נושא : פס השוואת פוטנציאלים

בס"ד ‏יום שני 10 פברואר 2025

הקדמה

ברבים מהמקרים, אנחנו שומעים על פַּס השוואת פּוֹטֶנְצִיאָלִים בהקשרים מסוימים, והיום נָּדוֹן בסיבה ובצורך של פַּס הַשְׁוָאָה, בצורת ההתקנה ובבעיות שניתן למצוא במקומות שונים.

תמונה 1: צילום פס השוואת פוטנציאלים – קיבוץ עין הנצי"ב.

ציטוטים מחוק החשמל

תקנות החשמל הארקות יסוד, תשמ"א-1981
פרק 6 – מבנה פס השוואת פוטנציאלים

א. פס השוואת הפוטנציאלים יהיה מאחת מאלה
1. מנחושת שמידותיה 4 מ"מ עובי לפחות ו-40 מ"מ רוחב לפחות;
2. מסגסוגת המכילה לפחות 50% נחושת ובחתך של 160 ממ"ר לפחות.
ב. פס השוואת הפוטנציאלים לפי תקנת משנה (א)(2) יהיה בחוזק מכני של פס השוואת הפוטנציאלים לפי תקנת משנה (א)(1) לפחות.
ג. בפס השוואת הפוטנציאלים יותקנו ברגי חיבור למוליכי הארקה ולמוליכי חיבור כמספר המוליכים המחוברים אליו בתוספת שני ברגים לפחות, אבל לא פחות משבעה ברגי חיבור לכל פס; מוליכי הארקה ומוליכי החיבור יחוברו כל אחד לפס השוואת הפוטנציאלים בבורג נפרד ובמרחק מה זה מזה.

פרק 7 התקנת פס השוואת הפוטנציאלים
א. פס השוואת הפוטנציאלים יותקן בתוך מבנה, על קיר או בלוח חשמל, במרחק של 4 ס"מ לפחות משטח שעליו הוא מותקן; הוא יהיה יציב, תהיה אליו גישה נוחה וימוקם קרוב אל ההבטחה הראשית של החברה הציבורית המספקת חשמל למבנה.
ב. אם קיימת יותר מכניסה אחת של אספקת חשמל, יותקן פס השוואת הפוטנציאלים לכל כניסה.
ג. אם קיימת סכנה לפגיעות מכניות, יוגן הפס במכסה מחומר בלתי דליק או הכבה מאליו.
ד. הפס יותקן בגובה 1.80 מ' עד 2.40 מ' מהרצפה; במקום שהפס מוגן בפני פגיעות מכניות מותר שגבהו יהיה 0.50 מ' עד 2.40 מ' מהרצפה; במקום שהפס מותקן בחדר שהכניסה אליו מותרת לחשמלאי בלבד או בלוח החשמל – מותרת ההתקנה בכל גובה.
ה. בין פס השוואת הפוטנציאלים לבין ההבטחה הראשית של החברה הציבורית לאספקת חשמל יותקן מוביל בקוטר 29 מ"מ לפחות, אלא אם הם נמצאים בתוך לוח אחד.

פרק 8 חיבורים אל פס השוואת הפוטנציאלים
אל פס השוואת הפוטנציאלים יחוברו באמצעות מוליכי חיבור נפרדים השירותים המתכתיים הבאים הנמצאים בתוך המבנה:
1. אלקטרודת הארקת יסוד.
2. כניסה ראשית של צנרת מים קרים.
3. כניסה ראשית של צנרת ביוב.
4. צנרת ההסקה המרכזית והמים החמים.
5. כניסת צנרת גז מרכזית.
6. צנרת לאוויר דחוס.
7. הארקת הגנה של גנרטור, שנאי או ממיר.
8. הארקת שיטה של גנרטור, שנאי או ממיר.
9. מסילות של מעליות.
10. תעלות מתכתיות של מיזוג אויר מרכזי.
11. הארקת מיתקן טלפון.
12. כל שירות מתכתי אחר במבנה.

מהו פס השוואה ומהו מבנה הפס

פס השוואה, כשמו כן הוא, פס המיועד לבצע השוואת מתחים בין חלקי המתכת השונים במבנה. הפס עשוי נחושת או סגסוגת נחושת, ומידותיו המינימליות, לפי תקנות החשמל, הן 160 מ"מ², כלומר חוזק מכני לפחות כמו של 4×40 מ"מ נחושת.
לפס נדרש מינימום שבעה חורים, וגם אם יהיה גדול יותר, יהיו לו שני חורים פנויים לגידול עתידי. לדעתי לרוב, זה אינו מספיק, ויידרשו חורים פנויים רבים יותר, אך המחוקק חייב רק שני חורים.

תמונה מס' 2: פַּס השוואת פּוֹטֶנְצִיאָלִים לֹא תַּקִּין ללא מקומות פְּנוּיִים.

חישוב חוזק הפס

אם נבצע חישוב של חוזקו המינימלי של הפס נקבל כי :
בהנחה שהפס הוא מלבני, שטח החתך (A) מחושב כ:
𝐴 = רוחב × 40 = עובי × 4 =160 mm² = 1.6×10^-4 m²
ונניח נחושת טהורה (נחושת רכה) σ=200 MPa
F=σ × A=200×10⁶×1.6×10⁻⁴=32 kN
ומכאן קיבלנו שהכוח המקסימלי שהפס יכול לשאת במתיחה הינו 32kN .

תמונה 3 : פס השוואת פוטנציאלים 7 ברגים.

באילו שיטות הגנה בפני חשמול נצטרך פס השוואה

בפס ההשוואה נשתמש בשתי שיטות האיפוס המוזכרות בתקנות החשמל, בפרק "אמצעי הגנה מפני חישמול במתח עד 1000 וולט". כמוזכר בפרק זה, אחד התנאים לאיפוס הוא השוואת פוטנציאלים. לשם כך נזדקק לפס ההשוואה, המבצע חיבור זה, ולמעשה הוא מבצע השוואת מתחים לכל החלקים המתכתיים המחוברים אליו.

מיקום וגובה פס השוואה

לרוב נמצא את פסי ההשוואה בחדרי חשמל ושם הוא יכול להיות בכל גובה לפי התקנות החשמל אך אם הוא לא יהיה בחדר חשמל או בארון אז נחפש אותו בגובה של 1.8 מטר ועד 2.4 מטר .
כמובן גם פה החוק גמיש ואומר שאם התקנו מיגון לפס ההשוואה ניתן להתקין אותו מ 0.5 מטר ועד ל 2.4 מטר, מהו אותו מיגון החוק אינו מפרט .

פס השוואת פוטנציאלים משני

כאשר, מסיבות טכניות, נרצה להוסיף פס השוואה משני, ניתן לבצע זאת, ויש לציין זאת באמצעות שילוט המבהיר כי מדובר בפס השוואת פוטנציאלים משני.
את החיבור נבצע באמצעות מוליך הארקה מבודד, בשטח חתך מינימלי של 25 mm², אשר יחבר בין פס השוואת הפוטנציאלים הראשי לבין פס השוואת הפוטנציאלים המשני. עם זאת, חוק החשמל קובע כי נדרש חיבור נוסף בין טבעת הגישור לבין הפס המשני, וכן על פי ועדת הפירושים ובשל פרשנות זו יש בודקים הדורשים 2 מוליכי חיבור בין הפסים.

תמונה מס 4 : שילוט פס השוואת פוטנציאלים

חיבור בין פס השוואה לטבעת הגישור

החיבור בין טבעת הגישור לפס ההשוואה יהיה מפלדה לפי תקנות החשמל. כלומר חיבור עם מוליכים אסור ואינו עונה על תקנות החשמל.

מהן הסיבות לביצוע השוואת פוטנציאלים?

1. מניעת התחשמלות – ללא השוואת פוטנציאלים, ייתכן הבדל משמעותי במתח בין חלקים מתכתיים שונים. מצב זה עלול להוביל להתחשמלות בעת מגע עם אותם חלקים, כאשר מתרחשת תקלה במערכת החשמל.
2. הגנה על ציוד חשמלי – מתחי יתר בין רכיבים שונים עלולים לגרום לנזקים בציוד חשמלי רגיש, דבר שעלול להביא לכשל מערכתי.
3. הקטנת זרמים טועים – השוואת פוטנציאלים מונעת יצירת מעגלי זרם בלתי רצויים, שדרכם יכולים לזרום זרמים העלולים לגרום להתחממות מסוכנת ולבלאי מואץ (היא גם הגורם אם לא מבצעים זאת כהלכה).

פס השוואת פוטנציאלים נוסף מסוג PA באתרים רפואיים

בפרק "אתרים רפואיים" בקבוצות חללים 1 ו-2 נאמר כי נדרש פס השוואה נוסף, הנקרא PA,המשמש כפס השוואה מקומי בנוסף לפס ההשוואה הראשי. תפקידו, כמו תפקידו של פס השוואת הפוטנציאלים הראשי, הוא להקטין את המתחים בין חלקי המתכת השונים.
פס ההשוואה המקומי PA יבוצע בסמוך לאזור שבו מתבצעת השוואת הפוטנציאלים. בתוך קופסה אחת יהיה פסPE (המגיע מפס ההשוואה), ויהיה גישור במוליך אל פס ההשוואה המקומי של החלל PA (האוסף את כל השירותים המתכתיים באזור).
עולה השאלה: אם תפקידו של פס השוואה PA זהה בדיוק לתפקידו של פס השוואת הפוטנציאלים הראשי – אז למה הוא משמש?
התשובה לכך פשוטה אך מורכבת. באזורים מסוג 1 או 2, בהם הסיכון למטופל העובר הליכים רפואיים גדול יותר, נדרשת הקפדה יתרה ובדיקות שמוודאות כי הכול מוארק כנדרש. לא בכדי המחוקק דרש לבצע בדיקה לפני הפעלה ראשונית, וכן בדיקת רציפות הארקה כל שלוש שנים.
בדיקת רציפות ההארקה מתבצעת על ידי ניתוק פסPA מפס PE . עם זאת לעיתים, בשל מבנה החללים או אופי הפעילות בהם, לא ניתן לבצע את הבדיקה, משום שישנם חולים במקום, ובישראל כידוע – התפוסה תמיד גבוהה.
המחוקק היה מודע לבעיות אפשריות מסוג זה, ולכן הותר לבצע את בדיקת רציפות ההארקה מבלי לפרק את הגישור בין הפסים PE לPA , אך יש להשתדל לבצע את הבדיקה בהזדמנות הראשונה האפשרית לאחר שלוש שנים.

תקנים רלוונטיים לפס השוואה

IEC 60364-4-41בתקן זה העוסק במערכות חשמל למתח נמוך ישנה התייחסות להשוואת פוטנציאלים.
IEC 61024 תקן כמובן בתקן זה העוסק בהגנה מפני ברקים והשפעתם על מערכות החשמל ישנה התייחסות לפס השוואה.

לסיכום

פס השוואת פוטנציאלים הוא חלק קריטי במערכת החשמל ומטרתו העיקרית לבצע השוואת מתחים בחלקים מתכתיים במבנה ובכך למנוע סכנות בטיחותיות כמו התחשמלות ,שריפה ,נזק לציוד ועוד, אך יש להקפיד על התקנה נכונה בהקשר של מידות הפס וחוזקו המכאני של פס ההשוואה

בהצלחה.