מפסקים, מבטחים ואמצעי הגנה
מבחן הרישוי בחשמל · 21 שאלות · 21 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 141קוד 10032ודאות מלאה
איזו מבין הטענות הבאות נכונה בהקשר של מא"זים:
למא"זים מסוג B,C,D אופיין טרמי זהה.
מא"זים מסוג K משמשים להגנה על המעגלים המשניים של משני זרם.
מא"זים בעלי אופיין Z משמשים להגנה על מנועים עם זרם התנעה גבוה.
במא"זים אין תא כיבוי קשת כי הם מיועדים לזרמים קטנים יחסית.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
המא"זים מסוגים B, C ו-D נבדלים זה מזה בתחום השחרור המגנטי בלבד: פי שלושה עד חמישה, פי חמישה עד עשרה, ופי עשרה עד עשרים מן הזרם הנקוב בהתאמה. הרכיב התרמי, הפועל בעומס יתר מתמשך, זהה בשלושתם, ולכן גם אופיין הזמן-זרם בתחום התרמי זהה.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60898-1
אופייני המא"זים מסוגים B, C ו-D נבדלים זה מזה בתחום השחרור המגנטי בלבד (3–5, 5–10 ו-10–20 מן הזרם הנקוב בהתאמה); אופיין השחרור התרמי משותף להם.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: אין להתקין מא"ז במעגל המשני של משנה זרם; מעגל זה חייב להיות סגור תמיד.
- תשובה 3: אופיין Z הוא אופיין רגיש במיוחד, המיועד למעגלים אלקטרוניים ולא למנועים; למנועים בעלי זרם התנעה גבוה מיועדים אופייני D או K.
- תשובה 4: גם במא"זים קיים תא לכיבוי הקשת.
שאלה 157קוד 10048ודאות מלאה
נתון מפסק עם זרם נומינלי של 250A המותקן בלוח משנה. המפסק הוא מסוג LSI כאשר תחומי הכיוון הם: L: (0.4-1) X In, S: (3-10) X In, I: (1.5-12) X In עפ"י עכבת לולאת התקלה, זרם הקצר לאדמה הצפוי להתפתח במתקן הוא 700A. כיצד יש לכוון את ההגנות בכדי שהמפסק יגיב לזרם הקצר הצפוי?
נכוון את Lל- XIn1.
נכוון את S או I ל- XIn3.
נכוון את I ל- XIn1.5.
נכוון את I ל- XIn3
התשובה הנכונה: 3
הסבר
מפסק בעל הגנות אלקטרוניות מסוג LSI כולל שלוש הגנות: הגנת עומס יתר מושהית, הגנת קצר מושהית והגנה מיידית. זרם הקצר הצפוי, 700 אמפר, הוא פי 2.8 מן הזרם הנקוב של 250 אמפר. תחום הכיוון של הגנת הקצר המושהית מתחיל בפי שלושה, כלומר 750 אמפר, ולכן היא כלל אינה יכולה להגיב לזרם של 700 אמפר. תחום ההגנה המיידית מתחיל בפי 1.5, כלומר 375 אמפר, ולכן כיוונה לערך זה מבטיח תגובה מיידית לזרם הצפוי.
חישוב
Ik = 700 A = 2.8 × 250 A
S מתחיל ב-3×In = 750 A > 700 A
I ניתן לכוונון ל-1.5×In = 375 A < 700 A
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-2
יחידת הגנה אלקטרונית מסוג LSI כוללת השהיית זמן ארוך (L), השהיית זמן קצר (S) והגנה מיידית (I), שכל אחת מהן ניתנת לכוונון בתחום המצוין.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הגנת L היא הגנת עומס יתר, ותגובתה לזרם זה תהיה מושהית מאוד.
- תשובה 2: בכיוון של פי שלושה הסף הוא 750 אמפר, מעל זרם הקצר הצפוי.
- תשובה 4: כיוון ההגנה המיידית לפי שלושה נותן סף של 750 אמפר, מעל הזרם הצפוי.
שאלה 266קוד 18003ודאות מלאה
בבדיקת זמני ההפסקה של מפסק מגן לזרם דלף 30mA, נמצא שבזרם דלף של 150mA הפסיק המפסק תוך פרק זמן של 80 מילי שניות. האם המפסק המגן תקין?
כן, פרק הזמן המותר להפסקה הוא עד 300 מילי שניות.
כן, פרק הזמן המותר הוא עד 150 מילי שניות.
לא, פרק הזמן המותר הוא עד 50 מילי שניות.
לא, פרק הזמן המותר הוא עד 40 מילי שניות.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
זמני ההפסקה המרביים של מפסק מגן נקבעים בתקן לפי כפולות של זרם ההפעלה הנקוב: בזרם הנקוב עצמו עד 300 מילי-שניות, בכפל הזרם הנקוב עד 150 מילי-שניות, ובפי חמישה מן הזרם הנקוב עד 40 מילי-שניות. זרם הדלף שבבדיקה, 150 מילי-אמפר, הוא בדיוק פי חמישה מזרם ההפעלה הנקוב של 30 מילי-אמפר, ולכן הזמן המותר הוא 40 מילי-שניות. המפסק הפסיק בתוך 80 מילי-שניות, כפליים מן המותר, ולכן אינו תקין.
חישוב
150 mA30 mA = 5 × I∆n ⇐ זמן מרבי 40 ms
נמדד 80 ms ⇐ נכשל
המקור
תקן ישראלי, ת"י 61008 חלק 1 (IEC 61008-1)
זמני ההפסקה המרביים של מפסק מגן מן הסוג הכללי: בזרם I∆n – 0.3 שניות; ב-2I∆n – 0.15 שניות; ב-5I∆n – 0.04 שניות.
תקנות החשמל (הארקות ואמצעי הגנה בפני חישמול במתח עד 1000 וולט), תקנה 72
כושר פעולתו של מפסק מגן ייבדק מזמן לזמן בפרקי זמן סבירים; על אף האמור בתקנה 2 מותר שבדיקה כאמור תבוצע בידי אדם שאינו חשמלאי.
עיקרון הנדסי — זמני ההפסקה של מפסק מגן (ת״י 61008-1 / IEC 61008-1)
תמצית הדרישה: מפסק מגן כללי: בזרם הדלף הנקוב IΔn — עד 300 מילי-שניות; ב-2·IΔn — עד 150 מילי-שניות; ב-5·IΔn — עד 40 מילי-שניות.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 300 מילי-שניות הוא הזמן המותר בזרם ההפעלה הנקוב עצמו, כלומר ב-30 מילי-אמפר
- תשובה 2: 150 מילי-שניות הוא הזמן המותר בכפל הזרם הנקוב, כלומר ב-60 מילי-אמפר.
- תשובה 3: 50 מילי-שניות אינו אחד מערכי התקן.
שאלה 626קוד 08220ודאות מלאה
איזה מבין הסימנים הבאים מתאר אמצעי המתאים לניתוק בזרם קצר?
התשובה הנכונה: 3
הסבר
בסימון המקובל נבדלים אמצעי הניתוק זה מזה בסימן שמצטרף למגע: עיגול מציין מנתק, שתפקידו יצירת נתק גלוי בלבד ואינו מיועד לניתוק זרם; חצי-עיגול מלא מציין מנתק עומס, המסוגל לנתק זרם עבודה אך לא זרם קצר; וסימן X מציין מפסק אוטומטי — האמצעי היחיד המיועד לניתוק זרם קצר. הסימן שבתמונה השלישית הוא זה שנושא את סימן ה-X.
המקור
סימני אבזרי מיתוג בתרשימים חשמליים — IEC 60617, —
תמצית הדרישה: עיגול במגע — מנתק (יצירת נתק, בלא יכולת ניתוק זרם); חצי עיגול — מנתק עומס (ניתוק זרם עבודה); איקס — מפסק אוטומטי (ניתוק זרם קצר)
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: העיגול מציין מנתק, שאינו מיועד לניתוק זרם כלל.
- תשובה 2: העיגול עם הקו מציין מנתק בעל תוספת סימון, ואינו מפסק אוטומטי.
- תשובה 4: חצי העיגול מציין מנתק עומס, המסוגל לנתק זרם עבודה אך לא זרם קצר.
שאלה 627קוד 08221ודאות מלאה
בתרשים מופיעה רשת חשמל. האותיות A, B, C מתארות נקודות שבהן התרחש קצר במערכת. כאשר מתרחש קצר באחת מהנקודות: A, B, C, מתפתחים זרמי קצר: Isc1, Isc2, Isc3, Isc4, Isc5. בהנחה שכל המפסקים זהים, וכל זרמי הקצר שווים בגודלם (כלומר Isc1=Isc2=Isc3=Isc4=Isc5=Isc.) לאיזה זרם קצר צריך להתאים את כושר הניתוק של המפסקים, כאשר המגשר סגור?
המפסקים צריכים להתאים לזרם קצר של- 5 X Isc.
המפסקים צריכים להתאים לזרם קצר של- 4 X Isc.
המפסקים צריכים להתאים לזרם קצר של- 3 X Isc.
המפסקים צריכים להתאים לזרם קצר של- 2 X Isc.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
כושר הניתוק של מפסק נקבע לפי הזרם המרבי שהמפסק עצמו נדרש להפסיק, ולא לפי סך זרם הקצר הזורם אל נקודת התקלה. במערכת שבתרשים יש חמישה מקורות המזינים את פסי הצבירה: השנאים T1 ו-T2, הגנרטור A, השנאי T3 המזין חזרה מלמטה, והמנוע M שבזמן הקצר פועל כגנרטור. כשהמגשר סגור מתחברות שתי מחציות פס הצבירה, וכל חמשת המקורות מזינים כל תקלה. הקצר בנקודה A מתרחש בקטע שבין השנאי T1 לבין מפסק הכניסה שלו: השנאי T1 מזין את התקלה במישרין, ואילו ארבעת המקורות האחרים מזינים אותה דרך מפסק הכניסה של T1. אותו מפסק נדרש אפוא להפסיק ארבעה זרמי קצר — 4·Isc, וזהו הזרם הגדול ביותר שמפסק בודד רואה בשלוש נקודות התקלה המסומנות.
חישוב
קצר ב-A: דרך מפסק הכניסה של T1 זורמים Isc2 + Isc3 + Isc4 + Isc5 = 4·Isc
קצר ב-B (פס שמאלי): דרך המגשר זורמים Isc3 + Isc4 = 2·Isc
קצר ב-C (פס ימני): דרך המגשר זורמים Isc1 + Isc2 + Isc5 = 3·Isc
המרבי: 4·Isc
המקור
כושר ניתוק של מפסק זרם — IEC 60947-2, —
תמצית הדרישה: כושר הניתוק הנדרש ממפסק נקבע לפי זרם הקצר הצפוי הזורם דרך המפסק עצמו בעת תקלה, ולא לפי סך זרם הקצר בנקודת התקלה
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 5·Isc הוא סך הזרם הנכנס אל נקודת התקלה מכל חמשת המקורות. מפסק בודד לעולם אינו רואה אותו, שכן מקור אחד לפחות מזין את התקלה שלא דרכו.
- תשובה 3: 3·Isc הוא הזרם שדרך המגשר בקצר בנקודה C, ואינו המרבי.
- תשובה 4: 2·Isc הוא הזרם שדרך המגשר בקצר בנקודה B, והוא הקטן מבין השלושה.
שאלה 630קוד 08223ודאות מלאה
בבית פרטי חדש נדרש להתקין מפסק מגן לזרם דלף. איזה מבין הדגמים הבאים, אסור לשימוש במקרה זה?
התשובה הנכונה: 2
הסבר
ארבעת הסמלים מתארים ארבעה טיפוסים של מפסק מגן, והם נבדלים בצורות הגל שהמפסק מסוגל לגלות. הסמל השני מכיל גל סינוס אחד בלבד — זהו טיפוס AC, המגלה זרם דלף חילופין נקי בלבד. הסמלים האחרים מוסיפים לגל הסינוס צורות נוספות: גל פועם — טיפוס A, גל פועם וקו ישר — טיפוס B, וגל פועם ותדר גבוה — טיפוס F. בדירה חדשה מותקנים היום מכשירים רבים בעלי רכיבי אלקטרוניקה — מקורות מיתוג, מהפכים ומשני תדר — שזרם הדלף שלהם אינו סינוס נקי אלא זרם ישר פועם. מפסק מטיפוס AC עלול שלא לגלות דלף כזה ואף להיחסם על ידו, ולכן אסור להתקינו במיתקן חדש.
המקור
ת"י 60364 חלק 5-53 — מיתקני חשמל במתח נמוך: בחירת ציוד חשמלי והתקנתו (מבוסס על IEC 60364-5-53), 531
תמצית הדרישה: מפסק מגן מטיפוס AC אינו מגלה זרם דלף ישר פועם ולכן לא ישמש להגנה במיתקנים חדשים; טיפוס A מגלה זרם דלף חילופין וזרם ישר פועם, טיפוס F מוסיף רכיבי תדר גבוה, וטיפוס B מגלה גם זרם ישר חלק
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הסמל הראשון — סינוס, גל פועם וקו ישר — הוא טיפוס B, המגלה גם זרם ישר חלק. הוא הרחב מכולם ומותר לשימוש.
- תשובה 3: הסמל השלישי — סינוס וגל פועם — הוא טיפוס A, וזה בדיוק הטיפוס שנדרש היום כמינימום בדירה חדשה.
- תשובה 4: הסמל הרביעי — סינוס, גל פועם וגל תדר גבוה — הוא טיפוס F, המיועד למעגלים המזינים משני תדר, והוא רחב מטיפוס A.
שאלה 631קוד 08223ודאות מלאה
בבית פרטי חדש נדרש להתקין מפסק מגן לזרם דלף. איזה מבין הדגמים הבאים, אסור לשימוש במקרה זה?
Type A.
Type B.
Type AC.
Type S.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
טיפוסי מפסק המגן נבדלים בצורות גל הדלף שהם מסוגלים לגלות. טיפוס AC מגלה זרם דלף חילופין סינוסי בלבד. בדירה חדשה מותקנים מכשירים רבים בעלי רכיבי אלקטרוניקה — מקורות מיתוג, מהפכים למזגנים ולמכונות כביסה, עמדות טעינה ומערכות סולאריות — וזרם הדלף שלהם כולל רכיב ישר פועם. רכיב כזה אינו מזוהה על ידי מפסק מטיפוס AC ואף עלול להרוות את שנאי הגילוי שבו ולשתק אותו גם בפני דלף חילופין. מכאן שטיפוס AC אסור לשימוש במיתקן חדש, והמינימום הנדרש הוא טיפוס A.
המקור
ת"י 60364 חלק 5-53 — מיתקני חשמל במתח נמוך: בחירת ציוד חשמלי והתקנתו (מבוסס על IEC 60364-5-53), 531
תמצית הדרישה: מפסק מגן מטיפוס AC אינו מגלה זרם דלף ישר פועם ולכן לא ישמש להגנה במיתקנים חדשים; טיפוס A מגלה זרם דלף חילופין וזרם ישר פועם, טיפוס F מוסיף רכיבי תדר גבוה, וטיפוס B מגלה גם זרם ישר חלק
תקנות החשמל (התקנת לוחות במתח עד 1000 וולט), התשנ"א-1991, תקנה 33
לוח במיתקן דירתי יצויד במפסק מגן, אחד או יותר, כך שכל מעגל סופי במיתקן יוגן בפני זרם דלף העולה על 0.030 אמפר
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: טיפוס A מגלה זרם דלף חילופין וזרם ישר פועם, והוא הטיפוס הנדרש כמינימום בדירה חדשה.
- תשובה 2: טיפוס B מגלה גם זרם ישר חלק, והוא הרחב מכולם. הוא מותר, ואף נדרש בעמדות טעינה מסוימות.
- תשובה 4: טיפוס S הוא מפסק בעל השהיה המשמש למידור בין מפסקי מגן בטור. אין איסור עליו כשלעצמו, אך אינו יכול לשמש כמפסק היחיד ברגישות 30 מיליאמפר.
שאלה 647קוד 08221ודאות מלאה
בתרשים מופיעה רשת חשמל. האותיות C,B,A מתארות נקודות שבהן התרחש קצר במערכת. כאשר מתרחש קצר באחת מהנקודות: C,B,A מתפתחים זרמי קצר: Isc1, Isc2, Isc3, Isc4, Isc5. בהנחה שכל המפסקים זהים, וכל זרמי הקצר שווים בגודלם (כלומר Isc1=Isc2=Isc3=Isc4=Isc5=Isc.) לאיזה זרם קצר צריך להתאים את כושר הניתוק של המפסקים, כאשר המגשר פתוח?
המפסקים צריכים להתאים לזרם קצר של- 1 X Isc.
המפסקים צריכים להתאים לזרם קצר של- 2 X Isc.
המפסקים צריכים להתאים לזרם קצר של- 3 X Isc.
המפסקים צריכים להתאים לזרם קצר של- 4 X Isc.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
פתיחת המגשר מפצלת את פס הצבירה לשתי מחציות עצמאיות. במחצית השמאלית נותרים שלושה מקורות — השנאי T1, הגנרטור A והשנאי T3 המזין מלמטה — ובמחצית הימנית שניים: השנאי T2 והמנוע M, שבזמן קצר פועל כגנרטור. הקצר בנקודה A מתרחש בין השנאי T1 לבין מפסק הכניסה שלו, ולכן דרך אותו מפסק זורמות תרומות שני המקורות האחרים שבמחצית השמאלית בלבד — 2·Isc. בקצרים בנקודות B ו-C, שהם על פסי הצבירה עצמם, כל מפסק נושא את תרומת מקור אחד בלבד. הזרם הגדול ביותר שמפסק בודד נדרש להפסיק הוא אפוא 2·Isc.
חישוב
מגשר פתוח: מחצית שמאלית — T1, A, T3 | מחצית ימנית — T2, M
קצר ב-A: דרך מפסק הכניסה של T1 זורמים Isc2 + Isc5 = 2·Isc
קצר ב-B ובנקודה C: כל מפסק נושא תרומת מקור אחד = 1·Isc
המרבי: 2·Isc
המקור
כושר ניתוק של מפסק זרם — IEC 60947-2, —
תמצית הדרישה: כושר הניתוק הנדרש ממפסק נקבע לפי זרם הקצר הצפוי הזורם דרך המפסק עצמו בעת תקלה, ולא לפי סך זרם הקצר בנקודת התקלה
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: בקצר בנקודה A זורמות דרך מפסק הכניסה של T1 שתי תרומות — של הגנרטור A ושל השנאי T3.
- תשובה 3: 3·Isc הוא סך תרומות המחצית השמאלית אל נקודת תקלה שבתוכה, ולא הזרם שדרך מפסק בודד.
- תשובה 4: 4·Isc הוא הזרם שדרך מפסק הכניסה של T1 כאשר המגשר סגור, ולא כשהוא פתוח.
שאלה 759קוד 25011ודאות מלאה
להלן תוכנית חשמל של לוח הכולל הזנה משני מקורות אספקה ומערכת החלפה. מה הטענה הנכונה בהתייחס למתח הפיקוד של בקר מערכת ההחלפה?
במקרה זה נדרש לחבר את מתח הפיקוד לפני המפסקים הראשיים.
נדרש לחבר את מתח הפיקוד אחרי המפסק הראשי של כל מקור אספקה.
מתח הפיקוד חייב להיות מוזן ממקור אספקה אחר כגון, מערכת אל-פסק.
נדרש לחבר את מתח הפיקוד אחרי המפסק הראשי מצד רשת חשמל בלבד.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
בתרשים זה אין מגענים: המפסקים הראשיים QE ו-QG הם מפסקים ממונעים והם עצמם אמצעי ההחלפה. כאשר אמצעי ההחלפה הוא המפסק הראשי, חייבים לקחת את מתח הפיקוד במעלהו, כלומר לפני המפסקים הראשיים; אחרת, ברגע שהמפסק נפתח היה הבקר מאבד את מתח הפיקוד שלו ולא היה יכול לחזור ולסגור אותו. בתרשים אכן נלקח מתח הפיקוד משני הצדדים לפני המפסקים הראשיים, וזו הדרישה הנכונה. התקנות מכריעות זאת: כאשר המפסק המחלף משמש גם מפסק ראשי, מותר לחבר את התקן הבקרה על קיום המתח לפני המפסק הראשי — וזה בדיוק המקרה כאן, שבו המפסקים הראשיים הממונעים הם אמצעי ההחלפה.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-6-1
חישת המתח של בקר מערכת החלפה אוטומטית תיעשה בצד הקו של אמצעי ההחלפה, כך שכל היעדר מתח במורד מקור הזינה יזוהה ויגרום להחלפה.
תקנות החשמל (התקנת גנרטורים למתח נמוך), תקנה 11(ב)
משמש מפסק־מחלף גם כמפסק ראשי יהיה הוא בעל מצב ביניים ”מופסק“ ובמקרה זה מותר שהתקן בקרה על קיום או חוסר מתח בקו הזינה של חברת חשמל, יחובר לפני המפסק הראשי שבקו האמור.
החלטת ועדת הפירושים 08-78 — התקנת מפוחים לפינוי עשן ומדפי אש במבני ציבור, תשובת הוועדה
בהתאם להגדרה זו, באופן עקרוני אין להזין כל צרכן לפני המפסק הראשי. יחד עם זאת, קיימים מקרים ספציפיים המפורטים בתקנות החשמל שלגביהם החליט המחוקק כי מותר להזין צרכן ספציפי לפני מפסק ראשי; למשל: בתקנת משנה 11(ב) לתקנות החשמל (התקנת גנרטורים) ...
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: חיבור אחרי המפסק הראשי של כל מקור היה משתק את הבקר ברגע שהמפסק הממונע נפתח.
- תשובה 3: אין דרישה להזין את מתח הפיקוד ממקור שלישי.
- תשובה 4: חישה בצד הרשת בלבד אינה מאפשרת לבקר לוודא שמתח הגנרטור תקין לפני ההחלפה.
שאלה 776קוד 10048ודאות מלאה
בלוח ראשי מותקן מפסק עם זרם נומינלי של 3X630Aהמגן על לוח משנה. המפסק כולל הגנות אלקטרוניות מסוג LSI ועכבת לולאת התקלה שנמדדה בלוח המשנה היא mΩ92. כיצד יש לכוון את ההגנות בכדי שמפסק הזרם יגן על לוח המשנה בפני הזרם קצר צפוי לאדמה?
נכוון את L ל-1Xin.
נכוון את S או I ל-3Xin.
נכוון את S ל-5Xin.
נכוון את S ל-10Xin.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
זרם הקצר לאדמה מחושב ממתח המופע חלקי עכבת לולאת התקלה: 230 חלקי 0.092 אוהם, כלומר כ-2,500 אמפר. ביחס לזרם הנקוב של המפסק, 630 אמפר, זהו כמעט פי ארבעה. כיוון הגנת הקצר המושהית או ההגנה המיידית לפי שלושה מן הזרם הנקוב נותן סף של 1,890 אמפר, נמוך מזרם הקצר הצפוי, ולכן המפסק יגיב. כיוון לפי חמישה או לפי עשרה היה נותן ספים של 3,150 ו-6,300 אמפר, גבוהים מזרם הקצר הצפוי, והמפסק לא היה מגיב.
חישוב
Ik = 2300.092 = 2500 A = 3.97 × 630 A
סף בכיוון 3×In = 1890 A < 2500 A ✓
5×In = 3150 A ✗
10×In = 6300 A ✗
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-2
יחידת הגנה אלקטרונית מסוג LSI כוללת השהיית זמן ארוך (L), השהיית זמן קצר (S) והגנה מיידית (I), שכל אחת מהן ניתנת לכוונון בכפולות של הזרם הנקוב.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הגנת L היא הגנת עומס יתר ותגובתה מושהית מאוד.
- תשובה 3: סף של פי חמישה, 3,150 אמפר, גבוה מזרם הקצר הצפוי.
- תשובה 4: סף של פי עשרה, 6,300 אמפר, גבוה בהרבה מזרם הקצר הצפוי.
שאלה 778קוד 18004ודאות מלאה
נתון אופיין זרם/זמן של מא"זים מסוג B ו-C. בהתאם לאופיינים המוצגים, איזו תשובה היא נכונה?
מא"ז מדגם B16 יפסיק בוודאות בזרם ישר של 100A בפרק זמן של 6 שניות.
מא"ז מדגם C20 יפסיק בוודאות בזמן של בין שניה לעשר שניות בזרם חילופין של 100A.
מא"ז מדגם C16 מבטיח ניתוק מידי בזרם ישר, בערך הנמוך ממא"ז מדגם B32.
מא"ז מדגם B20 יפסיק בוודאות בזרם חילופין של 100A לפני מא"ז מדגם C25.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
האופיינים שבאיור מציגים לכל סוג שני תחומי שחרור מגנטי: בזרם חילופין ובזרם ישר. במא"ז מסוג B התחום בזרם חילופין הוא פי שלושה עד פי חמישה מן הזרם הנקוב, ובמא"ז מסוג C פי חמישה עד פי עשרה. מא"ז B20 בזרם תקלה של 100 אמפר נמצא בדיוק בפי חמישה מזרמו הנקוב, כלומר בגבול העליון של תחומו המגנטי, ולכן השחרור המגנטי מובטח והוא יפסיק בתוך עשירית שנייה. מא"ז C25 באותו זרם נמצא בפי ארבעה בלבד מזרמו הנקוב, כלומר עדיין בתחום התרמי, וקריאת האופיין נותנת שם כשתי שניות עד אחת עשרה שניות. לכן B20 יפסיק בוודאות לפני C25.
חישוב
B20 ב-100 A = 5×In ⇐ שחרור מגנטי מובטח (עד 0.1 שנייה)
C25 ב-100 A = 4×In ⇐ תחום תרמי, כ-2 עד 11 שניות
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60898-1
תחומי השחרור המגנטי בזרם חילופין: אופיין B – פי 3 עד 5 מן הזרם הנקוב; אופיין C – פי 5 עד 10; שחרור מגנטי מובטח בגבול העליון של התחום.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: B16 ב-100 אמפר הוא פי 6.25 מזרמו הנקוב, כלומר בתוך תחום השחרור המגנטי בזרם ישר (פי 3 עד פי 7); ההפסקה תהיה במאיות שנייה ולא בשש שניות.
- תשובה 2: C20 ב-100 אמפר הוא בדיוק פי חמישה מזרמו הנקוב, שם מתחיל התחום המגנטי בזרם חילופין; קריאת האופיין מראה שהפס יורד עד מאית שנייה, ולכן אין ודאות שההפסקה תיארך בין שנייה לעשר שניות
- תשובה 3: הניתוק המיידי המובטח בזרם ישר של C16 הוא בפי 18 מזרמו הנקוב, כלומר 288 אמפר, ואילו של B32 הוא בפי 7, כלומר 224 אמפר; הערך של C16 גבוה ולא נמוך.
שאלה 797קוד 29002ודאות מלאה
מגעים המופיעים בתמונה מוגדרים כמגעים של:
מגענים (קונטקטור.)
ממסר עומס יתר.
מפסק עם הגנות.
מנתק בעומס.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
בתמונה שלושה מגעים ראשיים (1-2, 3-4, 5-6) המופעלים יחד, ובקצה המגע הקבוע של כל אחד מהם מופיע חצי עיגול. לפי הסימול התקני, חצי עיגול על המגע הוא סימן הפעולה של מגען. במפסק עם הגנות מופיע במקום זה סימן X, ובמנתק בעומס קו ועיגול. ממסר עומס יתר מסומן באלמנט תרמי ולא במגעים ראשיים.
המקור
עיקרון הנדסי — סימול לפי IEC 60617
חצי עיגול על המגע הקבוע – מגען; X – מפסק זרם; קו ניצב – מנתק; קו ועיגול – מנתק בעומס.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: לממסר עומס יתר אין מגעים ראשיים עם סימן חצי עיגול; הוא מסומן באלמנט תרמי.
- תשובה 3: למפסק עם הגנות יש סימן X על המגע.
- תשובה 4: מנתק בעומס מסומן בקו ובעיגול, ולא בחצי עיגול.
שאלה 820קוד 26010ודאות מלאה
באופיין התגובה של המפסק הנתון התחום האדום מייצג הפסקה חמה, והתחום הכחול מייצג הפסקה קרה. פעולת ההפסקה בעומס יתר תתרחש:
בעומס יתר של כ-160 אמפר, בזמן בין 6 ל-30 שניות בהפסקה חמה, ובין 30 ל-100 שניות בהפסקה קרה.
בעומס יתר של כ-160 אמפר, בזמן בין 6 ל-30 שניות בהפסקה קרה, ובין 30 ל-100 שניות בהפסקה חמה.
בעומס יתר של כ-600 אמפר, בזמן בין 6 ל-30 שניות בהפסקה חמה, ובין 30 ל-100 שניות בהפסקה קרה.
בעומס יתר של כ-600 אמפר, בזמן בין 6 ל-30 שניות בהפסקה קרה, ובין 30 ל-100 שניות בהפסקה חמה.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
ציר המאוזן שבאופיין מדורג בכפולות של הזרם הנקוב, והמפסק שלפנינו (XT2 160) זרמו הנקוב 160 אמפר. הקו האנכי המקווקו חותך את הציר בדיוק בקו הרשת של פי ארבעה, כלומר בזרם של כ-640 אמפר, ובקירוב שבשאלה 600 אמפר. בנקודה זו רצועת ההפסקה החמה, המסומנת באדום, משתרעת בין 6 ל-30 שניות, ורצועת ההפסקה הקרה, המסומנת בכחול, משתרעת בין 30 ל-100 שניות. ההבדל נובע מכך שבהפסקה חמה המפסק כבר נשא זרם עומס והרכיב התרמי שלו מחומם, ולכן הוא מגיע לסף הניתוק מהר יותר.
חישוב
4 × In = 4 × 160 = 640 A ≈ 600 A
חם: 6 עד 30 שניות
קר: 30 עד 100 שניות
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-2
אופייני זמן-זרם של מפסקים אוטומטיים מוצגים ביחס לזרם הנקוב, ומוצגות בהם שתי רצועות: מצב קר, שבו המפסק לא נשא זרם קודם לתקלה, ומצב חם, שבו נשא את זרמו הנקוב עד להתייצבות תרמית.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 160 אמפר הם הזרם הנקוב עצמו, כלומר פי אחד, ובו המפסק אינו מנתק כלל.
- תשובה 2: הזרם שגוי וגם סדר הרצועות הפוך.
- תשובה 4: הזרם נכון אך סדר הרצועות הפוך: הרצועה האדומה, החמה, היא המהירה.
שאלה 871קוד 25023ודאות מלאה
איזה פונקציית הגנה מהתשובות הבאות מסמנת הגנה בפני עומס יתר תרמי?
ANSI 49.
ANSI 50.
ANSI 51.
ANSI 67N.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
בקוד המספרי של פונקציות ההגנה, המספר 49 מציין הגנה תרמית, כלומר הגנה בפני עומס יתר על בסיס מודל חימום של הציוד. המספר 50 מציין הגנת יתרת זרם מיידית, המספר 51 מציין הגנת יתרת זרם מושהית, והצירוף 67N מציין הגנת יתרת זרם כיוונית לתקלת אדמה.
המקור
עיקרון הנדסי — IEEE C37.2 (ANSI)
49 – Machine or Transformer Thermal Relay; 50 – Instantaneous Overcurrent; 51 – AC Time Overcurrent; 67N – Directional Earth Fault Overcurrent.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: 50 הוא הגנת יתרת זרם מיידית ולא הגנה תרמית.
- תשובה 3: 51 הוא הגנת יתרת זרם מושהית בזמן.
- תשובה 4: 67N הוא הגנה כיוונית לתקלת אדמה.
שאלה 885קוד 07024ודאות מלאה
להלן אופיין זרם/זמן של מא"ז מסוג C, המתאים לזרם נקוב 10A. בהתאם לאופיין המוצג, באיזה פרק זמן (לכל היותר) מתוכנן המא"ז להפסיק זרם תקלה של 20A?
בפרק זמן של כ-45 שניות.
זרם זה נמצא עמוק בתוך התחום המגנטי, תוך פחות מ-0.01 שניות.
בפרק זמן של בין 2 ל-3 שניות.
בפרק זמן של כ-10 שניות.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
זרם תקלה של 20 אמפר במא"ז שזרמו הנקוב 10 אמפר הוא פי שניים מן הזרם הנקוב, כלומר נקודת העבודה נמצאת על הקו האנכי 2 באופיין. שם מצוי התחום התרמי, שכן התחום המגנטי של אופיין מסוג C מתחיל רק בפי חמישה מן הזרם הנקוב. בין שני הקווים של האופיין, העליון מציין את זמן ההפסקה המרבי והתחתון את המזערי. קריאת האופיין בנקודה זו נותנת כ-50 שניות לקו העליון וכ-10 שניות לקו התחתון, ולכן זמן ההפסקה המרבי הוא כ-45 עד 50 שניות.
חישוב
20 A10 A = 2×In ⇐ תחום תרמי
קריאת האופיין: קו עליון ≈ 50 שניות, קו תחתון ≈ 10 שניות
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60898-1
באופיין מא"ז מסוג C, תחום השחרור המגנטי המיידי מתחיל בפי 5 מן הזרם הנקוב ומסתיים בפי 10; מתחת לכך פועל השחרור התרמי, שזמנו נקרא בין שני קווי האופיין.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: התחום המגנטי של אופיין C מתחיל בפי חמישה מן הזרם הנקוב, ופי שניים רחוק ממנו.
- תשובה 3: 2 עד 3 שניות הן הקריאה בקצה התחום התרמי, סביב פי עשרה מן הזרם הנקוב.
- תשובה 4: כ-10 שניות הוא הקו התחתון, כלומר זמן ההפסקה המזערי ולא המרבי.
שאלה 886קוד 07024ודאות מלאה
נתון אופיין זרם/זמן של מא"זים מסוג C ו-D המתאימים לזרם נקוב 20A. איזה משני המא"זים יגיב בוודאות בתחום ההגנה המגנטי בזרם תקלה של 300A?
מא"ז C.
שניהם מתוכננים להגיב בתחום המגנטי עבור זרם תקלה זה.
שניהם מתוכננים להגיב בתחום התרמי עבור זרם תקלה זה.
מא"ז D.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
זרם תקלה של 300 אמפר במא"ז שזרמו הנקוב 20 אמפר הוא פי חמישה עשר מן הזרם הנקוב. באופיין מסוג C התחום המגנטי משתרע בין פי חמישה לפי עשרה מן הזרם הנקוב, ולכן בפי חמישה עשר המא"ז נמצא מעבר לקצה התחום ומשחרר בוודאות בשחרור מגנטי מיידי. באופיין מסוג D התחום המגנטי משתרע בין פי עשרה לפי עשרים, ולכן בפי חמישה עשר נקודת העבודה נמצאת בתוך פס אי-הוודאות: השחרור המגנטי אפשרי אך אינו מובטח. לכן רק המא"ז מסוג C יגיב בוודאות בתחום המגנטי.
חישוב
300 A20 A = 15×In
C: 15 > 10 ⇐ מגנטי בוודאות
D: 10 < 15 < 20 ⇐ אינו מובטח
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60898-1
תחומי השחרור המגנטי: אופיין B – פי 3 עד 5 מן הזרם הנקוב; אופיין C – פי 5 עד 10; אופיין D – פי 10 עד 20. שחרור מגנטי מובטח רק מעל הגבול העליון של התחום.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: במא"ז מסוג D פי חמישה עשר נמצא בתוך התחום שבין פי עשרה לפי עשרים, ולכן התגובה המגנטית אינה מובטחת.
- תשובה 3: במא"ז מסוג C פי חמישה עשר מצוי הרחק מעבר לתחום התרמי.
- תשובה 4: דווקא במא"ז מסוג D אין ודאות בזרם זה.
שאלה 906קוד 07054ודאות מלאה
להלן אופיין זרם-זמן של מפסק אוטומטי עם הגנות אלקטרוניות הניתן לכוונון. מהו התחום המיוצג באות A?
Long Time delay - תחום הגנת יתרת זרם. הגנה המגדירה את ערכי הזרם וזמני התגובה במקרה של זרמי עומס יתר.
Instantaneous - תחום הגנה מידית של מפסק הזרם. מתוכננת להפסקה מידית של הזרם בעת זרמי קצר בעוצמה העולה על הערך המכוונן בהגנה.
Short time delay - תחום השהיית המפסק בעת זרם יתר על פי ערכי הזרם והזמן המכווננים בהגנה.
(Ics) - יכולת הפסקה מחזורית של זרם קצר. מוגדר כאחוזים מ-Icu ומהווה מדד ליכולת שרידות המפסק להמשיך לתפקד לאחר קצר.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
האופיין של מפסק אוטומטי עם הגנות אלקטרוניות בנוי משלושה תחומים הנקראים משמאל לימין לפי גודל הזרם. התחום המסומן באות A הוא החלק המשופע שבראש האופיין, בזמנים של עשרות עד מאות שניות ובזרמים של פי שניים עד פי חמישה מן הזרם המכוונן. זהו תחום ההגנה בפני עומס יתר, המכונה השהיית זמן ארוך, ובו נקבעים ערך זרם ההתנעה וזמן התגובה של ההגנה התרמית.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-2
יחידת הגנה אלקטרונית במפסק אוטומטי כוללת שלושה תחומי כוונון: השהיית זמן ארוך (Long time delay) להגנה בפני עומס יתר, השהיית זמן קצר (Short time delay) להגנה מושהית בפני זרמי קצר, והגנה מיידית (Instantaneous).
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: ההגנה המיידית היא הקטע האופקי שבתחתית האופיין, בזמנים של מאיות שנייה, ומסומנת באות D.
- תשובה 3: השהיית הזמן הקצר היא הקטע המדורג סביב שנייה אחת, המסומן באות C.
- תשובה 4: יכולת ההפסקה המחזורית היא נתון של המפסק ואינה תחום באופיין.
שאלה 907קוד 07054ודאות מלאה
להלן אופיין זרם-זמן של מפסק אוטומטי עם הגנות אלקטרוניות הניתן לכוונון. מהו התחום המיוצג באות B?
Long Time delay - תחום הגנת יתרת זרם. הגנה המגדירה את ערכי הזרם וזמני התגובה במקרה של זרמי עומס יתר.
Instantaneous - תחום הגנה מידית של מפסק הזרם. מתוכננת להפסקה מידית של הזרם בעת זרמי קצר בעוצמה העולה על הערך המכוונן בהגנה.
Short time delay - תחום השהיית המפסק בעת זרם יתר על פי ערכי הזרם והזמן המכווננים בהגנה.
(Ics) - יכולת הפסקה מחזורית של זרם קצר. מוגדר כאחוזים מ-Icu ומהווה מדד ליכולת שרידות המפסק להמשיך לתפקד לאחר קצר.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
האות B מסמנת את הקטע האנכי שבאמצע האופיין, שבו קו האופיין עומד על ערך זרם קבוע לאורך תחום זמנים רחב. קטע אנכי כזה מציין את סף זרם ההתנעה של ההגנה המושהית בפני זרמי קצר, ואת השהיית הזמן הקצר שבצדו. החיצים האופקיים המסומנים ליד B מציינים את כוונון ערך הזרם של הגנה זו, ולכן התחום המיוצג באות B הוא תחום השהיית הזמן הקצר.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-2
יחידת הגנה אלקטרונית במפסק אוטומטי כוללת שלושה תחומי כוונון: השהיית זמן ארוך (Long time delay) להגנה בפני עומס יתר, השהיית זמן קצר (Short time delay) להגנה מושהית בפני זרמי קצר, והגנה מיידית (Instantaneous).
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: השהיית הזמן הארוך היא הקטע המשופע שבראש האופיין, המסומן באות A.
- תשובה 2: ההגנה המיידית היא הקטע האופקי שבתחתית האופיין, המסומן באות D.
- תשובה 4: יכולת ההפסקה המחזורית היא נתון של המפסק ואינה תחום באופיין.
שאלה 1028קוד 13251ודאות מלאה
בהגנה מסוג ANSI 67 (Directional Overcurrent Relay), באילו תנאים תתקבל פקודת ניתוק להפסקה ממסר ההגנה?
כאשר הזרם חורג מערך הסף בלבד.
כאשר הזווית בין הזרם למתח קטנה מ-90° וערך הזרם עולה על ערך הסף המכוונן.
כאשר המתח נמוך מהמתח הנקוב של הרשת.
כאשר יש הפרש של 180° בין המתח לזרם.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
ממסר זרם יתר כיווני (ANSI 67) מוסיף לממסר זרם יתר רגיל תנאי של כיוון. הוא משווה את זווית הזרם לזווית מתח הייחוס, ופוקד ניתוק רק כשמתקיימים שני תנאים יחד: הזרם עולה על ערך הסף המכוונן, והזווית בינו לבין המתח נמצאת בתחום הכיוון המוגדר, כלומר קטנה מ-90 מעלות מזווית האופיין. זרם גדול בכיוון ההפוך לא יגרום לניתוק.
המקור
חברת החשמל — הגבלת הזרמת אנרגיה לרשת והגבלת צריכה מהרשת בשילוב מתקן ייצור פוטו-וולטאי (12.9.2023), הגנת יתרת זרם כיוונית
ההגנה מודדת זרם ומתח תוך בקרת זווית בין זרם למתח. כאשר הזווית בין זרם למתח קטנה מ-90° (או זווית אחרת שבדרך כלל ניתנת לבחירה) וערך הזרם עולה על ערך הסף המכוונן, הממסר מוציא פיקוד להפסקה.
עיקרון הנדסי — ממסר זרם יתר כיווני ANSI 67
ניתוק מתקבל כאשר I > Iset וגם הזרם זורם בכיוון המוגדר (הפרש הזווית מן הזווית האופיינית קטן מ-90°).
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: חריגה מערך הסף לבדה היא תנאי של ממסר זרם יתר רגיל (ANSI 51), בלי תנאי הכיוון.
- תשובה 3: מתח נמוך הוא תנאי של ממסר תת-מתח (ANSI 27).
- תשובה 4: הפרש של 180 מעלות מלמד על זרם בכיוון ההפוך, שבו הממסר הכיווני דווקא אינו פוקד ניתוק.
שאלה 1113קוד 11113ודאות מלאה
נתיכי HRC נפוצים במערכות חשמל במתח נמוך. על פי נתוני נתיך שבתמונה, על איזה ציוד חשמלי אמור להגן נתיך זה?
נתיך זה HRC (High Rupturing Capacity) מיועד להגן על מנועים שזרם קצר בהם עלול להגיע לעשרות אלפי אמפר והזרמים הנקובים למאות ואלפי אמפר.
נתיך זה HRC (High Rupturing Capacity) מיועד להגן על מערכות אלקטרוניות רגישות שזרם קצר בהם מגיע לעשרות מילי אמפר והזרמים הנקובים למאות ואלפי מילי אמפר.
נתיך זה HRC (High Rupturing Capacity) מיועד להגן על מכשירי מדידה שזרם קצר של המערכת עוברת דרכם ויכולה להוציא את המכשירים מכיול.
נתיך זה HRC (High Rupturing Capacity) מיועד להגן על מוליכים שזרם קצר בהם עלול להגיע לעשרות אלפי אמפר והזרמים הנקובים למאות ואלפי אמפר.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
על גוף הנתיך שבתמונה מסומן הכינוי gG-gL. במערכת הסימון של התקן הבין-לאומי האות הראשונה מציינת את תחום ההפסקה: g פירושה נתיך בעל תחום הפסקה מלא, המסוגל להפסיק כל זרם שמעל זרמו הנקוב, כולל זרמי העמסת יתר קטנים. האות השנייה מציינת את ייעודו: G, ובסימון הישן L, פירושה שימוש כללי להגנת כבלים ומוליכים. נתיך להגנת מעגלי מנועים מסומן באותיות aM, שבו a מציינת תחום הפסקה חלקי, כלומר הגנה בפני זרמי קצר בלבד. לכן הנתיך שבתמונה מיועד להגנת מוליכים.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60269
סימון הנתיכים: האות הראשונה מציינת את תחום ההפסקה – g לתחום מלא, a לתחום חלקי; האות השנייה מציינת את קטגוריית השימוש – G (או L) לשימוש כללי להגנת מוליכים, M להגנת מעגלי מנועים.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: נתיך להגנת מנועים מסומן aM ולא gG-gL
- תשובה 2: נתיכים למערכות אלקטרוניות רגישות הם מסוג מהיר במיוחד ובזרמים נמוכים.
- תשובה 3: אין ייעוד מיוחד של נתיך HRC להגנת מכשירי מדידה מפני יציאה מכיול.
שאלה 1114קוד 11114ודאות מלאה
נתיכי HRC נפוצים במערכות חשמל במתח נמוך. במה מאופיינים נתיכי HRC?
נתיכי מסוג HRC (High Rupturing Capacity) מצטיינים בכושר הפסקת זרמים קטנים.
נתיכי מסוג HRC (High Rupturing Capacity) מצטיינים בהגנה על משנה תדר.
נתיכי מסוג HRC (High Rupturing Capacity) מצטיינים בכושר הפסקה גבוה של זרמי קצר.
נתיכי מסוג HRC (High Rupturing Capacity) מצטיינים ביכולת שימוש החוזר שלהם.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
נתיך מסוג HRC, כלומר בעל כושר הפסקה גבוה, בנוי מגוף קרמי מלא בחול קוורץ המכבה את הקשת החשמלית במהירות ובולע את האנרגיה. בזכות מבנה זה הוא מסוגל להפסיק זרמי קצר גדולים מאוד בלא התפוצצות ובלא פליטת גזים, ואף מגביל את שיא הזרם החולף. הנתיך הוא רכיב חד-פעמי ואינו ניתן לשימוש חוזר.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60269
נתיך בעל כושר הפסקה גבוה (HRC – High Rupturing Capacity) מסוגל להפסיק זרמי קצר גבוהים בבטחה, תוך הגבלת שיא הזרם החולף.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: דווקא בזרמים קטנים ומתמשכים פעולת הנתיך איטית; ייחודו בזרמים גדולים.
- תשובה 2: אין קשר ייחודי בין נתיך HRC לבין הגנה על משנה תדר.
- תשובה 4: נתיך הוא רכיב חד-פעמי; לאחר הפעולה יש להחליפו.