מעלות צלסיוס S = 150 mm². הנתיך נשאר ללא שינוי In = 125 A.
לא צריך להחליף את הכבל הקיים. צריך רק להחליף את הנתיך המגן עליו ל-In = 100 A.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
כאן יוטמנו שני כבלים חדשים בצמוד לכבל הקיים, ולכן מדובר בשלושה מעגלים צמודים באדמה ולא בשניים. מקדם הקיבוץ יורד מ-0.75 ל-0.65, ובצירוף מקדם הטמפרטורה 0.96 מתקבל מקדם משוקלל 0.624. הכבל הקיים, אלומיניום 95 ממ"ר, יורד ל-95 אמפר בלבד — הרבה מתחת לזרם העבודה 120 אמפר. בדיקת החלופות מעלה ששני התנאים שבתקנה מכריעים יחד: חתך 150 ממ"ר נותן זרם מתוקן 122 אמפר, שאינו מגיע לנתיך 125 אמפר; חתך 185 ממ"ר נותן 137 אמפר ועובר את התנאי הראשון, אך נכשל בשני — זרם השימוט של הנתיך 200 אמפר גדול מפי 1.45 מן הזרם המתוקן, שהם 198 אמפר. רק חתך 240 ממ"ר, שזרמו המתוקן 158 אמפר, עומד בשני התנאים, והנתיך נשאר 125 אמפר.
חישוב
c = 0.96 × 0.65 = 0.624
95 ממ"ר: I'z = 153 × 0.624 = 95A < Ib = 120A ✘
150 ממ"ר: I'z = 195 × 0.624 = 122A < In = 125A ✘
185 ממ"ר: I'z = 219 × 0.624 = 137A
I2 = 200A > 1.45 × 137 = 198A ✘
240 ממ"ר: I'z = 253 × 0.624 = 158A
120 ≤ 125 ≤ 158 ✔
200 ≤ 1.45 × 158 = 229 ✔
מסקנה: כבל 240 ממ"ר, נתיך 125A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 2 ו-5
טמפרטורה אופפת של הקרקע 35°C, בידוד 90°C – מקדם 0.96 ; 3 מעגלים מכבלים רב־גידיים המונחים במישרין באדמה במרחק a = 0 (צמודים) – 0.65
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלה 90.6
אלומיניום, מעגל תלת־מופעי, בידוד 90°C, הטמנה במישרין באדמה: 95 ממ"ר – 153A ; 150 ממ"ר – 195A ; 185 ממ"ר – 219A ; 240 ממ"ר – 253A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: חתך 185 ממ"ר עובר את התנאי In ≤ I'z אך נכשל בתנאי השני: זרם השימוט של הנתיך, 200 אמפר, עולה על פי 1.45 מן הזרם המתוקן, שהם 198 אמפר.
- תשובה 3: חתך 150 ממ"ר נותן זרם מתוקן 122 אמפר, קטן מזרמו הנקוב של הנתיך 125 אמפר.
- תשובה 4: נתיך 100 אמפר קטן מזרם העבודה 120 אמפר, ומלבד זאת הכבל הקיים עצמו כבר אינו עומד בזרם המתוקן.
שאלה 226קוד 08094ודאות מלאה
מוליך בעל שטח חתך אחיד מונח לאורך כמה קטעים, שבהם שוררים תנאים שונים. כיצד יש לבחור את ערך הזרם המרבי המותר של המוליך לעניין בחינת ההתאמה של מבטח לדרישות התקנות להגנה מפני זרם העמסת יתר בלבד?
יש לבחון את ערכו של זרם העמסה המרבי לכל מקטע ולבחור את הערך הנמוך ביותר עבור כל המקטעים.
יש לבחון את ערכו של זרם העמסה המרבי לכל מקטע ולבחור את הערך הממוצע עבור כל המקטעים.
יש לבחון את ערכו של זרם העמסה המרבי לכל מקטע ולבחור את הערך הגבוה ביותר עבור כל המקטעים.
יש לבחון את ערכו של זרם העמסה המרבי בהתאם למקטע הארוך ביותר.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
כאשר מוליך אחיד עובר מקטעים בעלי תנאים שונים, מקדמי התיקון שונים בכל מקטע ולכן מתקבל זרם מרבי מתוקן שונה לכל מקטע. המבטח חייב להגן על החוליה החלשה ביותר בשרשרת, ולכן התקנה קובעת במפורש שייבחר הערך הנמוך ביותר מבין כל המקטעים.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ו-2015, תקנה 6
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
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: ערך ממוצע מותיר את המקטע החם ביותר ללא הגנה, ואינו מופיע בתקנות.
- תשובה 3: בחירת הערך הגבוה ביותר היא ההפך מדרישת התקנה ומעמיסה יתר על המקטע החלש.
- תשובה 4: אורך המקטע אינו הקריטריון. הקריטריון הוא הזרם המרבי המתוקן הנמוך ביותר, בכל מקטע שהוא.
שאלה 227קוד 08095ודאות מלאה
מוליכי מעגל סופי בחתך 2.5 ממ"ר, בדירת מגורים מוגנים מפני זרם יתר באמצעות מא"ז עם זרם נקוב של 16 אמפר. האם מותר להסתעף מהמעגל הנתון עם מוליכים בחתך 1.5 ממ"ר להזנת גוף תאורה חד מופעי בהספק של 500 וואט?
הסתעפות זו מותרת.
הסתעפות זו אסורה מאחר ובכל ירידה של החתך יש לבחור מבטח בהתאם.
הסתעפות זו מותרת ובתנאי שלא תעלה על 3 מטרים.
הסתעפות זו אסורה מאחר והזרם הצפוי עולה על כושר העמסה של המוליך.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
התקנות מתירות במפורש הסתעפות כזו בדירת מגורים, בשלושה תנאים שכולם מתקיימים כאן: המעגל מוגן במבטח של 16 אמפר, ההסתעפות היא ממוליך 2.5 ממ"ר למוליך 1.5 ממ"ר, וההסתעפות מיועדת לתאורה בלבד. הזרם הצפוי של גוף תאורה חד-מופעי בהספק 500 וואט הוא כשני אמפר, הרבה מתחת לתקרה של 10 אמפר.
חישוב
I = PV = 500230 ≈ 2.2 A < 10 A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ו-2015, תקנה 11
במעגל של דירת מגורים, המוגן באמצעות מבטח בעל זרם נקוב של 16 אמפר, יכול שיסתעף ממוליך בחתך של 2.5 ממ"ר, מוליך בחתך של 1.5 ממ"ר לתאורה בלבד, בתנאי שהזרם הצפוי בהסתעפות אינו עולה על 10 אמפר
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: הכלל הכללי אמנם מחייב מבטח בכל הקטנת כושר העמסה, אך התקנה קובעת חריג מפורש לדירת מגורים בדיוק במקרה הזה.
- תשובה 3: מגבלת שלושת המטרים נוגעת לפטור מהגנה נוספת בפני זרם קצר, ואינה תנאי להיתר ההסתעפות לתאורה.
- תשובה 4: הזרם הצפוי הוא כ-2.2 אמפר, נמוך בהרבה מן התקרה של 10 אמפר שקובעת התקנה, ולכן הנימוק אינו מתקיים.
שאלה 242קוד 22032ודאות מלאה
מרכז מסחרי כולל מספר מבנים המוזנים במתח נמוך מתחנת טרנספורמציה, הנמצאת במבנה ייעודי. ההזנה מתחנת הטרנספורמציה אל הלוחות הראשיים שבכל אחד מהמבנים, מבוצעת באמצעות כבלים תלת-מופעיים רב גידיים הטמונים במישרין באדמה. כבלי ההזנה היוצאים מהלוח הראשי שבתחנה (אל המבנים) מוגנים באמצעות נתיכים. נדרש לתכנן קו הזנה ללוח ראשי של אחד המבנים בהתחשב בנתונים הבאים: • הטמפרטורה האופפת של האדמה היא 30 מעלות צלסיוס. • ההתנגדות התרמית הסגולית של האדמה היא 2.5 מעלות קלווין * מ/וואט. • מאפייני העומס המרבי התלת-מופעי המוזן מהלוח הראשי במבנה: P = 70 kW, cos φ = 0.9. • הכבל מונח בתוואי נפרד משאר הכבלים היוצאים מתחנת הטרנספורמציה (כבל יחיד.) • הכבל שיזין את המבנה הוא כבל רב גידי עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90 מעלות צלזיוס. מהו שטח חתך הכבל הנדרש להזנת הלוח הראשי במבנה? מהו הזרם הנקוב של המבטח המתאים להגנת הכבל בפני זרם העמסת יתר?
S = 240 mm², In = 200 A
S = 95 mm², In = 125 A
S = 70 mm², In = 100 A
S = 70 mm², In = 125 A
התשובה הנכונה: 2
הסבר
תנאי ההתקנה בשאלה זהים לתנאי הייחוס של הטבלאות — קרקע ב-30 מעלות והתנגדות תרמית סגולית 2.5 — והכבל מונח בתוואי נפרד, ולכן אין מקדמי תיקון והזרם המתוקן שווה לזרם שבטבלה. זרם העבודה נגזר מן ההספק: 70 קילו-וואט חלקי מכפלת שורש שלוש, 400 וולט ומקדם ההספק 0.9, כלומר כ-112 אמפר. הנתיך התקני הראשון שאינו קטן ממנו הוא 125 אמפר. מכאן נבחר החתך לפי שני התנאים: חתך 70 ממ"ר נותן 128 אמפר ועובר את התנאי הראשון, אך נכשל בשני — זרם השימוט של הנתיך, פי 1.6 מזרמו הנקוב, הוא 200 אמפר, בעוד פי 1.45 מן הזרם המתוקן הם 186 אמפר בלבד. חתך 95 ממ"ר נותן 153 אמפר ועובר את שני התנאים.
חישוב
Ib = 70,000√3 × 400 × 0.9 = 112A
נתיך תקני: In = 125A
70 ממ"ר: I'z = 128A
I2 = 1.6 × 125 = 200A > 1.45 × 128 = 186A ✘
95 ממ"ר: I'z = 153A
112 ≤ 125 ≤ 153 ✔
200 ≤ 1.45 × 153 = 222 ✔
מסקנה: S = 95 ממ"ר, In = 125A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלה 90.6
אלומיניום, מעגל תלת־מופעי, בידוד 90°C, הטמנה במישרין באדמה: 70 ממ"ר – 128A ; 95 ממ"ר – 153A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: חתך 240 ממ"ר ונתיך 200 אמפר גדולים בהרבה מן הנדרש; הנתיך אף גדול מדי ביחס לזרם העבודה.
- תשובה 3: נתיך 100 אמפר קטן מזרם העבודה 112 אמפר, בניגוד לתנאי Ib ≤ In.
- תשובה 4: חתך 70 ממ"ר עם נתיך 125 אמפר נכשל בתנאי I2 ≤ 1.45 × I'z.
שאלה 243קוד 22032ודאות מלאה
מרכז מסחרי כולל מספר מבנים המוזנים במתח נמוך מתחנת טרנספורמציה, הנמצאת במבנה ייעודי. ההזנה מתחנת הטרנספורמציה אל הלוחות הראשיים שבכל אחד מהמבנים, מבוצעת באמצעות כבלים תלת-מופעיים רב גידיים הטמונים במישרין באדמה. כבלי ההזנה היוצאים מהלוח הראשי שבתחנה (אל המבנים) מוגנים באמצעות נתיכים. נדרש לתכנן קו הזנה ללוח ראשי של אחד המבנים בהתחשב בנתונים הבאים: • הטמפרטורה האופפת של האדמה היא 30 מעלות צלסיוס. • ההתנגדות התרמית הסגולית של האדמה היא 2.5 מעלות קלווין*מטר/וואט. • מאפייני העומס המרבי התלת-מופעי המוזן מהלוח הראשי במבנה: P = 150 kW, cos φ = 0.9. • הכבל מונח בתוואי נפרד משאר הכבלים היוצאים מתחנת הטרנספורמציה (כבל יחיד.) • הכבל שיזין את המבנה הוא כבל רב גידי עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90 מעלות צלזיוס. מהו שטח חתך הכבל הנדרש להזנת הלוח הראשי במבנה? מהו הזרם הנקוב של המבטח המתאים להגנת הכבל בפני זרם העמסת יתר?
S = 240 mm², In = 200 A
S = 185 mm², In = 250 A
S = 240 mm², In = 235 A
S = 300 mm², In = 250 A
התשובה הנכונה: 4
הסבר
תנאי ההתקנה זהים לתנאי הייחוס ואין מקדמי תיקון. זרם העבודה: 150 קילו-וואט חלקי מכפלת שורש שלוש, 400 וולט ומקדם ההספק 0.9, כלומר כ-241 אמפר. הנתיך התקני הראשון שאינו קטן ממנו הוא 250 אמפר. חתך 240 ממ"ר נותן 253 אמפר ועובר בקושי את התנאי הראשון, אך נכשל בשני: זרם השימוט של הנתיך הוא 400 אמפר, בעוד פי 1.45 מן הזרם המתוקן הם 367 אמפר. חתך 300 ממ"ר נותן 286 אמפר, ופי 1.45 ממנו הם 415 אמפר — גדול מ-400. לכן החתך הנדרש הוא 300 ממ"ר עם נתיך 250 אמפר.
חישוב
Ib = 150,000√3 × 400 × 0.9 = 241A
נתיך תקני: In = 250A
240 ממ"ר: I'z = 253A
I2 = 1.6 × 250 = 400A > 1.45 × 253 = 367A ✘
300 ממ"ר: I'z = 286A
241 ≤ 250 ≤ 286 ✔
400 ≤ 1.45 × 286 = 415 ✔
מסקנה: S = 300 ממ"ר, In = 250A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלה 90.6
אלומיניום, מעגל תלת־מופעי, בידוד 90°C, הטמנה במישרין באדמה: 185 ממ"ר – 219A ; 240 ממ"ר – 253A ; 300 ממ"ר – 286A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: נתיך 200 אמפר קטן מזרם העבודה 241 אמפר, בניגוד לתנאי Ib ≤ In.
- תשובה 2: חתך 185 ממ"ר נושא 219 אמפר בלבד, פחות מזרמו הנקוב של הנתיך 250 אמפר.
- תשובה 3: 235 אמפר אינו ערך נתיך תקני, והוא אף קטן מזרם העבודה 241 אמפר.
שאלה 272קוד 22035ודאות מלאה
במפעל תעשייתי גדול המקבל אספקה במתח גבוה הוחלט על הקמת פס ייצור חדש. נדרש לתכנן קו הזנה ללוח של פס הייצור החדש בהתחשב בנתונים הבאים: • מאפייני העומס המרבי התלת-מופעי של פס הייצור המוזן מהלוח: P = 185 kW, cos φ = 0.91. • הלוח יוזן באמצעות כבל רב-גידי עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90 מעלות צלסיוס. • כבל ההזנה ללוח יונח על סולם כבלים ייעודי עבורו וללא כבלים נוספים. • המבטח שישמש להגנה על כבל ההזנה ללוח יוגן בפני זרם יתר על ידי נתיך. • הטמפרטורה האופפת סביב הכבל היא 35 מעלות צלסיוס. מהו חתך הכבל הנדרש להזנת הלוח של פס הייצור החדש ומהו הזרם הנקוב של המבטח המתאים להגנת הכבל בפני זרם העמסת יתר?
S = 150 mm², In = 300 A
S = 185 mm², In = 315 A
S = 150 mm², In = 315 A
S = 240 mm², In = 315 A
התשובה הנכונה: 4
הסבר
זרם העבודה הוא כ-293 אמפר, והנתיך התקני הראשון שאינו קטן ממנו הוא 315 אמפר. הכבל מונח לבדו על סולם ייעודי ב-35 מעלות, ולכן אין מקדמי תיקון. המבטח הוא נתיך, ולנתיך זרם הבדיקה הגבוה הוא פי 1.6 מן הזרם הנקוב: 504 אמפר. התנאי I2 ≤ 1.45 × I'z מחייב אפוא זרם מתמיד מתוקן של 348 אמפר לפחות. בטבלה 90.7, אלומיניום תלת-מופעי, חתך 185 ממ״ר נושא 333 אמפר בלבד ואינו עומד בתנאי; חתך 240 ממ״ר נושא 393 אמפר ועומד בו.
חישוב
Ib = 185,000√3 × 400 × 0.91 ≈ 293 A ⇒ In = 315 A (נתיך). c = 1. I2 = 1.6 × 315 = 504 A ⇒ I'z ≥ 5041.45 ≈ 348 A. 185 ממ״ר: 333 A ✘
240 ממ״ר: 393 A ✔ (1.45 × 393 = 570 ≥ 504).
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c. ערכים של I2 לסוגים שונים של מבטחים הם: נתיך – 1.6 × In ; מפסק אוטומטי זעיר (מא״ז) – 1.45 × In ; מפסק אוטומטי הניתן לכוונון – 1.3 × In.
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת שנייה, טבלה 90.7
כבלים רב־גידיים על סולם כבלים, אלומיניום, מעגל תלת־מופעי, בידוד 90°C: 185 ממ"ר – 333A ; 240 ממ"ר – 393A.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: נתיך של 300 אמפר אינו זרם תקני, וחתך 150 ממ״ר נושא 292 אמפר בלבד.
- תשובה 2: בחתך 185 ממ״ר תנאי זרם הבדיקה של הנתיך אינו מתקיים: 504 > 1.45 × 333 = 483.
- תשובה 3: חתך 150 ממ״ר נושא פחות מזרם העבודה.
שאלה 273קוד 22035ודאות מלאה
הנהלת המפעל החליטה על הקמת פס ייצור חדש. לצורך הפעלת פס הייצור, נדרש לתכנן קו הזנה ללוח המשנה שלו בהתחשב בנתונים הבאים: • מאפייני העומס המרבי התלת-מופעי של קו הייצור המוזן מהלוח: P = 185 kW, cos φ = 0.91. • הלוח יוזן באמצעות כבל רב-גידי עם מוליכי נחושת ובידוד 90 מעלות צלסיוס. • כבל ההזנה ללוח יונח על סולם כבלים בשכבה אחת עם שלושה כבלים נוספים. • המבטח שישמש להגנה על כבל ההזנה ללוח יוגן בפני זרם יתר על ידי נתיך. • הטמפרטורה האופפת סביב הכבל היא 40 מעלות צלסיוס. מהו שטח חתך הכבל הנדרש להזנת הלוח של פס הייצור החדש, ומהו הזרם הנקוב של המבטח המתאים להגנה על הכבל בפני זרם העמסת יתר?
S = 150 mm², In = 300 A
S = 185 mm², In = 315 A
S = 150 mm², In = 315 A
S = 240 mm², In = 315 A
התשובה הנכונה: 4
הסבר
זרם העבודה הוא כ-293 אמפר, והנתיך התקני הוא 315 אמפר. המקדם המשוקלל הוא 0.95 לטמפרטורה של 40 מעלות כפול 0.80 לארבעה כבלים בשכבה אחת על סולם, כלומר 0.76. המבטח הוא נתיך, ולכן זרם הבדיקה הגבוה הוא פי 1.6 מן הזרם הנקוב, 504 אמפר, והתנאי I2 ≤ 1.45 × I'z מחייב זרם מתמיד מתוקן של 348 אמפר לפחות. בטבלה 90.7, נחושת תלת-מופעי, חתך 185 ממ״ר נותן 438 × 0.76 = 333 אמפר — אינו מספיק; חתך 240 ממ״ר נותן 516 × 0.76 = 392 אמפר — מספיק.
חישוב
Ib ≈ 293 A ⇒ In = 315 A (נתיך). c = 0.95 × 0.80 = 0.76. I'z ≥ 1.6 × 3151.45 ≈ 348 A. 185 ממ״ר: 438 × 0.76 = 333 A ✘
240 ממ״ר: 516 × 0.76 = 392 A ✔.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c. ערכים של I2 לסוגים שונים של מבטחים הם: נתיך – 1.6 × In ; מפסק אוטומטי זעיר (מא״ז) – 1.45 × In ; מפסק אוטומטי הניתן לכוונון – 1.3 × In.
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת ראשונה, טבלאות 1 ו-4; תוספת שנייה, טבלה 90.7
טבלה 1: בידוד 90°C, 40°C – 0.95. טבלה 4: כבלים בשכבה אחת על סולם, 4 כבלים – 0.80. טבלה 90.7, נחושת, מעגל תלת־מופעי: 185 ממ"ר – 438A ; 240 ממ"ר – 516A.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: נתיך של 300 אמפר אינו זרם תקני, וחתך 150 ממ״ר אינו מספיק.
- תשובה 2: בחתך 185 ממ״ר תנאי זרם הבדיקה של הנתיך אינו מתקיים.
- תשובה 3: חתך 150 ממ״ר נותן כ-291 אמפר, פחות מזרם העבודה.
שאלה 280קוד 22036ודאות מלאה
לוח חשמל משני במתח נמוך במבנה תעשייתי מוזן מהלוח הראשי בכבל תלת מופעי רב גידי עם מוליכי אלומיניום בעלי בידוד 70 מעלות צלסיוס. הכבל מוגן ביציאה מהלוח הראשי באמצעות מבטח להגנה בפני זרם קצר בלבד. באיור שלהלן מוצג אופיין"זרם-זמן"של המבטח המגן על כבל הזינה ללוח הנ"ל. בהסתמך על אופיין זה ובהתאם לדרישת התקנות להגנה מפני זרם קצר בלבד, מהו שטח החתך המינימלי הסטנדרטי של כבל שיש לבחור, בכדי שיתפתח במעגל זה זרם קצר שיסולק בוודאות תוך 3 שניות?
S = 150 mm².
S = 70 mm².
S = 120 mm².
S = 95 mm².
התשובה הנכונה: 3
הסבר
הכבל מוגן בפני זרם קצר בלבד, ולכן קובעת התקנה שחתך המוליך והמבטח יותאמו כך שבזרם קצר ינותק המעגל בתוך הזמן המתקבל מן הנוסחה, שבה t הוא ריבוע היחס בין מכפלת המקדם k בחתך לבין זרם הקצר. מן האופיין שבתרשים קוראים את הזרם שבו הפסקת המבטח מובטחת בתוך שלוש שניות: הגבול האיטי של רצועת האופיין חוצה את שלוש השניות בכ-5 קילו-אמפר, ולכן זהו הזרם שחייב להתפתח כדי שהניתוק ייעשה בוודאות בזמן זה. עבור מוליכי אלומיניום בבידוד 70 מעלות המקדם k הוא 76, ומהצבה בנוסחה מתקבל חתך מזערי של כ-114 ממ"ר; החתך התקני הבא הוא 120 ממ"ר.
חישוב
מן האופיין: הפסקה מובטחת בתוך 3 שניות בזרם של כ-5 kA
מן הנוסחה t = (k·SIk)² ⟹ S ≥ Ik·√tk
S ≥ 5000 × √376 = 5000 × 1.73276 = 114 ממ"ר
החתך התקני הבא: 120 ממ"ר
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 10(א)
חתך מוליכי המעגל ומבטחו יותאמו כך שבזרם קצר ינותק המעגל על ידי מבטחו בתוך זמן שלא יעלה על הזמן המתקבל מהנוסחה שלהלן, אך לא יותר מאשר 5 שניות [...] t = (k·S / Ik min)² [...] k – מקדם לפי הטבלה שלהלן: נחושת – 115 (בידוד 70°C) ו-143 (בידוד 90°C); אלומיניום – 76 (בידוד 70°C) ו-94 (בידוד 90°C)
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 150 ממ"ר גדול מן הנדרש; 120 ממ"ר כבר עומד בתנאי.
- תשובה 2: 70 ממ"ר נותן זמן מותר של כ-1.1 שניות בלבד בזרם זה — הכבל היה נפגע לפני שהמבטח מפסיק.
- תשובה 4: 95 ממ"ר מתקבל אם קוראים את הגבול המהיר של רצועת האופיין, כ-4 קילו-אמפר; אך השאלה דורשת סילוק ודאי בתוך שלוש שניות, ולכן יש לקרוא את הגבול האיטי.
שאלה 281קוד 22036ודאות מלאה
לוח חשמל במתח נמוך במבנה תעשייתי מוזן מלוח ראשי בכבל תלת מופעי רב גידי עם מוליכי נחושת ובידוד 90 מעלות צלסיוס. הכבל מוגן ביציאה מהלוח הראשי באמצעות מבטח להגנה בפני זרם קצר בלבד. באיור שלהלן מוצג אופיין"זרם-זמן"של מבטח המגן על כבל הזינה ללוח הנ"ל. אם ייבחר כבל זינה בחתך מינימלי, זרם הקצר המינימלי שיתפתח במעגל הזינה ללוח במבנה ינותק בוודאות תוך 3 שניות, על פי האופיין של המבטח המופיע להלן. בהתאם לנתונים הנ"ל, מהו החתך המינימלי הסטנדרטי של הכבל המתאים לדרישות התקנות להגנה מפני זרם קצר בלבד?
S = 95 mm²
S = 70 mm².
S = 120 mm².
S = 85 mm²
התשובה הנכונה: 2
הסבר
כשהכבל מוגן בפני זרם קצר בלבד, קובעת התקנה שחתך המוליך והמבטח יותאמו כך שבזרם קצר ינותק המעגל בתוך הזמן המתקבל מן הנוסחה שבה הזמן הוא ריבוע היחס בין מכפלת המקדם k בחתך לבין זרם הקצר. מן האופיין שבתרשים עולה שהפסקה מובטחת בתוך שלוש שניות בזרם של כ-5 קילו-אמפר. לכבל נחושת בבידוד 90 מעלות המקדם k הוא 143 — גבוה בהרבה מזה של אלומיניום בבידוד 70 מעלות — ולכן החתך הנדרש קטן יותר: כ-61 ממ"ר, והחתך התקני הבא הוא 70 ממ"ר. ההבדל בין שני המקדמים משקף את יכולת הנחושת לספוג חום רב יותר ואת עמידות בידוד ה-90 מעלות בטמפרטורה גבוהה יותר.
חישוב
מן האופיין: הפסקה מובטחת בתוך 3 שניות בזרם של כ-5 kA
S ≥ Ik·√tk = 5000 × 1.732143 = 61 ממ"ר
החתך התקני הבא: 70 ממ"ר
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 10(א)
חתך מוליכי המעגל ומבטחו יותאמו כך שבזרם קצר ינותק המעגל על ידי מבטחו בתוך זמן שלא יעלה על הזמן המתקבל מהנוסחה שלהלן [...] t = (k·S / Ik min)² [...] k – מקדם לפי הטבלה שלהלן: נחושת – 115 (בידוד 70°C) ו-143 (בידוד 90°C); אלומיניום – 76 (בידוד 70°C) ו-94 (בידוד 90°C)
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 95 ממ"ר גדול מן הנדרש לנחושת בבידוד 90 מעלות.
- תשובה 3: 120 ממ"ר הוא החתך הנדרש לאלומיניום בבידוד 70 מעלות באותם נתונים, ולא לנחושת בבידוד 90 מעלות.
- תשובה 4: 85 ממ"ר אינו חתך תקני.
שאלה 286קוד 08098ודאות מלאה
מעגל מזין לוח משנה באמצעות כבל מסוג N2XY, בחתך של 150 מ"מ המותקן באדמה. המעגל מוגן באמצעות מפסק אוטומטי הניתן לכוונון כמתואר באיורים שלהלן. בלוח המשנה הותקן מנתק ראשי בגודל 250A, והעומס המרבי שחושב בלוח זה הוא 200A. איזו מבין האפשרויות הבאות מהווה כוונון נכון של המפסק המגן על מעגל זה?
תמונה מספר 1.
תמונה מספר 2.
תמונה מספר 3.
תמונה מספר 4.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
כוונון ההגנה בפני העמסת יתר חייב להיות גדול מן העומס המרבי המחושב, 200 אמפר, ומצד שני לא לעלות על כושר ההעמסה של החוליה החלשה במעגל. כאן החוליה החלשה אינה הכבל — כבל 150 ממ"ר באדמה נושא יותר מ-250 אמפר — אלא המנתק הראשי שבלוח המשנה, שגודלו 250 אמפר. הכוונון האפקטיבי הוא מכפלת Io ב-Ir. בתמונה 2 מכוונן Io ל-230 אמפר, ומכפלתו במקדם שעל חוגת Ir נותנת כ-225 אמפר — בין 200 ל-250, כנדרש.
חישוב
עומס מרבי 200 A ≤ כוונון ≤ 250 A (המנתק בלוח המשנה)
תמונה 2: Io = 230 A × Ir ≈ 0.98 ⟸ כ-225 A ✔
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ו-2015, תקנה 6
אם מוליך בחתך אחיד עובר כמה קטעים שבהם שוררים תנאים שונים [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (מעגלים סופיים הניזונים במתח עד 1000 וולט), התשמ"ד-1983, תקנה 5
ציוד חשמלי של מעגל סופי יותאם לזרם הנקוב של המבטח המגן על המעגל, למתח הנקוב ולתדר הנקוב של המעגל
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: בתמונה 1 מכוונן Io ל-180 אמפר, ולאחר הכפלה במקדם מתקבלים כ-176 אמפר — פחות מן העומס המרבי של 200 אמפר, כך שהמפסק ינתק בעבודה תקינה.
- תשובה 3: בתמונה 3 מכוונן Io ל-360 אמפר, כלומר כ-353 אמפר — הרבה מעל המנתק של 250 אמפר שבלוח המשנה.
- תשובה 4: בתמונה 4 מכוונן Io ל-280 אמפר, כלומר כ-274 אמפר — עדיין מעל 250 אמפר.
שאלה 288קוד 08098ודאות מלאה
מעגל מזין לוח משנה באמצעות כבל תלת פאזי מסוג N2XY, בחתך של 300 ממ"ר המותקן באדמה ובעל זרם מתמיד מרבי המתאים בצורת התקנתו לזרם של- 368A. המעגל מוגן באמצעות מפסק אוטומטי הניתן לכוונון כמתואר באיורים להלן. בלוח משנה הותקן מנתק ראשי בגודל 3X320A, כאשר העומס המרבי הצפוי הוא 180kW מקדם ההספק=(1.) איזו מבין האפשרויות הבאות מהווה כוונון נכון של המפסק המגן על מעגל זה?
תמונה מספר 1.
תמונה מספר 2.
תמונה מספר 3.
תמונה מספר 4.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
תחילה מחשבים את זרם העומס: 180 קילו-וואט במתח 400 וולט תלת-מופעי ובמקדם הספק אחד נותנים כ-260 אמפר. הכוונון חייב להיות גדול מזה, ומצד שני לא לעלות על המנתק הראשי שבלוח המשנה, 320 אמפר, וגם לא על הזרם המתמיד המרבי של הכבל, 368 אמפר. החלון הוא אפוא בין 260 ל-320 אמפר. בתמונה 4 מכוונן Io ל-280 אמפר, וההכפלה במקדם נותנת כ-274 אמפר — בתוך החלון.
חישוב
I = P√3 · V · cos φ = 1800001.732 × 400 × 1 ≈ 260 A
260 A ≤ כוונון ≤ 320 A (המנתק) ≤ 368 A (הכבל)
תמונה 4: Io = 280 A × Ir ≈ 0.98 ⟸ כ-274 A ✔
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ו-2015, תקנה 6
אם מוליך בחתך אחיד עובר כמה קטעים שבהם שוררים תנאים שונים [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (מעגלים סופיים הניזונים במתח עד 1000 וולט), התשמ"ד-1983, תקנה 5
ציוד חשמלי של מעגל סופי יותאם לזרם הנקוב של המבטח המגן על המעגל, למתח הנקוב ולתדר הנקוב של המעגל
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: בתמונה 1 מכוונן Io ל-180 אמפר, כלומר כ-176 אמפר — נמוך מזרם העומס של 260 אמפר, והמפסק ינתק בעבודה תקינה.
- תשובה 2: בתמונה 2 מכוונן Io ל-230 אמפר, כלומר כ-225 אמפר — עדיין נמוך מזרם העומס.
- תשובה 3: בתמונה 3 מכוונן Io ל-360 אמפר, כלומר כ-353 אמפר — מעל המנתק של 320 אמפר שבלוח המשנה.
שאלה 315קוד 06029ודאות מלאה
מתקן תלת מופעי מוגן באמצעות נתיכים בעלי זרם נומינלי של 400 אמפר. המתקן מוזן באמצעות כבלי אלומיניום רב גידיים בעל בידוד XLPE. הכבלים מותקנים בצמוד אחד לשני בתוך צינורות באדמה כאשר הטמפרטורה האופפת באדמה היא 35 מעלות צלסיוס. מהו שטח חתך מוליכי הכבלים הנדרש במקרה זה?
2 כבלים בשטח חתך של 300 ממ"ר כל אחד.
2 כבלים בשטח חתך של 185 ממ"ר כל אחד.
כבל בודד בשטח חתך של 300 ממ"ר.
2 כבלים בשטח חתך של 240 ממ"ר כל אחד.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
הכבלים רב-גידיים, מאלומיניום, בבידוד XLPE, וכל אחד בצינור נפרד באדמה. לכן ערכי הזרם נלקחים מטבלת ההתקנה באדמה לבידוד 90 מעלות. מקדמי התיקון הם 0.96 לטמפרטורת קרקע של 35 מעלות, ו-0.85 לשני צינורות צמודים. בתנאי הראשון, זרם הנתיך (400 אמפר) לא יעלה על הזרם המתוקן. בתנאי השני, זרם הבדיקה של נתיך, פי 1.6 מזרמו הנקוב, לא יעלה על פי 1.45 מן הזרם המתוקן. לכן הזרם המתוקן הכולל צריך להיות 441 אמפר לפחות. שני כבלים של 240 ממ"ר עומדים בתנאי הראשון ונכשלים בשני, ושני כבלים של 300 ממ"ר עומדים בשניהם.
חישוב
c = 0.96 × 0.85 = 0.816
דרישה: I'z ≥ 400 A וגם I'z ≥ 1.6 × 4001.45 = 441 A
2 × 185: 2 × 219 × 0.816 = 357 A ✗
2 × 240: 2 × 253 × 0.816 = 413 A — עומד ב-400 אך לא ב-441 ✗
2 × 300: 2 × 286 × 0.816 = 467 A ✓
1 × 300: 286 × 0.96 = 275 A ✗
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6(א)
Ib ≤ In ≤ I'z; I2 ≤ 1.45 × I'z; I'z = Iz × c ... נתיך – 1.6 × In
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת ראשונה, טבלאות 2 ו-7; תוספת שנייה, טבלה 90.6
טמפרטורת קרקע 35°C, בידוד 90°C – 0.96; שני צינורות צמודים לכבלים רב-גידיים – 0.85; אלומיניום תלת-מופעי: 185 ממ״ר – 219 A, 240 ממ״ר – 253 A, 300 ממ״ר – 286 A.
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6
ערכים של I2 לסוגים שונים של מבטחים: נתיך שזרמו הנקוב גדול מ-25 אמפר — 1.6 × In; נתיך שזרמו הנקוב בין 10 ל-25 אמפר — 1.75 × In; מפסק אוטומטי זעיר (מא"ז) — 1.45 × In; מפסק אוטומטי הניתן לכוונון — 1.3 × In.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: שני כבלים של 185 ממ"ר נותנים 357 אמפר בלבד, פחות מזרם הנתיך.
- תשובה 3: כבל בודד של 300 ממ"ר נותן 275 אמפר בלבד.
- תשובה 4: שני כבלים של 240 ממ"ר (413 אמפר) עומדים בתנאי הראשון בלבד ונכשלים בתנאי זרם הבדיקה של הנתיך.
שאלה 428קוד 22073ודאות מלאה
במבנה שבו פועלת חברת היי-טק יש צורך בהוספת לוח חשמל עם מא"זים להגנה על מעגלים חד-מופעיים להזנת ציוד מחשוב. במסגרת התכנון עלתה סברה שצפוי במעגלים האמורים זרם העמסה משמעותי גם במוליכי האפס. האם מותר על פי התקנות להתקין מא"ז לניתוק מוליך האפס במקרה של הופעת זרם העמסת יתר?
על פי התקנות אסור להתקין מבטח לניתוק מוליך האפס או מוליך ההארקה.
מותר, אך אין צורך בכך מפני שזרם העמסה של מוליך האפס לא יעלה בשום מקרה מעבר לזרם העבודה, שעבורו תוכנן המעגל.
מותר, בתנאי שמוליך האפס ינותק יחד עם מוליך המופע של אותו מעגל.
מותר רק אם קיים מבטח להגנה על מוליך האפס בקו הזינה ללוח החשמל המדובר.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
התקנות מונות את מוליך האפס ברשימת המקומות שבהם לא יותקן מבטח, ומיד מסייגות: אלא אם כן המבטח מפסיק בו-זמנית גם את שאר מוליכי המופעים. מכאן שהתשובה לשאלה חיובית ומותנית — מותר להתקין מבטח שינתק את מוליך האפס, ובלבד שינותק יחד עם מוליך המופע של אותו מעגל. הטעם הוא הסכנה שבניתוק אפס לבדו: המכשירים היו נשארים מחוברים למופע דרך אפס פתוח, ועל נקודת האפס היה מופיע מתח מסוכן. הסברה שהעלה המתכנן בדבר זרם משמעותי במוליכי האפס נכונה כשלעצמה — בעומסי מחשוב זורמות הרמוניות משולשות המצטברות באפס — אך התשובה לה אינה מבטח נפרד באפס.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 12
לא יותקן מבטח במקומות אלה: במוליך PEN; במוליך האפס (N) אלא אם כן המבטח מפסיק בו־זמנית גם את שאר מוליכי המופעים; במוליך הארקה (PE)
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 3(ג)
חתך מוליך אפס (N) יהיה כזה שימנע חימום יתר של מוליך זה
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: האיסור על מוליך ההארקה אכן מוחלט, אך על מוליך האפס הוא מסויג בתנאי ההפסקה בו-זמנית.
- תשובה 2: בעומסי מחשוב זרם האפס יכול לעלות על זרם המופע בשל הרמוניות משולשות, ולכן הטענה שהוא לעולם לא יעלה על זרם העבודה שגויה.
- תשובה 4: מבטח בקו הזינה ללוח אינו התנאי שבתקנה. התנאי הוא ניתוק בו-זמני של כל מוליכי אותו מעגל.
שאלה 480קוד 22065ודאות מלאה
נתון שנאי מבדל חד-מופעי המשמש כמקור אספקה למעגלים מסוג זינה צפה באתר מקבוצה 2. • הספק השנאי הוא 2.5 קו"א. • הזרם הנקוב של השנאי הוא 10 אמפר. • המעגל מוגן על ידי מבטח בעל אופיין C32. • זרם הפעלה (זרם התנעה- Inrush current) הצפוי הוא 100 אמפר. מקרא: קו רצוף (אדום) – מפסק מס' 1; קו מקווקו (כחול) – מפסק מס' 2. איזה מהמפסקים, שאופייני"זרם-זמן"שלהם מתוארים באיור, מבטיח עבודה סדירה של השנאי?
המפסק המתואר בקו רצוף שבצבע אדום.
במקרה זה אסור להשתמש במפסקים כלל-אלא בנתיכים בלבד.
שני המפסקים לא מתאימים-יש לבחור במפסק בעל אופיין"זרם זמן"אחר.
המפסק המתואר בגרף המקווקו שבצבע כחול.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
שנאי מבדל מושך ברגע החיבור זרם התנעה גבוה בהרבה מזרמו הנקוב — כאן 100 אמפר מול זרם נקוב של 10 אמפר — וזרם זה חולף בתוך מילישניות. מפסק שסף הפעולה המגנטית שלו נמוך מזרם ההתנעה ישמוט בכל הפעלה, והשנאי לא יוכל לעבוד. מקריאת האופיינים שבתרשים עולה שהקו הרצוף האדום מתחיל את הקטע המגנטי שלו בזרם של כ-90 אמפר — כלומר מתחת ל-100 אמפר — ואילו הקו המקווקו הכחול מתחיל אותו בכ-300 אמפר. רק המפסק הכחול מאפשר אפוא עבודה סדירה, והוא גם התואם לאופיין C32 שנקבע למעגל: סף הפעולה המגנטית של מפסק בעל אופיין C הוא בין פי חמישה לפי עשרה מזרמו הנקוב, כלומר 160 עד 320 אמפר.
חישוב
זרם התנעה צפוי: 100A
מן האופיינים: הקו האדום — סף מגנטי כ-90A (נמוך מזרם ההתנעה) ✘
הקו הכחול — סף מגנטי כ-300A ✔
אופיין C32: סף מגנטי 5×32 עד 10×32 = 160 עד 320A — תואם לקו הכחול
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z
אופייני שימוט של מפסקים אוטומטיים זעירים — ת"י 60898 חלק 1, —
תמצית הדרישה: אופיין B – שימוט מגנטי בין פי 3 לפי 5 מהזרם הנקוב; אופיין C – בין פי 5 לפי 10; אופיין D – בין פי 10 לפי 20
תקנות החשמל (מיתקני חשמל באתרים רפואיים במתח שאינו עולה על מתח נמוך), התשע"ב-2012, תקנה 13(ג)
כל מוליך למעגל המזין בתי תקע בזינה צפה, למעט מוליך הארקה, יוגן באמצעות מפסק אוטומטי זעיר לפי תקן ישראלי ת״י 60898 חלק 1 [...] או לפי תקן ישראלי ת״י 60947 חלק 2
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: סף הפעולה המגנטית של הקו האדום נמוך מזרם ההתנעה של השנאי, והמפסק ישמוט בכל חיבור.
- תשובה 2: התקנות מחייבות דווקא מפסקים אוטומטיים במעגל המזין בתי תקע בזינה צפה, ואינן מתירות נתיכים.
- תשובה 3: אחד משני המפסקים כן מתאים, ואין צורך באופיין אחר.
שאלה 673קוד 22098ודאות מלאה
מוליך בעל שטח חתך אחיד עובר בשני מקטעים, שבהם שוררים תנאים שונים. לפי החישובים שערך המתכנן למציאת הזרם המתמיד המרבי בקטעים הנ"ל, התקבלו הערכים הבאים: I'z1 = 76 A ; I'z2 = 98 A. לעניין קיום הדרישות בתקנות החשמל, לאילו ערכים יש להתייחס בעת קביעת הזרם הנקוב של המבטח In לצורך הגנת הכבל בפני זרם העמסת יתר בלבד?
I'z = 76 A , In ≥ 98 A
I'z = 76 A , In ≤ 76 A
I'z = 98 A , In ≥ 98 A
I'z = 76 A , In ≤ 98 A
התשובה הנכונה: 2
הסבר
מוליך בחתך אחיד העובר כמה מקטעים בתנאים שונים מקבל בכל מקטע ערך זרם מתמיד מרבי מתוקן משלו. התקנות קובעות במפורש כיצד להכריע ביניהם: ייבחר הערך הנמוך ביותר. מבין 98 ו-76 אמפר נבחר אפוא 76 אמפר, וזהו ה-I'z לעניין כל התנאים שבתקנה. מכאן נגזרת מיד המסקנה השנייה: אחת מדרישות ההגנה בפני זרם העמסת יתר היא שהזרם הנקוב של המבטח לא יעלה על הזרם המתמיד המרבי המתוקן, כלומר In אינו עולה על 76 אמפר. ההיגיון פשוט — המקטע החם ביותר הוא שקובע, שכן די בו כדי שהמוליך יתחמם מעבר למותר.
חישוב
I'z = min(98, 76) = 76A
In ≤ I'z ⟹ In ≤ 76A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(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
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הכיוון הפוך: המבטח לא יעלה על הזרם המתוקן ולא יהיה גדול ממנו.
- תשובה 3: 98 אמפר הוא הערך הגבוה, והתקנה מורה לבחור דווקא בנמוך.
- תשובה 4: הערך הנבחר נכון, אך התנאי על המבטח חייב להיגזר ממנו — In עד 76 אמפר ולא עד 98.
שאלה 674קוד 22098ודאות מלאה
מוליך בעל שטח חתך אחיד עובר בשני קטעים, שבהם שוררים תנאים שונים. היחס בין האורכים של הקטעים הוא 0.7. לפי החישובים שערך המתכנן למציאת הזרם המתמיד המרבי בקטעים הנ"ל, התקבלו הערכים הבאים: I'z1 = 87 A ; I'z2 = 106 A. לעניין קיום הדרישות בתקנות החשמל, לאילו ערכים יש להתייחס בעת קביעת הזרם הנקוב של המבטח In להגנת הכבל בפני זרם העמסת יתר בלבד?
I'z = 87 A ; In ≤ 106 × 0.7 = 74 A
I'z = 106 A , In ≤ 87 A
I'z = 87 A , In ≤ 87 A
I'z = 87 A , In ≤ 87 × 0.7 = 61 A
התשובה הנכונה: 3
הסבר
הכלל זהה: מבין הערכים המתוקנים של המקטעים ייבחר הנמוך ביותר, ומכאן ש-I'z הוא 87 אמפר, והמבטח לא יעלה עליו. היחס בין אורכי המקטעים — 0.7 — אינו רלוונטי כלל: התקנה אינה משקללת את הערכים לפי אורך ואינה מכפילה בהם, שכן די במקטע קצר אחד בתנאים גרועים כדי שהמוליך יתחמם בו מעבר למותר. זהו נתון מסיח שנועד לפתות לחישוב משוקלל שאין לו בסיס בתקנות.
חישוב
I'z = min(106, 87) = 87A
In ≤ 87A (יחס האורכים 0.7 אינו נכנס לחישוב)
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(ד)
אם מוליך בחתך אחיד עובר כמה קטעים שבהם שוררים תנאים שונים, יחושב הזרם המרבי המתוקן I'z לכל אחד מהקטעים [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: התקנה אינה מכפילה את הערך ביחס האורכים, וגם הערך שנבחר בה — 106 — אינו הנמוך.
- תשובה 2: 106 אמפר הוא הערך הגבוה, והתקנה מורה לבחור בנמוך.
- תשובה 4: אין בתקנות הכפלה ביחס האורכים.
שאלה 675קוד 22099ודאות מלאה
יש לתכנן כבל להזנת לוח חשמל עם זרם עבודה מרבי Ib = 250 A. במקטע אחד הכבל יוטמן במישרין באדמה ובקטע השני, בכניסה למבנה עד להתחברות עם הלוח, הכבל יונח בתעלת כבלים משוקעת ברצפה של חדר החשמל, עם מכסה ללא פתחי אוורור. הטמפרטורה האופפת באדמה: 30°C, ההתנגדות התרמית הסגולית של האדמה היא 2.5 °C·m/W. הטמפרטורה האופפת של האוויר בתעלת כבלים שברצפה היא 35°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי נחושת ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח ומהו הזרם הנקוב של מפסק זרם הניתן לכוונון הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
S = 150 mm², In = 300 A
S = 150 mm², In = 250 A
S = 120 mm², In = 250 A
S = 95 mm², In = 250 A
התשובה הנכונה: 2
הסבר
הכבל עובר שני מקטעים, ולכל אחד מהם מחושב זרם מתמיד מרבי מתוקן משלו; הקובע הוא הנמוך שבהם. בשני המקטעים שוררים תנאי הייחוס של הטבלאות — קרקע ב-30 מעלות עם התנגדות תרמית סגולית 2.5, ואוויר ב-35 מעלות בתעלה — ולכן אין מקדמי תיקון והערכים נלקחים ישירות מן הטבלאות. המקטע המגביל הוא ההטמנה באדמה, שערכיה נמוכים מאלה של ההנחה בתעלה. לכבל נחושת בבידוד 90 מעלות במעגל תלת-מופעי: 95 ממ"ר נושא באדמה 196 אמפר ו-120 ממ"ר נושא 223 אמפר — שניהם פחות מזרם העבודה 250 אמפר; 150 ממ"ר נושא 252 אמפר, ובו מתקיים התנאי. מפסק הניתן לכוונון בזרם 250 אמפר עומד בשני התנאים: הוא אינו קטן מזרם העבודה ואינו גדול מן הזרם המתוקן.
חישוב
c = 1 בשני המקטעים (תנאי הייחוס)
המקטע המגביל: הטמנה באדמה
95 ממ"ר: 196A < 250A ✘
120 ממ"ר: 223A < 250A ✘
150 ממ"ר: 252A
250 ≤ 250 ≤ 252 ✔
I2 = 1.3 × 250 = 325 ≤ 1.45 × 252 = 365 ✔
מסקנה: S = 150 ממ"ר, In = 250A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-6(ד)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z [...] אם מוליך בחתך אחיד עובר כמה קטעים שבהם שוררים תנאים שונים [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלה 90.6
הטמנה במישרין באדמה, נחושת, מעגל תלת־מופעי, בידוד 90°C: 95 ממ"ר – 196A ; 120 ממ"ר – 223A ; 150 ממ"ר – 252A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: מפסק בכוונון 300 אמפר גדול מן הזרם המתוקן של הכבל, 252 אמפר, בניגוד לתנאי In ≤ I'z.
- תשובה 3: חתך 120 ממ"ר נושא באדמה 223 אמפר בלבד, פחות מזרם העבודה.
- תשובה 4: חתך 95 ממ"ר נושא באדמה 196 אמפר בלבד.
שאלה 677קוד 22100ודאות מלאה
יש לתכנן כבל להזנת לוח עם זרם עבודה מרבי Ib = 315 A. במקטע אחד הכבל יוטמן במישרין באדמה ובקטע השני, מהכניסה למבנה ועד להתחברות עם הלוח, הכבל יונח על גבי סולם כבלים עם 3 כבלים נוספים ללא רווח ביניהם. הטמפרטורה האופפת באדמה: 30°C ההתנגדות התרמית הסגולית של אדמה היא 2.5 °C·m/W. הטמפרטורה האופפת של האוויר סביב סולם כבלים היא 35°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח, ומהו הזרם הנקוב של מפסק זרם הניתן לכוונון, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
שני כבלים במקביל כשכל אחד מהם הוא בחתך S = 185 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 185 mm², In = 315 A
שני כבלים במקביל כשכל אחד מהם הוא בחתך S = 120 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 300 mm², In = 315 A
התשובה הנכונה: 1
הסבר
בשני המקטעים חלים מקדמי קיבוץ, ולכל מקטע מקדם משלו. במקטע הסולם מונחים הכבלים יחד עם שלושה נוספים בלא רווח, ועם שני כבלים במקביל יש שם חמישה כבלים בשכבה אחת — מקדם 0.80; הטמפרטורה 35 מעלות היא טמפרטורת הייחוס. במקטע האדמה מונחים שני הכבלים המקבילים צמודים זה לזה, ומקדם הקיבוץ לשני מעגלים צמודים באדמה הוא 0.75. כבל יחיד אינו מספיק כלל: אפילו 300 ממ"ר אלומיניום נושא באדמה 286 אמפר, פחות מזרם העבודה 315 אמפר. בשני כבלים במקביל: 120 ממ"ר נותנים באדמה 260 אמפר ו-150 ממ"ר נותנים 293 אמפר — שניהם מעט מדי; 185 ממ"ר נותנים 329 אמפר, ובהם מתקיימים שני התנאים עם מפסק המכוונן ל-315 אמפר.
חישוב
כבל יחיד 300 ממ"ר באדמה: 286A < Ib = 315A ✘
שני כבלים במקביל: באדמה מקדם 0.75
על הסולם (5 כבלים) מקדם 0.80
120 ממ"ר: 2 × 173 × 0.75 = 260A < 315A ✘
150 ממ"ר: 2 × 195 × 0.75 = 293A < 315A ✘
185 ממ"ר: באדמה 2 × 219 × 0.75 = 329A
סולם 2 × 333 × 0.80 = 533A
I'z = 329A
315 ≤ 315 ≤ 329 ✔
I2 = 1.3 × 315 = 410 ≤ 1.45 × 329 = 477 ✔
מסקנה: שני כבלים במקביל 185 ממ"ר, In = 315A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 8(א)
אם משתמשים במבטח משותף להגנת כמה מוליכים המחוברים במקביל בפני זרם העמסת יתר, יתקיימו במוליכים כל התנאים שלהלן: הם יהיו מאותו חומר; הם יהיו בחתך שווה; הם יהיו בעלי אורך שווה; אבזרי החיבור שלהם ואופן התקנתם יהיו זהים
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 4 ו-5
כבלים בשכבה אחת מותקנים על סולם או באמצעות חבקים, 4 או 5 כבלים – 0.80 ; מעגלים מכבלים רב־גידיים המונחים במישרין באדמה, 2 במרחק a = 0 (צמודים) – 0.75
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 90.6 ו-90.7
הטמנה במישרין באדמה, אלומיניום, תלת־מופעי, בידוד 90°C: 120 ממ"ר – 173A ; 150 ממ"ר – 195A ; 185 ממ"ר – 219A ; 300 ממ"ר – 286A. על סולם כבלים: 185 ממ"ר – 333A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: כבל יחיד 185 ממ"ר נושא באדמה 219 אמפר בלבד.
- תשובה 3: שני כבלים 120 ממ"ר נותנים באדמה 260 אמפר לאחר מקדם הקיבוץ, פחות מזרם העבודה.
- תשובה 4: כבל יחיד 300 ממ"ר נושא באדמה 286 אמפר בלבד — פחות מזרם העבודה.
שאלה 678קוד 22101ודאות מלאה
במפעל למזון מקורר יש לתכנן כבל הזנה ללוח משנה עם זרם עבודה מרבי של Ib = 315 A. תוואי הכבל כולל שני קטעים: בקטע הראשון הכבל מותקן על גבי סולם כבלים בחדר החשמל של המפעל יחד עם 3 כבלים נוספים ובקטע השני הוא מותקן על גבי מגש לא מחורר בתוך אולם הייצור יחד עם 4 כבלים נוספים. הטמפרטורה האופפת של האוויר בחדר החשמל היא 35°C ובחדר הייצור היא 20°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי נחושת ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח ומהו זרם הכוונון של מפסק זרם אוטומטי, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל אחד בחתך S = 150 mm², In = 300 A
כבל אחד בחתך S = 150 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 185 mm², In = 315 A
שני כבלים צמודים בחתך (כל אחד) S = 50 mm², In = 315 A
התשובה הנכונה: 3
הסבר
לכל מקטע מקדם תיקון משלו, ומכפלת המקדמים באותו מקטע היא ה-c שלו. במקטע הראשון — סולם כבלים בחדר החשמל עם שלושה כבלים נוספים, כלומר ארבעה כבלים בשכבה אחת — המקדם 0.80, והטמפרטורה 35 מעלות היא טמפרטורת הייחוס ואינה מוסיפה דבר. במקטע השני — מגש לא מחורר באולם הייצור עם ארבעה כבלים נוספים, כלומר חמישה — המקדם 0.73, ואילו הטמפרטורה הנמוכה, 20 מעלות, מוסיפה מקדם מיטיב 1.13 לבידוד 90 מעלות; מכפלתם 0.825. לכבל נחושת בבידוד 90 מעלות: 150 ממ"ר נותן במקטע הסולם 306 אמפר בלבד — פחות מזרם העבודה 315 אמפר; 185 ממ"ר נותן 350 אמפר בסולם ו-336 אמפר במגש, והנמוך שבהם, 336 אמפר, גדול מ-315.
חישוב
c₁ (סולם, 4 כבלים, 35°C) = 1.00 × 0.80 = 0.80
c₂ (מגש לא מחורר, 5 כבלים, 20°C) = 1.13 × 0.73 = 0.825
150 ממ"ר: סולם 383 × 0.80 = 306A < Ib = 315A ✘
185 ממ"ר: סולם 438 × 0.80 = 350A
מגש 407 × 0.825 = 336A
I'z = 336A
315 ≤ 315 ≤ 336 ✔
מסקנה: S = 185 ממ"ר, In = 315A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א), 6(ג) ו-6(ד)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c [...] בתנאים השונים מהאמור בפסקאות (1), (2) ו־(3) יחושב הזרם המתמיד המרבי המתוקן של המוליך I'z כמכפלה של מקדמי התיקון כמפורט בתוספת הראשונה [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 1 ו-4
טמפרטורה אופפת של האוויר 20°C, בידוד 90°C – 1.13 ; 35°C – 1.00. כבלים בשכבה אחת מותקנים על סולם, 4 כבלים – 0.80 ; כבלים בשכבה אחת על קיר, רצפה או על מגש לא מחורר, 5 כבלים – 0.73
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 90.5 ו-90.7
על סולם כבלים, נחושת, תלת־מופעי, בידוד 90°C: 150 ממ"ר – 383A ; 185 ממ"ר – 438A. על מגש לא מחורר, נחושת, תלת־מופעי, בידוד 90°C: 150 ממ"ר – 356A ; 185 ממ"ר – 407A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: חתך 150 ממ"ר נותן במקטע הסולם 306 אמפר בלבד, ואף מבטח 300 אמפר קטן מזרם העבודה 315 אמפר.
- תשובה 2: אותו כשל: 150 ממ"ר אינו נושא את זרם העבודה במקטע הסולם.
- תשובה 4: שני כבלים 50 ממ"ר נותנים במקטע הסולם, שבו הם נספרים כשני כבלים ומצטרפים אליהם שלושה — חמישה בסך הכול — 294 אמפר בלבד.
שאלה 679קוד 22100ודאות מלאה
יש לתכנן כבל להזנת לוח חשמל עם זרם עבודה מרבי Ib = 400 A. במקטע אחד הכבל יוטמן במישרין באדמה ובקטע השני, בכניסה למבנה עד להתחברות עם הלוח, הכבל יונח על גבי סולם כבלים עם 3 כבלים נוספים ללא רווח ביניהם. הטמפרטורה האופפת באדמה: 30°C. ההתנגדות התרמית הסגולית של האדמה היא 2.5 °C·m/W. הטמפרטורה האופפת של אוויר סביב סולם כבלים: 35°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח ומהו הזרם הנקוב של מפסק זרם הניתן לכוונון הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל אחד בחתך S = 185 mm², In = 400 A
שני כבלים במקביל כשכל אחד מהם הוא בחתך S = 300 mm², In = 400 A
שני כבלים במקביל כשכל אחד מהם הוא בחתך S = 240 mm², In = 400 A
כבל אחד בחתך S = 300 mm², In = 315 A
התשובה הנכונה: 2
הסבר
כבל יחיד אינו מספיק בשום חתך שהוצע: אלומיניום 300 ממ"ר נושא באדמה 286 אמפר, ואילו זרם העבודה 400 אמפר. נותרות החלופות של שני כבלים במקביל, ולהן שני מקדמי קיבוץ שונים: באדמה שני כבלים צמודים במקדם 0.75, ועל הסולם הם מצטרפים לשלושה נוספים — חמישה בסך הכול — במקדם 0.80. שני כבלים 240 ממ"ר נותנים באדמה 380 אמפר, פחות מזרם העבודה; שני כבלים 300 ממ"ר נותנים 429 אמפר, ובהם מתקיימים שני התנאים עם מפסק המכוונן ל-400 אמפר.
חישוב
כבל יחיד 300 ממ"ר באדמה: 286A < Ib = 400A ✘
כבל יחיד 185 ממ"ר: 219A ✘
שני כבלים: באדמה מקדם 0.75
על הסולם מקדם 0.80
240 ממ"ר: 2 × 253 × 0.75 = 380A < 400A ✘
300 ממ"ר: באדמה 2 × 286 × 0.75 = 429A
סולם 2 × 452 × 0.80 = 723A
I'z = 429A
400 ≤ 400 ≤ 429 ✔
I2 = 1.3 × 400 = 520 ≤ 1.45 × 429 = 622 ✔
מסקנה: שני כבלים במקביל 300 ממ"ר, In = 400A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-8(א)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; ערכים של I2: מפסק אוטומטי הניתן לכוונון – 1.3 × In [...] אם משתמשים במבטח משותף להגנת כמה מוליכים המחוברים במקביל [...] הם יהיו מאותו חומר; הם יהיו בחתך שווה; הם יהיו בעלי אורך שווה
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 4 ו-5
כבלים בשכבה אחת על סולם, 5 כבלים – 0.80 ; מעגלים מכבלים רב־גידיים המונחים במישרין באדמה, 2 במרחק a = 0 (צמודים) – 0.75
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 90.6 ו-90.7
הטמנה במישרין באדמה, אלומיניום, תלת־מופעי, בידוד 90°C: 185 ממ"ר – 219A ; 240 ממ"ר – 253A ; 300 ממ"ר – 286A. על סולם כבלים: 300 ממ"ר – 452A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: כבל יחיד 185 ממ"ר נושא באדמה 219 אמפר בלבד.
- תשובה 3: שני כבלים 240 ממ"ר נותנים באדמה 380 אמפר לאחר מקדם הקיבוץ, פחות מזרם העבודה 400 אמפר.
- תשובה 4: כבל יחיד 300 ממ"ר נושא באדמה 286 אמפר, ואף המבטח 315 אמפר קטן מזרם העבודה.
שאלה 680קוד 22100ודאות מלאה
יש לתכנן כבל להזנת לוח עם זרם עבודה מרבי Ib = 315 A. במקטע אחד הכבל יוטמן במישרין באדמה ובקטע השני, בכניסה למבנה עד להתחברות עם הלוח, הכבל יונח על גבי סולם כבלים עם 3 כבלים נוספים ללא רווח ביניהם. הטמפרטורה האופפת באדמה היא 30°C התנגדות תרמית סגולית של אדמה היא 2.5 °C·m/W. הטמפרטורה האופפת של האוויר סביב סולם כבלים היא 35°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי אלומיניום ובידוד 70°C הנדרש להזנת הלוח ומהו הזרם הנקוב של מפסק זרם הניתן לכוונון שנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
שני כבלים במקביל כשכל אחד מהם הוא בחתך S = 150 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 300 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 240 mm², In = 315 A
שני כבלים במקביל כשכל אחד מהם הוא בחתך S = 300 mm², In = 315 A
התשובה הנכונה: 4
הסבר
כבל יחיד אינו מספיק כאן בשום חתך: אלומיניום בבידוד 70 מעלות בחתך 300 ממ"ר נושא באדמה 231 אמפר בלבד, ואילו זרם העבודה 315 אמפר. נותרות החלופות של שני כבלים במקביל: באדמה חל עליהם מקדם הקיבוץ לשני מעגלים צמודים, 0.75, ועל הסולם הם מצטרפים לשלושה כבלים נוספים במקדם 0.80. שני כבלים 150 ממ"ר נותנים באדמה 237 אמפר בלבד; שני כבלים 300 ממ"ר נותנים 347 אמפר, ובהם מתקיימים שני התנאים עם מפסק המכוונן ל-315 אמפר.
חישוב
כבל יחיד 240 ממ"ר באדמה: 205A ✘
כבל יחיד 300 ממ"ר: 231A ✘ (Ib = 315A)
שני כבלים: באדמה מקדם 0.75
על הסולם מקדם 0.80
150 ממ"ר: 2 × 158 × 0.75 = 237A < 315A ✘
300 ממ"ר: באדמה 2 × 231 × 0.75 = 347A
סולם 2 × 358 × 0.80 = 573A
I'z = 347A
315 ≤ 315 ≤ 347 ✔
I2 = 1.3 × 315 = 410 ≤ 1.45 × 347 = 503 ✔
מסקנה: שני כבלים במקביל 300 ממ"ר, In = 315A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-6(ד)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; ערכים של I2: מפסק אוטומטי הניתן לכוונון – 1.3 × In [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 4 ו-5
כבלים בשכבה אחת על סולם, 5 כבלים – 0.80 ; מעגלים מכבלים רב־גידיים המונחים במישרין באדמה, 2 במרחק a = 0 (צמודים) – 0.75
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 70.6 ו-70.7
הטמנה במישרין באדמה, אלומיניום, תלת־מופעי, בידוד 70°C: 150 ממ"ר – 158A ; 240 ממ"ר – 205A ; 300 ממ"ר – 231A. על סולם כבלים: 300 ממ"ר – 358A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: שני כבלים 150 ממ"ר נותנים באדמה 237 אמפר בלבד לאחר מקדם הקיבוץ.
- תשובה 2: כבל יחיד 300 ממ"ר נושא באדמה 231 אמפר בלבד.
- תשובה 3: כבל יחיד 240 ממ"ר נושא באדמה 205 אמפר בלבד.
שאלה 681קוד 22101ודאות מלאה
במפעל למזון מקורר יש לתכנן כבל הזנה ללוח משנה עם זרם עבודה מרבי של Ib = 315 A. תוואי הכבל כולל שני קטעים: בקטע הראשון הכבל מותקן על גבי סולם כבלים בחדר החשמל של המפעל יחד עם 3 כבלים נוספים ובקטע השני הוא מותקן על גבי מגש לא מחורר בתוך אולם הייצור יחד עם 4 כבלים נוספים. הטמפרטורה האופפת של האוויר בחדר החשמל היא 35°C ובחדר הייצור: 20°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח ומהו זרם הכוונון של מפסק זרם אוטומטי, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
שני כבלים צמודים בחתך (כל אחד) S = 150 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 240 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 185 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 300 mm², In = 315 A
התשובה הנכונה: 1
הסבר
המפסק מכוונן ל-315 אמפר, ולכן נדרש זרם מתמיד מתוקן של 315 אמפר לפחות בכל אחד משני המקטעים. במקטע המגש הלא מחורר (שיטה י״ג, טבלה 90.5) כבל אלומיניום יחיד אינו מספיק: 300 ממ״ר נושא 356 אמפר, ובמקדם 1.13 × 0.73 = 0.825 רק 294 אמפר. שני כבלים של 150 ממ״ר במקביל מגדילים את מספר הכבלים בכל מקטע: על הסולם חמישה — שלושה נוספים ושניים של המעגל — מקדם 0.80; במגש שישה — מקדם 0.72 כפול 1.13, כלומר 0.814. במגש: 2 × 220 × 0.814 = 358 אמפר; על הסולם: 2 × 292 × 0.80 = 467 אמפר. שני התנאים מתקיימים, ולכן הפתרון הוא שני כבלים צמודים של 150 ממ״ר כל אחד.
חישוב
כבל יחיד: 300 ממ״ר במגש 356 × 0.825 = 294 A < 315 ✘
240 ממ״ר במגש 309 × 0.825 = 255 A ✘. שני כבלים 150 ממ״ר: סולם (5 כבלים) 2 × 292 × 0.80 = 467 A
מגש (6 כבלים, 20°C) 2 × 220 × 0.72 × 1.13 = 358 A ⇒ I'z = 358 A ≥ 315 ✔.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c. ערכים של I2 לסוגים שונים של מבטחים הם: נתיך – 1.6 × In ; מפסק אוטומטי זעיר (מא״ז) – 1.45 × In ; מפסק אוטומטי הניתן לכוונון – 1.3 × In.
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת שנייה, טבלאות 90.5 ו-90.7
טבלה 90.5 (מגש לא מחורר), אלומיניום, מעגל תלת־מופעי: 150 ממ"ר – 220A ; 240 ממ"ר – 309A ; 300 ממ"ר – 356A. טבלה 90.7 (סולם), אלומיניום, מעגל תלת־מופעי: 150 ממ"ר – 292A.
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת ראשונה, טבלאות 1 ו-4
טבלה 1: בידוד 90°C, 20°C – 1.13. טבלה 4: מגש לא מחורר, 5 כבלים – 0.73, 6 כבלים – 0.72; סולם, 5 כבלים – 0.80.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: כבל 240 ממ״ר נושא במגש כ-255 אמפר בלבד.
- תשובה 3: כבל 185 ממ״ר אינו מספיק כבר במקטע הסולם.
- תשובה 4: כבל 300 ממ״ר נושא במגש כ-294 אמפר בלבד — טבלה 90.5 נותנת לו 356 אמפר ולא יותר.
שאלה 682קוד 22102ודאות מלאה
במפעל למזון מקורר יש לתכנן כבל הזנה ללוח משנה עם זרם עבודה מרבי של Ib = 200 A. תוואי הכבל כולל שני קטעים: בקטע הראשון, הכבל מותקן על גבי סולם כבלים בחדר החשמל של המפעל יחד עם 3 כבלים נוספים. בקטע השני, הכבל מונח על גבי מגש לא מחורר בתוך אולם הייצור יחד עם 4 כבלים נוספים. הטמפרטורה האופפת של האוויר בחדר החשמל היא 35°C ובאולם הייצור היא 20°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי נחושת ובידוד 70°C הנדרש להזנת הלוח, ומהו זרם הכוונון של מפסק זרם אוטומטי, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל בחתך S = 120 mm², In = 200 A
כבל בחתך S = 95 mm², In = 200 A
כבל בחתך S = 120 mm², In = 250 A
כבל בחתך S = 120 mm², In = 160 A
התשובה הנכונה: 1
הסבר
לבידוד 70 מעלות המקדמים שונים במעט: הטמפרטורה 20 מעלות מיטיבה במקדם 1.19, ו-35 מעלות היא טמפרטורת הייחוס. בסולם ארבעה כבלים — מקדם 0.80; במגש הלא מחורר חמישה כבלים — מקדם 0.73, ובמכפלה עם הטמפרטורה 0.869. לכבל נחושת בבידוד 70 מעלות: 95 ממ"ר נותן במקטע הסולם 179 אמפר בלבד, פחות מזרם העבודה 200 אמפר; 120 ממ"ר נותן 207 אמפר בסולם ו-211 אמפר במגש, והנמוך שבהם, 207 אמפר, גדול מ-200. מפסק המכוונן ל-200 אמפר עומד בשני התנאים.
חישוב
c₁ (סולם, 4 כבלים, 35°C) = 0.80
c₂ (מגש לא מחורר, 5 כבלים, 20°C) = 1.19 × 0.73 = 0.869
95 ממ"ר: סולם 224 × 0.80 = 179A < Ib = 200A ✘
120 ממ"ר: סולם 259 × 0.80 = 207A
מגש 243 × 0.869 = 211A
I'z = 207A
200 ≤ 200 ≤ 207 ✔
I2 = 1.3 × 200 = 260 ≤ 1.45 × 207 = 300 ✔
מסקנה: S = 120 ממ"ר, In = 200A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-6(ד)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 1 ו-4
טמפרטורה אופפת של האוויר 20°C, בידוד 70°C – 1.19 ; 35°C – 1.00. כבלים בשכבה אחת על סולם, 4 כבלים – 0.80 ; כבלים בשכבה אחת על מגש לא מחורר, 5 כבלים – 0.73
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 70.5 ו-70.7
על סולם כבלים, נחושת, תלת־מופעי, בידוד 70°C: 95 ממ"ר – 224A ; 120 ממ"ר – 259A. על מגש לא מחורר: 120 ממ"ר – 243A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: חתך 95 ממ"ר נותן במקטע הסולם 179 אמפר בלבד.
- תשובה 3: כוונון 250 אמפר גדול מן הזרם המתוקן של הכבל, 207 אמפר.
- תשובה 4: כוונון 160 אמפר קטן מזרם העבודה 200 אמפר.
שאלה 683קוד 22102ודאות מלאה
במפעל למזון מקורר יש לתכנן כבל הזנה ללוח משנה עם זרם עבודה מרבי של Ib = 200 A. תוואי הכבל כולל שני קטעים: בקטע הראשון, הכבל מותקן על גבי סולם כבלים בחדר החשמל של המפעל יחד עם 3 כבלים נוספים. בקטע השני, הכבל מונח על גבי מגש לא מחורר בתוך אולם הייצור יחד עם 4 כבלים נוספים. הטמפרטורה האופפת של האוויר בחדר החשמל היא 35°C ובחדר הייצור היא 20°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי אלומיניום ובידוד 70°C הנדרש להזנת הלוח ומהו זרם הכוונון של מפסק זרם אוטומטי, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
שני כבלים צמודים בחתך (כל אחד) S = 185 mm², In = 200 A
כבל אחד בחתך S = 150 mm², In = 200 A
כבל אחד בחתך S = 185 mm², In = 200 A
כבל אחד בחתך S = 150 mm², In = 160 A
התשובה הנכונה: 3
הסבר
מקדמי התיקון הם 0.80 במקטע הסולם ו-0.869 במקטע המגש. לאלומיניום בבידוד 70 מעלות: 150 ממ"ר נותן במקטע הסולם 184 אמפר בלבד, פחות מזרם העבודה 200 אמפר; 185 ממ"ר נותן 210 אמפר בסולם ו-211 אמפר במגש, ושניהם מעל 200. מפסק המכוונן ל-200 אמפר עומד בשני התנאים, ואין צורך בשני כבלים במקביל.
חישוב
c₁ = 0.80
c₂ = 1.19 × 0.73 = 0.869
150 ממ"ר: סולם 230 × 0.80 = 184A < Ib = 200A ✘
185 ממ"ר: סולם 263 × 0.80 = 210A
מגש 243 × 0.869 = 211A
I'z = 210A
200 ≤ 200 ≤ 210 ✔
מסקנה: S = 185 ממ"ר, In = 200A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-6(ד)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 70.5 ו-70.7
על סולם כבלים, אלומיניום, תלת־מופעי, בידוד 70°C: 150 ממ"ר – 230A ; 185 ממ"ר – 263A. על מגש לא מחורר, אלומיניום: 185 ממ"ר – 243A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: שני כבלים 185 ממ"ר הם פי שניים מן הנדרש; כבל יחיד באותו חתך מספיק.
- תשובה 2: חתך 150 ממ"ר נותן במקטע הסולם 184 אמפר בלבד.
- תשובה 4: כוונון 160 אמפר קטן מזרם העבודה 200 אמפר, וגם החתך אינו מספיק.
שאלה 684קוד 22103ודאות מלאה
במפעל למזון מקורר הממוקם בדרום הארץ יש לתכנן כבל הזנה ללוח משנה עם זרם עבודה מרבי Ib = 250 A. תוואי הכבל כולל שני קטעים: בקטע הראשון הכבל מותקן על גבי סולם כבלים בחדר החשמל של המפעל יחד עם 3 כבלים נוספים ובקטע השני הוא מותקן על גבי מגש לא מחורר בתוך אולם הייצור יחד עם 6 כבלים נוספים. הטמפרטורה האופפת של האוויר בחדר החשמל היא 40°C ובחדר הייצור היא 20°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי נחושת ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח ומהו זרם הכוונון של מפסק זרם אוטומטי, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל בחתך S = 120 mm², In = 300 A
כבל בחתך S = 95 mm², In = 250 A
כבל בחתך S = 120 mm², In = 200 A
כבל בחתך S = 120 mm², In = 250 A
התשובה הנכונה: 4
הסבר
המפעל בדרום, ולכן הטמפרטורה בחדר החשמל 40 מעלות ולא 35 — ולבידוד 90 מעלות זה מקדם 0.95. בסולם ארבעה כבלים, מקדם 0.80, ובמכפלה 0.76. באולם הייצור הקר, 20 מעלות, המקדם 1.13, ובמגש הלא מחורר שבעה כבלים — מקדם 0.72 — ובמכפלה 0.814. לכבל נחושת בבידוד 90 מעלות: 95 ממ"ר נותן בסולם 217 אמפר בלבד, פחות מזרם העבודה 250 אמפר; 120 ממ"ר נותן 252 אמפר בסולם ו-251 אמפר במגש — שניהם בדיוק מעל 250 — והנמוך שבהם הוא הקובע. מפסק המכוונן ל-250 אמפר עומד בשני התנאים.
חישוב
c₁ (סולם, 4 כבלים, 40°C) = 0.95 × 0.80 = 0.76
c₂ (מגש לא מחורר, 7 כבלים, 20°C) = 1.13 × 0.72 = 0.814
95 ממ"ר: סולם 286 × 0.76 = 217A < Ib = 250A ✘
120 ממ"ר: סולם 332 × 0.76 = 252A
מגש 309 × 0.814 = 251A
I'z = 251A
250 ≤ 250 ≤ 251 ✔
I2 = 1.3 × 250 = 325 ≤ 1.45 × 251 = 364 ✔
מסקנה: S = 120 ממ"ר, In = 250A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-6(ד)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 1 ו-4
טמפרטורה אופפת של האוויר 40°C, בידוד 90°C – 0.95 ; 20°C – 1.13. כבלים בשכבה אחת על סולם, 4 כבלים – 0.80 ; כבלים בשכבה אחת על מגש לא מחורר, 7 כבלים – 0.72
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 90.5 ו-90.7
על סולם כבלים, נחושת, תלת־מופעי, בידוד 90°C: 95 ממ"ר – 286A ; 120 ממ"ר – 332A. על מגש לא מחורר, נחושת: 120 ממ"ר – 309A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: כוונון 300 אמפר גדול מן הזרם המתוקן של הכבל, 251 אמפר.
- תשובה 2: חתך 95 ממ"ר נותן במקטע הסולם 217 אמפר בלבד.
- תשובה 3: כוונון 200 אמפר קטן מזרם העבודה 250 אמפר.
שאלה 685קוד 22103ודאות מלאה
במפעל למזון מקורר הממוקם בדרום הארץ יש לתכנן כבל הזנה ללוח משנה עם זרם עבודה מרבי של Ib = 250 A. תוואי הכבל כולל שני קטעים: בקטע הראשון הכבל מותקן על גבי סולם כבלים בחדר החשמל של המפעל יחד עם 3 כבלים נוספים ובקטע השני הוא מותקן על גבי מגש לא מחורר בתוך אולם הייצור יחד עם 6 כבלים נוספים. הטמפרטורה האופפת של האוויר בחדר החשמל היא 40°C ובחדר הייצור היא 20°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח ומהו זרם הכוונון של מפסק זרם אוטומטי, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל בחתך S = 240 mm², In = 250 A
כבל בחתך S = 185 mm², In = 250 A
כבל בחתך S = 240 mm², In = 300 A
כבל בחתך S = 150 mm², In = 250 A
התשובה הנכונה: 1
הסבר
המפסק מכוונן ל-250 אמפר, ולכן נדרש זרם מתמיד מתוקן של 250 אמפר לפחות בכל מקטע. במקטע הסולם המקדם הוא 0.95 × 0.80 = 0.76, ובמקטע המגש הלא מחורר 1.13 × 0.72 = 0.814. חתך 185 ממ״ר אלומיניום נושא במגש 267 אמפר לפי טבלה 90.5, ובמקדם — 217 אמפר בלבד, ואינו מספיק. חתך 240 ממ״ר נושא במגש 309 × 0.814 = 252 אמפר ועל הסולם 393 × 0.76 = 299 אמפר, ולכן הוא מתאים עם כוונון של 250 אמפר.
חישוב
185 ממ״ר: מגש 267 × 0.814 = 217 A < 250 ✘. 240 ממ״ר: סולם 393 × 0.76 = 299 A
מגש 309 × 0.814 = 252 A ⇒ I'z = 252 A ≥ 250 ✔.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c. ערכים של I2 לסוגים שונים של מבטחים הם: נתיך – 1.6 × In ; מפסק אוטומטי זעיר (מא״ז) – 1.45 × In ; מפסק אוטומטי הניתן לכוונון – 1.3 × In.
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת שנייה, טבלאות 90.5 ו-90.7
טבלה 90.5 (מגש לא מחורר), אלומיניום, מעגל תלת־מופעי: 185 ממ"ר – 267A ; 240 ממ"ר – 309A. טבלה 90.7 (סולם), אלומיניום: 240 ממ"ר – 393A.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: חתך 185 ממ״ר נושא במגש כ-217 אמפר בלבד.
- תשובה 3: כוונון של 300 אמפר עולה על הזרם המתמיד המתוקן של כבל 240 ממ״ר במגש.
- תשובה 4: חתך 150 ממ״ר אינו מספיק כבר במקטע הסולם.
שאלה 686קוד 22104ודאות מלאה
במפעל למזון מקורר הממוקם בדרום הארץ יש לתכנן כבל הזנה ללוח משנה עם זרם עבודה מרבי של Ib = 250 A. תוואי הכבל כולל שני קטעים: בקטע הראשון הכבל מותקן על גבי סולם כבלים בחדר החשמל של המפעל יחד עם 3 כבלים נוספים ובקטע השני הכבל מותקן על גבי מגש לא מחורר בתוך אולם הייצור יחד עם 6 כבלים נוספים. הטמפרטורה האופפת של האוויר בחדר החשמל היא 40°C ובחדר הייצור היא 20°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי נחושת ובידוד 70°C הנדרש להזנת הלוח ומהו זרם הכוונון של מפסק זרם אוטומטי, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל בחתך S = 150 mm², In = 200 A
כבל בחתך S = 185 mm², In = 250 A
כבל בחתך S = 240 mm², In = 300 A
כבל בחתך S = 150 mm², In = 250 A
התשובה הנכונה: 2
הסבר
לבידוד 70 מעלות הטמפרטורה 40 מעלות מכבידה יותר — מקדם 0.93 במקום 0.95 — ואילו הטמפרטורה 20 מעלות מיטיבה יותר, 1.19 במקום 1.13. בסולם ארבעה כבלים, מקדם 0.80, ובמכפלה 0.744; במגש הלא מחורר שבעה כבלים, מקדם 0.72, ובמכפלה 0.857. לכבל נחושת בבידוד 70 מעלות: 150 ממ"ר נותן במקטע הסולם 223 אמפר בלבד, פחות מזרם העבודה 250 אמפר; 185 ממ"ר נותן 254 אמפר בסולם ו-275 אמפר במגש, והנמוך שבהם, 254 אמפר, גדול מ-250.
חישוב
c₁ (סולם, 4 כבלים, 40°C) = 0.93 × 0.80 = 0.744
c₂ (מגש לא מחורר, 7 כבלים, 20°C) = 1.19 × 0.72 = 0.857
150 ממ"ר: סולם 300 × 0.744 = 223A < Ib = 250A ✘
185 ממ"ר: סולם 342 × 0.744 = 254A
מגש 321 × 0.857 = 275A
I'z = 254A
250 ≤ 250 ≤ 254 ✔
מסקנה: S = 185 ממ"ר, In = 250A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-6(ד)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 1 ו-4
טמפרטורה אופפת של האוויר 40°C, בידוד 70°C – 0.93 ; 20°C – 1.19. כבלים בשכבה אחת על סולם, 4 כבלים – 0.80 ; על מגש לא מחורר, 7 כבלים – 0.72
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 70.5 ו-70.7
על סולם כבלים, נחושת, תלת־מופעי, בידוד 70°C: 150 ממ"ר – 300A ; 185 ממ"ר – 342A. על מגש לא מחורר, נחושת: 185 ממ"ר – 321A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: חתך 150 ממ"ר אינו מספיק, וכוונון 200 אמפר קטן מזרם העבודה 250 אמפר.
- תשובה 3: חתך 240 ממ"ר גדול מן הנדרש, וכוונון 300 אמפר גדול מזרם העבודה.
- תשובה 4: חתך 150 ממ"ר נותן במקטע הסולם 223 אמפר בלבד.
שאלה 687קוד 22104ודאות מלאה
במפעל למזון מקורר הממוקם בדרום הארץ יש לתכנן כבל הזנה ללוח משנה עם זרם עבודה מרבי של Ib = 250 A. תוואי הכבל כולל שני קטעים: בקטע הראשון הכבל מותקן על גבי סולם כבלים בחדר החשמל של המפעל יחד עם 3 כבלים נוספים ובקטע השני הוא מותקן על גבי מגש לא מחורר בתוך אולם הייצור יחד עם 6 כבלים נוספים. הטמפרטורה האופפת של האוויר בחדר החשמל היא 40°C ובחדר הייצור היא 20°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי אלומיניום ובידוד 70°C הנדרש להזנת הלוח ומהו זרם הכוונון של מפסק זרם אוטומטי, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל בחתך S = 300 mm², In = 300 A
כבל בחתך S = 185 mm², In = 250 A
כבל בחתך S = 300 mm², In = 250 A
כבל בחתך S = 240 mm², In = 250 A
התשובה הנכונה: 3
הסבר
המקדמים זהים לאלה שבשאלה האחות — 0.744 בסולם ו-0.857 במגש — ורק חומר המוליך שונה. לאלומיניום בבידוד 70 מעלות: 185 ממ"ר נותן במקטע הסולם 196 אמפר, ו-240 ממ"ר נותן 231 אמפר — שניהם פחות מזרם העבודה 250 אמפר; רק 300 ממ"ר נותן 266 אמפר בסולם ו-283 אמפר במגש, והנמוך שבהם גדול מ-250. הצירוף של אלומיניום, בידוד 70 מעלות וטמפרטורה גבוהה בחדר החשמל הוא שמחייב כאן את החתך הגדול.
חישוב
c₁ (סולם, 4 כבלים, 40°C) = 0.93 × 0.80 = 0.744
c₂ (מגש לא מחורר, 7 כבלים, 20°C) = 1.19 × 0.72 = 0.857
185 ממ"ר: סולם 263 × 0.744 = 196A < Ib = 250A ✘
240 ממ"ר: סולם 310 × 0.744 = 231A < 250A ✘
300 ממ"ר: סולם 358 × 0.744 = 266A
מגש 330 × 0.857 = 283A
I'z = 266A
250 ≤ 250 ≤ 266 ✔
מסקנה: S = 300 ממ"ר, In = 250A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-6(ד)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 70.5 ו-70.7
על סולם כבלים, אלומיניום, תלת־מופעי, בידוד 70°C: 185 ממ"ר – 263A ; 240 ממ"ר – 310A ; 300 ממ"ר – 358A. על מגש לא מחורר, אלומיניום: 300 ממ"ר – 330A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: כוונון 300 אמפר גדול מן הזרם המתוקן של הכבל, 266 אמפר.
- תשובה 2: חתך 185 ממ"ר נותן במקטע הסולם 196 אמפר בלבד.
- תשובה 4: חתך 240 ממ"ר נותן במקטע הסולם 231 אמפר — פחות מזרם העבודה 250 אמפר.
שאלה 688קוד 22105ודאות מלאה
יש לתכנן כבל להזנת לוח עם זרם עבודה מרבי Ib = 300 A. במקטע אחד הכבל יוטמן במישרין באדמה ובקטע השני, בכניסה למבנה עד להתחברות עם הלוח, הכבל יונח על גבי סולם כבלים עם 3 כבלים נוספים ללא רווח ביניהם. הטמפרטורה האופפת באדמה: 30°C. התנגדות תרמית סגולית של אדמה היא 2.5 °C·m/W. הטמפרטורה האופפת של האוויר סביב סולם כבלים היא 35°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי נחושת ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח ומהו הזרם הנקוב של הנתיכים, הנדרשים להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל בחתך S = 300 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 300 mm², In = 300 A
כבל בחתך S = 185 mm², In = 315 A
כבל אחד בחתך S = 240 mm², In = 315 A
התשובה הנכונה: 1
הסבר
זרם העבודה הוא 300 אמפר, וההגנה בנתיכים. בטבלת הנתיכים שבתקנות אין נתיך של 300 אמפר: אחרי 250 בא 315, ולכן הזרם הנקוב של הנתיך הוא 315 אמפר. המקטע המגביל הוא ההטמנה באדמה, שבה שוררים תנאי הייחוס; בטבלה 90.6, נחושת תלת-מופעי, 300 ממ״ר נושא 368 אמפר. שני התנאים מתקיימים: 300 ≤ 315 ≤ 368, וזרם הבדיקה 1.6 × 315 = 504 קטן מ-1.45 × 368 = 534. במקטע הסולם הזרם גבוה יותר. לכן כבל אחד של 300 ממ״ר עם נתיך של 315 אמפר.
חישוב
In = 315 A (אין נתיך תקני של 300 A). אדמה, טבלה 90.6: 300 ממ״ר = 368 A. 300 ≤ 315 ≤ 368 ✔
I2 = 1.6 × 315 = 504 ≤ 1.45 × 368 = 534 ✔. 240 ממ״ר: 326 A
504 > 1.45 × 326 = 473 ✘.
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c. ערכים של I2 לסוגים שונים של מבטחים הם: נתיך – 1.6 × In ; מפסק אוטומטי זעיר (מא״ז) – 1.45 × In ; מפסק אוטומטי הניתן לכוונון – 1.3 × In.
תקנות החשמל (הארקות ואמצעי הגנה בפני חישמול במתח עד 1000 וולט), תקנה 42
תמצית הדרישה: בטבלת הנתיכים שבתקנה הזרמים הנומינליים התקניים הם, בין היתר: 200, 250, 315, 400 אמפר — אין נתיך של 300 אמפר.
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תוספת שנייה, טבלה 90.6
טבלה 90.6, בידוד 90°C, אדמה 30°C, 2.5 מעלות צלסיוס·מ׳/וואט — נחושת, מעגל תלת־מופעי: 240 ממ"ר – 326A ; 300 ממ"ר – 368A.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: נתיך של 300 אמפר אינו זרם נקוב תקני לפי טבלת הנתיכים.
- תשובה 3: חתך 185 ממ״ר באדמה נושא 283 אמפר בלבד, פחות מזרם העבודה.
- תשובה 4: בחתך 240 ממ״ר תנאי זרם הבדיקה של הנתיך אינו מתקיים: 504 > 473.
שאלה 689קוד 22105ודאות מלאה
יש לתכנן כבל להזנת לוח עם זרם עבודה מרבי של Ib = 300 A. במקטע אחד הכבל יוטמן במישרין באדמה ובקטע השני, בכניסה למבנה עד להתחברות עם הלוח, הכבל יונח על גבי סולם כבלים עם 3 כבלים נוספים ללא רווח ביניהם. הטמפרטורה האופפת באדמה היא 30°C התנגדות תרמית סגולית של אדמה היא 2.5 °C·m/W. הטמפרטורה האופפת של האוויר סביב סולם כבלים: 35°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח ומהו הזרם הנקוב של הנתיכים, הנדרשים להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל אחד בחתך S = 300 mm², In = 315 A
שני כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 240 mm², In = 315 A
כבל בחתך S = 240 mm², In = 315 A
שני כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 150 mm², In = 300 A
התשובה הנכונה: 2
הסבר
כבל יחיד אינו מספיק כאן בשום חתך שהוצע: אלומיניום 300 ממ"ר נושא באדמה 286 אמפר בלבד, פחות מזרם העבודה 300 אמפר. נותרות החלופות של שני כבלים צמודים במקביל, ולהן שני מקדמי קיבוץ שונים בשני המקטעים: באדמה שני כבלים צמודים במקדם 0.75, ועל הסולם הם מצטרפים לשלושה כבלים נוספים — חמישה בסך הכול — במקדם 0.80. שני כבלים 150 ממ"ר נותנים באדמה 293 אמפר בלבד, פחות מזרם העבודה; שני כבלים 240 ממ"ר נותנים 380 אמפר, ועמם נתיך 315 אמפר עומד בשני התנאים.
חישוב
כבל יחיד 300 ממ"ר באדמה: 286A < Ib = 300A ✘
שני כבלים צמודים: באדמה מקדם 0.75
על הסולם (5 כבלים) מקדם 0.80
150 ממ"ר: 2 × 195 × 0.75 = 293A < 300A ✘
240 ממ"ר: באדמה 2 × 253 × 0.75 = 380A
סולם 2 × 393 × 0.80 = 629A
I'z = 380A
300 ≤ 315 ≤ 380 ✔
I2 = 1.6 × 315 = 504 ≤ 1.45 × 380 = 551 ✔
מסקנה: שני כבלים צמודים 240 ממ"ר, In = 315A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-8(א)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; נתיך – I2 = 1.6 × In [...] אם משתמשים במבטח משותף להגנת כמה מוליכים המחוברים במקביל [...] הם יהיו מאותו חומר; הם יהיו בחתך שווה; הם יהיו בעלי אורך שווה
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 4 ו-5
כבלים רב־גידיים המונחים במישרין באדמה, 2 במרחק a = 0 (צמודים) – 0.75 ; כבלים בשכבה אחת על סולם, 5 כבלים – 0.80
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 90.6 ו-90.7
הטמנה במישרין באדמה, אלומיניום, תלת־מופעי, בידוד 90°C: 150 ממ"ר – 195A ; 240 ממ"ר – 253A ; 300 ממ"ר – 286A. על סולם כבלים: 240 ממ"ר – 393A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: כבל יחיד 300 ממ"ר נושא באדמה 286 אמפר — פחות מזרם העבודה עצמו.
- תשובה 3: כבל יחיד 240 ממ"ר נושא באדמה 253 אמפר בלבד.
- תשובה 4: שני כבלים 150 ממ"ר נותנים באדמה 293 אמפר לאחר מקדם הקיבוץ, פחות מזרם העבודה 300 אמפר.
שאלה 690קוד 22106ודאות מלאה
יש לתכנן כבל להזנת לוח חשמל עם זרם עבודה מרבי Ib = 360 A. במקטע אחד הכבל יוטמן במישרין באדמה ובמקטע השני, מהכניסה למבנה ועד להתחברות עם הלוח, הכבל יונח על גבי סולם כבלים יחד עם 3 כבלים נוספים ללא רווח ביניהם. הטמפרטורה האופפת באדמה היא 30°C ההתנגדות התרמית הסגולית של אדמה היא 2.5 °C·m/W. הטמפרטורה האופפת של האוויר סביב סולם הכבלים היא 35°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי נחושת ובידוד 70°C הנדרש להזנת הלוח ומהו הזרם הנקוב של הנתיכים, הנדרשים להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
שני כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 300 mm², In = 400 A
שני כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 185 mm², In = 400 A
שני כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 240 mm², In = 360 A
שני כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 150 mm², In = 400 A
התשובה הנכונה: 1
הסבר
כל החלופות הן שני כבלים צמודים, ולכן ההכרעה כולה בגודל החתך. באדמה שוררים תנאי הייחוס וחל רק מקדם הקיבוץ לשני כבלים צמודים, 0.75; על הסולם מצטרפים אליהם שלושה כבלים נוספים ומקדם הקיבוץ לחמישה כבלים הוא 0.80. לכבל נחושת בבידוד 70 מעלות: שני כבלים 185 ממ"ר נותנים באדמה 345 אמפר — פחות מזרם העבודה 360 אמפר; שני כבלים 240 ממ"ר נותנים 396 אמפר, ואף שהם גדולים מזרם העבודה אין נתיך תקני שנכנס ביניהם — 400 אמפר כבר עולה על 396. שני כבלים 300 ממ"ר נותנים 449 אמפר, ועמם נתיך 400 אמפר עומד בשני התנאים, האחרון שבהם בקושי: זרם השימוט 640 אמפר מול 650 אמפר המותרים.
חישוב
באדמה: מקדם 0.75 (2 כבלים צמודים)
על הסולם: מקדם 0.80 (5 כבלים)
185 ממ"ר: 2 × 230 × 0.75 = 345A < Ib = 360A ✘
240 ממ"ר: 2 × 264 × 0.75 = 396A < In = 400A ✘
300 ממ"ר: באדמה 2 × 299 × 0.75 = 449A
סולם 2 × 467 × 0.80 = 747A
I'z = 449A
360 ≤ 400 ≤ 449 ✔
I2 = 1.6 × 400 = 640 ≤ 1.45 × 449 = 650 ✔
מסקנה: שני כבלים צמודים 300 ממ"ר, In = 400A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; ערכים של I2: נתיך – 1.6 × In
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 70.6 ו-70.7
הטמנה במישרין באדמה, נחושת, תלת־מופעי, בידוד 70°C: 185 ממ"ר – 230A ; 240 ממ"ר – 264A ; 300 ממ"ר – 299A. על סולם כבלים: 300 ממ"ר – 467A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: שני כבלים 185 ממ"ר נותנים באדמה 345 אמפר בלבד — פחות מזרם העבודה 360 אמפר.
- תשובה 3: 360 אמפר אינו ערך נתיך תקני, ואף החתך אינו נושא נתיך 400 אמפר.
- תשובה 4: שני כבלים 150 ממ"ר נותנים באדמה 308 אמפר בלבד.
שאלה 692קוד 22107ודאות מלאה
יש לתכנן כבל להזנת לוח משנה עם זרם עבודה מרבי של Ib = 250 A. ביציאה מהלוח הראשי הכבל יוטמן במישרין באדמה ובקטע השני, מהכניסה למבנה ועד להתחברות עם לוח המשנה, הכבל יונח בתעלת כבלים משוקעת ברצפה של חדר החשמל, עם מכסה ללא פתחי אוורור. הטמפרטורה האופפת באדמה היא 30°C ההתנגדות התרמית הסגולית של האדמה היא 2.5 °C·m/W. הטמפרטורה האופפת של האוויר בתעלת הכבלים שברצפה היא 35°C. האם כבל בחתך 150 ממ"ר עם מוליכי נחושת בעלי בידוד 90°C, ומפסק האוטומטי עם כוונון In = 250 A בלוח הראשי מקיימים את דרישות התקנות להגנה בפני זרם העמסת יתר?
לא, מפני שלא מתקיימת סלקטיביות הגנות בפני זרם העמסת יתר בין המפסק הראשי הניתן לכוונון בלוח המשנה הנדרש בהתאם לתקנות.
לא, יש להגדיל את חתך הכבל ל-185 ממ"ר.
כן, ובתנאי שבלוח משנה יותקן מפסק זרם ללא הגנה בפני זרם העמסת יתר.
לא, יש להגדיל את כוונון המפסק בלוח הראשי ל- In = 300 A
התשובה הנכונה: 3
הסבר
השאלה מבקשת אימות ולא תכנון, ולכן די לבדוק את שני התנאים. המקטע המגביל הוא ההטמנה באדמה, שבה שוררים תנאי הייחוס ואין מקדמי תיקון; כבל נחושת 150 ממ"ר בבידוד 90 מעלות נושא שם 252 אמפר, ובמקטע התעלה שברצפה — שאף בה טמפרטורת הייחוס — הערך גבוה יותר. התנאי הראשון מתקיים: זרם העבודה 250 אמפר אינו עולה על כוונון המפסק 250 אמפר, וזה אינו עולה על 252 אמפר. גם התנאי השני מתקיים: זרם השימוט של מפסק הניתן לכוונון הוא פי 1.3 מזרמו, כלומר 325 אמפר, ופי 1.45 מן הזרם המתוקן הם 365 אמפר. התכנון עומד אפוא בדרישות, והתנאי הנלווה הוא שהמפסק בלוח המשנה לא יכלול הגנה נוספת בפני זרם העמסת יתר לאותו כבל — ההגנה כבר ניתנת בתחילת הקו, בלוח הראשי.
חישוב
I'z = 252A (המקטע המגביל: הטמנה באדמה, תנאי ייחוס)
250 ≤ 250 ≤ 252 ✔
I2 = 1.3 × 250 = 325 ≤ 1.45 × 252 = 365 ✔
מסקנה: התכנון עומד בדרישות
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; ערכים של I2: מפסק אוטומטי הניתן לכוונון – 1.3 × In
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלה 90.6
הטמנה במישרין באדמה, נחושת, מעגל תלת־מופעי, בידוד 90°C: 150 ממ"ר – 252A
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(ט)
מבטח מפני זרם העמסת יתר יכול שיותקן במקום כלשהו במעגל המוגן על ידו, בתנאי שאין לפניו הסתעפות במעלה המעגל
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: אין בתקנות דרישת מדרג הגנות בפני זרם העמסת יתר בין הלוח הראשי ללוח המשנה. הדרישה למדרג נוגעת למפסקי מגן.
- תשובה 2: חתך 150 ממ"ר נושא באדמה 252 אמפר, ושני התנאים מתקיימים בו.
- תשובה 4: הגדלת הכוונון ל-300 אמפר הייתה מפרה את התנאי In ≤ I'z, שכן הזרם המתוקן הוא 252 אמפר בלבד.
שאלה 715קוד 22033ודאות מלאה
מרכז מסחרי קיים כולל מספר מבנים, המוזנים במתח נמוך מתחנת טרנספורמציה, הנמצאת במבנה ייעודי, באמצעות כבלים תלת-מופעיים רב גידיים הטמונים במישרין באדמה. כבלי ההזנה למבנים יוצאים מלוח חשמל בתחנת הטרנספורמציה אל הלוחות הראשיים בכל אחד מהמבנים והם מוגנים בפני זרם יתר באמצעות נתיכים. כבלי ההזנה המותקנים הם מסוג מוליכי נחושת ובידוד 90 מעלות צלסיוס, והם תוכננו בהנחה שהטמפרטורה האופפת של הקרקע היא 35 מעלות צלסיוס. כעבור 10 שנים מאז הקמת המרכז המסחרי, הוחלט להקים מבנה נוסף ולהזין אותו על ידי כבל תלת מופעי רב גידי חדש נפרד, שיוטמן בחלק מהתוואי בצמוד לכבל רב-גידי ישן, המזין את אחד המבנים הקיימים. נתוני הכבל הקיים שבצמוד אליו יוטמן הכבל החדש הם: • מוליכי נחושת בחתך 50 ממ"ר, בידוד 90 מעלות צלסיוס. • זרם העבודה במבנה הקיים, המוזן ע"י הכבל הקיים: Ib = 80 A. • הכבל הקיים מוגן מפני זרם יתר באמצעות נתיך In = 100 A בהתאם לזרם העבודה הדרוש. על פי מדידות שנערכו בקרקע באזור לאחרונה, התברר שהטמפרטורה בקרקע בחודשי הקיץ החמים מגיעה ל-40 מעלות צלסיוס, אך ההתנגדות התרמית הסגולית נותרה ללא שינוי. האם לאור השינויים המתוארים לעיל, יש צורך בהחלפת הכבל והמבטח הקיימים שהותקנו לפני 10 שנים ושנתוניהם הוצגו כנ"ל?
לא צריך להחליף את הכבל הקיים במידה ויוחלף הנתיך למפסק אוטומטי זעיר (מא"ז) באותו גודל.
לא צריך להחליף את הכבל ואת הנתיך הקיימים.
צריך להחליף את הכבל הקיים לכבל חדש עם מוליכי נחושת ובידוד 90 מעלות צלזיוס בחתך S = 70 mm², הנתיך נשאר ללא שינוי.
צריך להחליף את הכבל הקיים לכבל חדש עם מוליכי אלומיניום ובידוד 90 מעלות צלזיוס בחתך S = 150 mm², ולהחליף את הנתיך הקיים ל-In = 125 A.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
שני שינויים פוגעים בכושר ההעמסה ויש להכפיל את מקדמיהם: טמפרטורת הקרקע עלתה ל-40 מעלות, ולבידוד 90 מעלות המקדם 0.91; והכבל החדש יוטמן צמוד לקיים, כלומר שני מעגלים צמודים באדמה, במקדם 0.75. מכפלתם 0.68. הכבל הקיים, נחושת 50 ממ"ר, נושא בטבלה 134 אמפר במעגל תלת-מופעי, ולאחר התיקון 91 אמפר בלבד — פחות מן הנתיך 100 אמפר שמגן עליו, כלומר התנאי הראשון מופר. החלפת הנתיך למפסק אוטומטי באותו גודל אינה מועילה, שכן הכשל אינו בזרם השימוט אלא בזרם הנקוב. חתך 70 ממ"ר נושא 166 אמפר ולאחר התיקון 113 אמפר, ובו מתקיימים שני התנאים עם הנתיך הקיים.
חישוב
c = 0.91 × 0.75 = 0.68
כבל קיים 50 ממ"ר: I'z = 134 × 0.68 = 91A < In = 100A ✘
כבל 70 ממ"ר: I'z = 166 × 0.68 = 113A
Ib = 80 ≤ In = 100 ≤ 113 ✔
I2 = 1.6 × 100 = 160 ≤ 1.45 × 113 = 164 ✔
מסקנה: להחליף לכבל נחושת 70 ממ"ר, הנתיך נשאר 100A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c ; ערכים של I2: נתיך – 1.6 × In
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 2 ו-5
טמפרטורה אופפת של הקרקע 40°C, בידוד 90°C – 0.91 ; מעגלים מכבלים רב־גידיים המונחים במישרין באדמה, 2 מעגלים במרחק a = 0 (צמודים) – 0.75
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלה 90.6
הטמנה במישרין באדמה, נחושת, מעגל תלת־מופעי, בידוד 90°C: 50 ממ"ר – 134A ; 70 ממ"ר – 166A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: החלפת הנתיך במפסק אוטומטי באותו גודל אינה פותרת: הכשל הוא בתנאי In ≤ I'z, שאינו תלוי בסוג המבטח.
- תשובה 2: הזרם המתוקן של הכבל הקיים יורד ל-91 אמפר, פחות מן הנתיך 100 אמפר שמגן עליו.
- תשובה 4: אין צורך לעבור לאלומיניום 150 ממ"ר ולהגדיל את הנתיך. חתך נחושת 70 ממ"ר מספיק עם הנתיך הקיים.
שאלה 721קוד 08233ודאות מלאה
מתכנן הכין תוכנית ללוח חשמל של עבור אתר רפואי מקבוצת שימוש 1. בתרשים מתואר שדה מתוך הלוח שתוכנן. איזו תשובה מתארת את הדרישות בתקנות החשמל עבור תוכנית זו?
אסור להזין בתי תקע ותאורה משדה אחד משותף.
אסור להשתמש בפחת מסוג זה להגנה על השדה.
סך בתי התקע המוזנים משדה זה עולה על המותר.
סך המעגלים הסופיים שהותקנו בשדה זה עולה על המותר.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
בשדה שבתרשים שלושה מעגלים סופיים חד-מופעיים בלבד — תאורה בהגנת C10 ושני מעגלי בתי תקע בהגנת C16 — ולכן מספר המעגלים תחת מפסק המגן עומד בדיוק במגבלה של שלושה. הפסול נמצא במקום אחר: מפסק המגן הוא בעל זרם נומינלי של 25 אמפר, והמבטח שמעליו הוא C32. מפסק מגן ללא הגנת זרם יתר משולבת אינו מגן על עצמו, ועליו להיות מוגן בפני זרם יתר על ידי מבטח שזרמו הנומינלי אינו עולה על זרמו שלו. מבטח 32 אמפר מאפשר זרם מתמשך העולה על 25 אמפר, ומפסק המגן עלול להישרף בלא שהמבטח יפעל. לכן אסור להשתמש בפחת מסוג זה להגנה על השדה.
חישוב
זרם נומינלי של מפסק המגן: 25A
מבטח במעלה הזינה: C32
32A > 25A ⟸ מפסק המגן אינו מוגן בפני זרם יתר
מספר המעגלים הסופיים: 3 ≤ 3 ✔
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשס"ד-2004, תקנה 9
אבזר הגנה יתאים לזרם ולעכבה הצפויים במקום התקנתו; ציוד שאין לו הגנה משולבת בפני זרם יתר יוגן באמצעות מבטח מתאים במעלה הזינה
תקנות החשמל (מיתקני חשמל באתרים רפואיים במתח שאינו עולה על מתח נמוך), התשע"ב-2012, תקנה 17(ג)
מפסק מגן המותקן באתר רפואי מקבוצות 1 או 2 יגן על מעגל סופי תלת־מופעי אחד בלבד או על 3 מעגלים סופיים חד־מופעיים לכל היותר
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: אין בתקנות איסור על הזנת תאורה ובתי תקע מאותו שדה.
- תשובה 3: ארבעה בתי תקע אינם חורגים ממגבלה כלשהי; מגבלת שישה בתי תקע חלה על מעגל בזינה צפה ועל קופסת בתי תקע.
- תשובה 4: בשדה זה שלושה מעגלים סופיים בלבד, וזה בדיוק המספר המרבי המותר תחת מפסק מגן אחד.
שאלה 774קוד 22098ודאות מלאה
מוליך בעל חתך אחיד עובר בשני קטעים, שבהם שוררים תנאים שונים. לפי החישובים שערך המתכנן למציאת הזרם המתמיד המרבי בקטעים הנ"ל, התקבלו הערכים הבאים: I'z1 = 98 A ; I'z2 = 105 A ; I'z3 = 81 A. לעניין קיום הדרישות בתקנות החשמל, לאילו ערכים יש להתייחס בעת קביעת הזרם הנקוב של המבטח In להגנת הכבל בפני זרם העמסת יתר בלבד?
In < 80 A ; I'z = 81 A
In > 100 A , I'z = 105 A
In ≤ 80 A , I'z = 98 A
In < 100 A , I'z = 98 A
התשובה הנכונה: 1
הסבר
העיקרון זהה לזה שבשאלות האחיות, אלא שכאן שלושה מקטעים במקום שניים: לכל מקטע מחושב הזרם המתמיד המרבי המתוקן שלו, ומביניהם נבחר הנמוך. מבין 105, 81 ו-98 אמפר נבחר אפוא 81 אמפר, וזהו ה-I'z שאליו מתייחסים בכל התנאים. מכאן שהזרם הנקוב של המבטח אינו עולה עליו, והמבטח התקני המתאים הוא 80 אמפר. המקטע החם ביותר הוא הקובע, שכן די בו כדי שהמוליך יתחמם מעבר למותר.
חישוב
I'z = min(105, 81, 98) = 81A
In ≤ 81A ⟸ המבטח התקני: 80A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(ד)
אם מוליך בחתך אחיד עובר כמה קטעים שבהם שוררים תנאים שונים, יחושב הזרם המרבי המתוקן I'z לכל אחד מהקטעים [...] ייבחר הערך הנמוך ביותר של הזרם המרבי המתוקן I'z
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: 105 אמפר הוא הערך הגבוה, והתקנה מורה לבחור בנמוך; וכיוון המבטח הפוך.
- תשובה 3: 98 אמפר אינו הערך הנמוך.
- תשובה 4: אף כאן נבחר ערך שאינו הנמוך.
שאלה 775קוד 22102ודאות מלאה
במפעל לגלילי נייר יש לתכנן כבל הזנה ללוח משנה עם זרם עבודה מרבי של Ib = 200 A. תוואי הכבל מותקן על גבי מגש לא מחורר יחד עם 4 כבלים נוספים. הטמפרטורה האופפת של האוויר היא 20°C. מהו שטח החתך של כבל רב גידי עם מוליכי נחושת ובידוד 70°C הנדרש להזנת הלוח, ומהו הזרם הנקוב של מפסק זרם אוטומטי, הנדרש להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
כבל אחד בחתך S = 120 mm², In = 200 A
כבל אחד בחתך S = 95 mm², In = 200 A
כבל אחד בחתך S = 120 mm², In = 250 A
כבל אחד בחתך S = 120 mm², In = 160 A
התשובה הנכונה: 1
הסבר
כאן מקטע אחד בלבד, ולכן די בזוג מקדמים אחד: מגש לא מחורר עם ארבעה כבלים נוספים, כלומר חמישה בשכבה אחת — מקדם 0.73 — וטמפרטורה נמוכה של 20 מעלות המיטיבה עם הכבל במקדם 1.19 לבידוד 70 מעלות; מכפלתם 0.869. לכבל נחושת בבידוד 70 מעלות: 95 ממ"ר נושא 210 אמפר ולאחר התיקון 182 אמפר — פחות מזרם העבודה 200 אמפר; 120 ממ"ר נושא 243 אמפר ולאחר התיקון 211 אמפר, ובו מתקיימים שני התנאים עם מפסק 200 אמפר.
חישוב
c = 1.19 × 0.73 = 0.869
95 ממ"ר: 210 × 0.869 = 182A < Ib = 200A ✘
120 ממ"ר: 243 × 0.869 = 211A
200 ≤ 200 ≤ 211 ✔
מסקנה: S = 120 ממ"ר, In = 200A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א) ו-6(ג)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c [...] יחושב הזרם המתמיד המרבי המתוקן של המוליך I'z כמכפלה של מקדמי התיקון כמפורט בתוספת הראשונה
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת ראשונה, טבלאות 1 ו-4
טמפרטורה אופפת של האוויר 20°C, בידוד 70°C – 1.19 ; כבלים בשכבה אחת על קיר, רצפה או על מגש לא מחורר, 5 כבלים – 0.73
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלה 70.5
על מגש לא מחורר, נחושת, מעגל תלת־מופעי, בידוד 70°C: 95 ממ"ר – 210A ; 120 ממ"ר – 243A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: חתך 95 ממ"ר נותן 182 אמפר בלבד לאחר התיקון.
- תשובה 3: מבטח 250 אמפר גדול מן הזרם המתוקן של הכבל, 211 אמפר.
- תשובה 4: מבטח 160 אמפר קטן מזרם העבודה 200 אמפר.
שאלה 783קוד —ודאות מלאה
במעגל המוגן באמצעות מא"ז עם זרם נקוב של 16A ובעל אופיין C הותקנו 25 גופי תאורה עם זרם עבודה כולל של 8A. שטח חתך המוליכים במעגל המזין את גופי התאורה הוא 2.5 ממ"ר נחושת. מתכנן המתקן רוצה למנוע מצב שבו יפסיק המעגל כתוצאה מזרם התנעה גבוה. איזו תשובה מבין האפשרויות הבאות מהווה פתרון במקרה זה?
הגדלת הערך של המבטח לזרם נקוב גדול יותר.
החלפת המא"ז למנתק ללא הגנות.
הגדלת שטח החתך של המוליכים.
התקנת אמצעי להגבלת זרם ההתנעה.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
זרם העבודה של 25 גופי התאורה הוא 8 אמפר בלבד, רחוק מהזרם הנקוב של המא"ז. המעגל נופל בגלל זרם ההתנעה הרגעי של כל גופי התאורה יחד, שעובר את סף ההפעלה המגנטי (במא"ז מאופיין C, פי 5 עד פי 10 מהזרם הנקוב). הפתרון הוא לטפל במקור הבעיה: להתקין אמצעי שמגביל את זרם ההתנעה, או לפצל את גופי התאורה בין כמה מעגלים. שאר האפשרויות פוגעות בהגנת המוליך או אינן נוגעות לבעיה.
חישוב
זרם עבודה 8 A < 16 A
סף מגנטי באופיין C: 80 עד 160 A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6
מוליך בעל בידוד 70°C בחתך 2.5 ממ״ר, יוגן באמצעות מבטח בעל זרם נקוב שאינו עולה על 16 אמפר.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: מוליך של 2.5 ממ"ר יוגן במבטח שזרמו הנקוב אינו עולה על 16 אמפר, ולכן אסור להגדיל את המבטח.
- תשובה 2: מנתק ללא הגנות משאיר את המעגל בלי הגנה מפני זרם יתר וקצר.
- תשובה 3: הגדלת החתך אינה משנה את זרם ההתנעה ואינה משנה את סף ההפעלה של המא"ז.
שאלה 814קוד 22106ודאות מלאה
יש לתכנן כבל להזנת לוח עם זרם עבודה מרבי Ib = 360 A. במקטע אחד הכבל יוטמן במישרין באדמה ובקטע השני, בכניסה למבנה עד להתחברות עם הלוח, הכבל יונח על גבי סולם כבלים עם 3 כבלים נוספים ללא רווח ביניהם. הטמפרטורה האופפת באדמה היא 30°C, ההתנגדות התרמית הסגולית של אדמה היא 2.5 °C·m/W. הטמפרטורה האופפת של האוויר סביב סולם כבלים היא 35°C. מהו שטח החתך של כבל עם מוליכי נחושת ובידוד 90°C הנדרש להזנת הלוח ומהו הזרם הנקוב של הנתיכים, הנדרשים להגנה על כבל זה בפני זרם העמסת יתר?
שני כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 240 mm², In = 400 A
שני כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 185 mm², In = 400 A
שלושה כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 240 mm², In = 360 A
שני כבלים צמודים שכל אחד מהם בחתך S = 300 mm², In = 400 A
התשובה הנכונה: 1
הסבר
כל החלופות הן שני או שלושה כבלים צמודים, ולכן ההכרעה בגודל החתך. באדמה חל מקדם הקיבוץ לשני כבלים צמודים, 0.75; על הסולם מצטרפים אליהם שלושה נוספים ומקדם הקיבוץ לחמישה כבלים הוא 0.80. לכבל נחושת בבידוד 90 מעלות: שני כבלים 185 ממ"ר נותנים באדמה 425 אמפר, ואף שהם גדולים מן הנתיך 400 אמפר נכשל התנאי השני — זרם השימוט 640 אמפר עולה על פי 1.45 מן הזרם המתוקן, שהם 616 אמפר. שני כבלים 240 ממ"ר נותנים 489 אמפר, ובהם מתקיימים שני התנאים.
חישוב
באדמה: מקדם 0.75 (2 כבלים צמודים)
על הסולם: מקדם 0.80 (5 כבלים)
185 ממ"ר: באדמה 2 × 283 × 0.75 = 425A
I2 = 1.6 × 400 = 640 > 1.45 × 425 = 616 ✘
240 ממ"ר: באדמה 2 × 326 × 0.75 = 489A
סולם 2 × 516 × 0.80 = 826A
I'z = 489A
360 ≤ 400 ≤ 489 ✔
I2 = 640 ≤ 1.45 × 489 = 709 ✔
מסקנה: שני כבלים צמודים 240 ממ"ר, In = 400A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תקנה 6(א)
Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; ערכים של I2: נתיך – 1.6 × In
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, תוספת שנייה, טבלאות 90.6 ו-90.7
הטמנה במישרין באדמה, נחושת, תלת־מופעי, בידוד 90°C: 185 ממ"ר – 283A ; 240 ממ"ר – 326A ; 300 ממ"ר – 368A. על סולם כבלים: 240 ממ"ר – 516A
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: שני כבלים 185 ממ"ר עוברים את התנאי הראשון אך נכשלים בשני: זרם השימוט של נתיך 400 אמפר עולה על פי 1.45 מן הזרם המתוקן.
- תשובה 3: 360 אמפר אינו ערך נתיך תקני, ושלושה כבלים אינם נדרשים.
- תשובה 4: שני כבלים 300 ממ"ר גדולים מן הנדרש; 240 ממ"ר מספיק.
שאלה 853קוד 07028ודאות מלאה
במתקן החשמל במשק חקלאי, יש צורך בהוספת מעגל סופי חדש להזנת מכשיר תלת מופעי עם זרם עבודה של 33 אמפר. האם ניתן להגן על המעגל החדש באמצעות מא"ז?
אסור, יש להשתמש במפסק אוטומטי.
ניתן להתקין מא"ז תלת-מופעי לזרם נקוב של 40 אמפר.
ניתן להתקין מא"ז תלת-מופעי לזרם נקוב של 63 אמפר ובתנאי שיותקן במעגל גם מפסק מגן לזרם דלף.
אסור להתקין מעגל סופי תלת מופעי בזרם עבודה העולה על 16 אמפר.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
התקנות אינן אוסרות שימוש במפסק אוטומטי זעיר במעגל סופי, ואף כוללות אותו במפורש בטבלת מקדמי הפעולה של אמצעי ההגנה, עם זרם פעולה מובטח של 1.45 מן הזרם הנקוב. תנאי ההגנה הבסיסי הוא שזרם העבודה אינו עולה על הזרם הנקוב של המבטח, וזה המזערי מבין הערכים התקניים שמעל 33 אמפר הוא 40 אמפר. מפסק אוטומטי זעיר תלת מופעי לזרם נקוב של 40 אמפר עונה על התנאי ומגן על המעגל.
חישוב
Ib = 33 A ≤ In = 40 A
הערך התקני הקטן ביותר שמעל 33 A
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 1
”מפסק אוטומטי זעיר“ – מפסק אוטומטי שאינו ניתן לכוונון;
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), נספח – מקדמי I2
| מפסק אוטומטי זעיר (מא"ז) | | 1.45 × In |
עיקרון הנדסי — בחירת זרם נקוב של מבטח
תמצית הדרישה: Ib ≤ In ≤ I'z; סדרת הזרמים הנקובים התקנית של מא״ז: 25, 32, 40, 50, 63 אמפר — הערך התקני הראשון שאינו קטן מ-33 אמפר הוא 40 אמפר.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: אין בתקנות איסור על מפסק אוטומטי זעיר במעגל סופי.
- תשובה 3: 63 אמפר גבוה מדי לזרם עבודה של 33 אמפר, ומפסק מגן לזרם דלף אינו מחליף התאמת זרם נקוב.
- תשובה 4: אין בתקנות הגבלה של זרם עבודה במעגל סופי תלת מופעי ל-16 אמפר.
שאלה 910קוד 07023ודאות מלאה
לוח חשמל משני במבנה תעשייתי מוזן במתח נמוך מהלוח הראשי באמצעות כבל תלת מופעי רב גידי עם מוליכי אלומיניום בעלי בידוד 90 מעלות צלסיוס. הכבל מוגן ביציאה מהלוח הראשי באמצעות מבטח להגנה בפני זרם קצר בלבד. באיור שלהלן מוצג אופיין"זרם-זמן"של המבטח המגן על כבל הזינה ללוח הנ"ל. בהסתמך על אופיין זה ובהתאם לדרישת התקנות להגנה מפני זרם קצר בלבד, מהו שטח החתך המינימלי הסטנדרטי של כבל שיש לבחור, בכדי שיתפתח במעגל זה זרם קצר שיסולק בוודאות תוך 0.5 שניות?
S = 150 mm².
S = 70 mm².
S = 120 mm².
S = 35 mm²
התשובה הנכונה: 2
הסבר
קוראים באופיין את הזרם שבו הסילוק מובטח בתוך 0.5 שניות. מכיוון שהאופיין מוצג כפס שבין זמן מזערי לזמן מרבי, הערך שמבטיח סילוק ודאי הוא הקצה הימני של הפס בזמן 0.5 שניות, ושם הזרם הוא כ-7.7 קילו-אמפר. תנאי ההגנה בפני זרם קצר קובע שהמוליך יעמוד בזרם זה למשך זמן הסילוק, לפי היחס שבין ריבוע מכפלת מקדם החומר בחתך לבין ריבוע הזרם. עבור מוליכי אלומיניום בבידוד פוליאתילן מוצלב, שטמפרטורת העבודה שלו 90 מעלות, מקדם החומר הוא 94. החישוב נותן חתך מזערי של כ-58 ממ"ר, ולכן החתך התקני הקטן ביותר המתאים הוא 70 ממ"ר.
חישוב
קריאת האופיין ב-0.5 שנייה: קצה ימני ≈ 7.7 kA
S ≥ I·√tk = 7700 × √0.594 = 57.9 ממ"ר ⇐ חתך תקני 70 ממ"ר
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 10
חתך מוליכי המעגל ומבטחו יותאמו כך שבזרם קצר ינותק המעגל על ידי מבטחו בתוך זמן שלא יעלה על הזמן המתקבל מהנוסחה שלהלן, אך לא יותר מאשר 5 שניות... t = (k·S / Ik min)²
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 10 – טבלת מקדם k
| חומר המוליך | בידוד 70°C | בידוד 90°C | | נחושת | 115 | 143 | | אלומיניום | 76 | 94 |
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 150 ממ"ר גדול הרבה מן הנדרש ואינו החתך המזערי.
- תשובה 3: 120 ממ"ר גדול מן הנדרש ואינו המזערי.
- תשובה 4: 35 ממ"ר עומד רק בכ-4.6 קילו-אמפר למשך 0.5 שנייה, פחות מן הזרם שבאופיין.
שאלה 911קוד 07023ודאות מלאה
לוח חשמל משני במבנה תעשייתי מוזן במתח נמוך מהלוח הראשי באמצעות כבל תלת מופעי רב גידי עם מוליכי נחושת בעלי בידוד 90 מעלות צלסיוס. הכבל מוגן ביציאה מהלוח הראשי באמצעות מבטח להגנה בפני זרם קצר בלבד. באיור שלהלן מוצג אופיין"זרם-זמן"של המבטח המגן על כבל הזינה ללוח הנ"ל. בהסתמך על אופיין זה ובהתאם לדרישת התקנות להגנה מפני זרם קצר בלבד, מהו שטח החתך המינימלי הסטנדרטי של כבל שיש לבחור, בכדי שיתפתח במעגל זה זרם קצר שיסולק בוודאות תוך 300 מילי-שניות?
S = 35 mm².
S = 70 mm².
S = 10 mm².
S = 50 mm²
התשובה הנכונה: 1
הסבר
החתך המזערי נגזר מן הזרם שבו הסילוק מובטח בזמן הנתון: הזרם שבו הסילוק מובטח בתוך 300 מילי-שניות נקרא באופיין בקצה הימני של הפס והוא כ-8.9 קילו-אמפר. עבור מוליכי נחושת בבידוד פוליאתילן מוצלב מקדם החומר הוא 143, והחישוב נותן חתך מזערי של כ-34 ממ"ר. החתך התקני הקטן ביותר המתאים הוא 35 ממ"ר.
חישוב
קריאת האופיין ב-0.3 שנייה: קצה ימני ≈ 8.9 kA
S ≥ 8900 × √0.3143 = 34.1 ממ"ר ⇐ חתך תקני 35 ממ"ר
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 10
חתך מוליכי המעגל ומבטחו יותאמו כך שבזרם קצר ינותק המעגל על ידי מבטחו בתוך זמן שלא יעלה על הזמן המתקבל מהנוסחה שלהלן, אך לא יותר מאשר 5 שניות... t = (k·S / Ik min)²
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 10 – טבלת מקדם k
| חומר המוליך | בידוד 70°C | בידוד 90°C | | נחושת | 115 | 143 | | אלומיניום | 76 | 94 |
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: 70 ממ"ר גדול פי שניים מן הנדרש ואינו החתך המזערי.
- תשובה 3: 10 ממ"ר עומד רק בכ-2.6 קילו-אמפר למשך 0.3 שנייה.
- תשובה 4: 50 ממ"ר גדול מן הנדרש ואינו החתך התקני המזערי.
שאלה 1070קוד 11261ודאות מלאה
המקדם k הנתון בתקנה 10(א) בתקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), התשע"ד-2014, מוצג בטבלה שלהלן: נחושת – 115 בבידוד 70°C ו-143 בבידוד 90°C; אלומיניום – 76 בבידוד 70°C ו-94 בבידוד 90°C. המקדם משמש כערך שתלוי בסוג חומר המוליך, בבידוד ובפרמטרים נוספים, והוא חלק מן הנוסחה S = √I²tk. מהו המקדם k כפי שהוא נתון במקור?
מקדם קבוע לפי הערכים הנתונים בטבלה.
פרמטר מחושב לפי הנוסחה k = Ikmin·√tS.
פרמטר מחושב לפי הנוסחה k = √Qc(β+20)ρ20 · ln(β+θfβ+θi).
פרמטר מחושב לפי הנוסחה k = (Ikmin·√tS) · √Qc(β+20)ρ20 · ln(β+θfβ+θi).
התשובה הנכונה: 3
הסבר
המקדם k שבתקנה 10 אינו קבוע שרירותי אלא פרמטר פיזיקלי הנגזר מתכונות החומר: הוא מחושב כשורש של המכפלה בין היחס שבין הקיבול התרמי הנפחי לבין ההתנגדות הסגולית בעשרים מעלות, לבין הלוגריתם הטבעי של היחס שבין הטמפרטורה הסופית המותרת לבין הטמפרטורה ההתחלתית, כששתיהן מוסטות בקבוע החומר β. הטבלה שבתקנה אינה אלא תוצאות החישוב הזה עבור ארבעה צירופים נפוצים של חומר מוליך וסוג בידוד. הנוסחה השלמה היא זו שבתשובה השלישית.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60364-4-43 נספח A
k = √( Qc(β+20)/ρ20 · ln((β+θf)/(β+θi)) ), כאשר Qc הקיבול התרמי הנפחי, β ההופכי של מקדם הטמפרטורה של ההתנגדות ב-0°C, ρ20 ההתנגדות הסגולית ב-20°C, θi הטמפרטורה ההתחלתית ו-θf הטמפרטורה הסופית.
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 10 – טבלת מקדם k
| חומר המוליך | בידוד 70°C | בידוד 90°C | | נחושת | 115 | 143 | | אלומיניום | 76 | 94 |
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הערכים שבטבלה הם תוצאה של החישוב, והמקדם עצמו מוגדר במקור בנוסחה.
- תשובה 2: הביטוי שבתשובה זו הוא סידור מחדש של נוסחת החתך S = Ik·√t/k ואינו הגדרת המקדם.
- תשובה 4: התשובה מכפילה את הנוסחה הנכונה בביטוי של נוסחת החתך, ואין לכך מקור.
שאלה 1073קוד 11231ודאות מלאה
בתקנה 6 לתקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), נדרש כי מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר יקיים את הדרישות הבאות: (1) Ib ≤ In ≤ I'z ; (2) I2 ≤ 1.45·I'z. בטבלת ערכי I2 שבתקנה נקבע כי עבור מפסק אוטומטי הניתן לכוונון I2 = 1.3 × In. הצבת נתון זה בדרישה השנייה מובילה לאי-השוויון 0.89·In ≤ I'z. על בסיס הנתונים, בחירת מפסק אוטומטי הניתן לכוונון וחתך מוליכי המעגל תיקבע לפי:
התנאי הראשון בלבד: In ≤ I'z
התנאי השני, לאחר ההצבה: 0.89·In ≤ I'z
שני התנאים יחד.
שני התנאים יחד, ותנאי נוסף חובה: I2 = 1.3·In
התשובה הנכונה: 1
הסבר
שני התנאים שבתקנה 6 הם: זרם העבודה קטן או שווה לזרם הנקוב של המבטח, והזרם הנקוב קטן או שווה לזרם המתמיד המרבי המתוקן; וכן זרם הפעולה המובטח של המבטח קטן או שווה ל-1.45 מן הזרם המתמיד המרבי המתוקן. במפסק אוטומטי הניתן לכוונון זרם הפעולה המובטח הוא 1.3 מן הזרם הנקוב, ולכן התנאי השני נותן שהזרם הנקוב לא יעלה על 1.12 מן הזרם המתמיד המרבי המתוקן. תנאי זה רופף יותר מן התנאי הראשון, הדורש שהזרם הנקוב לא יעלה כלל על הזרם המתמיד המרבי המתוקן. מכאן שכל בחירה המקיימת את התנאי הראשון מקיימת ממילא גם את השני, והבחירה נקבעת בפועל לפי התנאי הראשון בלבד. שונה המצב בנתיך, שבו זרם הפעולה המובטח הוא 1.6 מן הזרם הנקוב, ואז דווקא התנאי השני הוא המחמיר. ועדת הפירושים הביאה את המפסק הניתן לכוונון כדוגמה בדיוק למקרה שבו התנאי הראשון הוא המחמיר ולכן הוא הקובע.
חישוב
1.3·In ≤ 1.45·I'z ⇒ In ≤ 1.115·I'z
מול התנאי הראשון In ≤ I'z ⇐ הראשון מחמיר
המקור
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6
מבטח המגן על מוליך מפני זרם העמסת יתר בלבד, יתאים לכל הדרישות האלה: Ib ≤ In ≤ I'z ; I2 ≤ 1.45 × I'z ; I'z = Iz × c
תקנות החשמל (העמסה והגנה על מוליכים מבודדים וכבלים במתח נמוך), תקנה 6 – טבלת I2
| מפסק אוטומטי זעיר (מא"ז) | | 1.45 × In |
החלטת ועדת הפירושים 10-13 — מבטח להגנה בפני זרם העמסת יתר, תשובת הוועדה
התנאי המחמיר יותר הוא הקובע, מפני שהוא מתאים גם לתנאי המקל ... מוליך המוגן באמצעות מבטח מסוג מפסק אוטומטי הניתן לכיוונון: במקרה זה, התנאי הראשון הוא המחמיר, ואילו השני המקל יותר, ולכן התנאי הראשון הוא הקובע.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: התנאי השני לאחר ההצבה רופף יותר ואינו מגביל את הבחירה
- תשובה 3: פורמלית יש לקיים את שני התנאים, אך התנאי השני מתקיים מאליו והבחירה נקבעת לפי הראשון.
- תשובה 4: הערך 1.3·In הוא נתון הטבלה ולא תנאי נוסף.