הסבר על IAC AFL: דרישות סיווג קשת פנימית ותקני בטיחות למתקני מיתוג

מבוא

תקלת קשת פנימית ב- מתג מתח בינוני¹ הוא אחד האירועים האלימים ביותר בתחום חלוקת החשמל. בשבריר השנייה שבין התרחשות התקלה לבין הפעלת מנגנון ההגנה, קשת חשמלית מתמשכת במתח של 12–40.5 קילו-וולט עלולה לשחרר אנרגיה השווה למספר קילוגרמים של TNT — וליצור טמפרטורות פלזמה העולות על 10,000 מעלות צלזיוס, גלי לחץ העלולים לפוצץ מארזי פלדה, ולפלוט מתכת מותכת וגזים בוערים המסכנים את חייהם של אנשי צוות הנמצאים במרחק של מספר מטרים מהלוח.

סיווג הקשת הפנימית (IAC) הוא IEC 62271-200² מסגרת בדיקה והסמכה מסוג סטנדרטי המאמתת את יכולתו של מארז מתקן המיתוג להכיל, לכוון ולפלוט בבטחה את האנרגיה הנובעת מתקלת קשת פנימית בתרחיש הגרוע ביותר — ובכך להגן על אנשי הצוות הנמצאים באזורי נגישות מוגדרים מפני הסכנות התרמיות, הלחץ והרסיסים הנוצרים במהלך אירוע הקשת — ו-IAC AFL היא הסיווג הספציפי המעיד על הגנה לאנשי הצוות הנמצאים באזורי הנגישות בחזית, בצדדים ובחלק האחורי של מתקן המיתוג.

עבור מהנדסי חשמל המתכננים מתקני מיתוג מתח בינוני בתחנות משנה, במתקנים תעשייתיים ובכל מקום שבו עלולים להימצא עובדים בעת תקלה, סיווג IAC אינו אופציה מפורטת למפרט יוקרתי — אלא תקן הבטיחות המינימלי המבדיל בין מתקן מיתוג שתוכנן להגנה על העובדים לבין מתקן המסתפק בעמידה בדרישות הביצועים החשמליים בלבד. הבנת דרישות ה-AFL של IAC, מה מאמת מבחן הסוג וכיצד תכנון מתקן המיתוג משיג את ההסמכה, מהווה את הבסיס הטכני של כל מפרט בטיחות אחראי להתקנת מתקני מתח בינוני.

מאמר זה מספק מדריך טכני מקיף לדרישות סיווג הקשת הפנימית (IAC AFL) — החל מההיבטים הפיזיקליים של תקלות ומתודולוגיית הבדיקה של תקן IEC 62271-200, וכלה במאפייני תכנון, הגדרות אזורי נגישות ודרישות מפרט עבור סוגי מתקני מיתוג מסוג AIS, GIS ו-SIS.

תוכן העניינים

• מהי סיווג קשת פנימית וכיצד מוגדר IAC AFL בתקן IEC 62271-200?
• כיצד בדיקת קשת פנימית מאמתת את עמידת מתקני מיתוג מתח בינוני בתקן IAC AFL?
• כיצד מתקני מיתוג של AIS, GIS ו-SIS זוכים להסמכת IAC AFL?
• כיצד לקבוע ולאמת את דרישות ה-IAC AFL להתקנת מתקן החשמל שלכם?
• שאלות נפוצות בנושא סיווג קשת פנימית (IAC) ודרישות ה-AFL

מהי סיווג קשת פנימית וכיצד מוגדר IAC AFL בתקן IEC 62271-200?

סיווג קשת פנימית מוגדר בתקן IEC 62271-200 — התקן העיקרי למתקני מיתוג מתח בינוני במארז מתכת — כסיווג מבוסס בדיקת סוג וולונטרית, המאמת את ביצועי מארז מתקן המיתוג בעת תקלת קשת פנימית בתנאי בדיקה מוגדרים. מערכת הסיווג משתמשת בקוד אותיות כדי לציין אילו צדדים של מארז מתקן המיתוג נבדקו ואושרו לצורך הגנה על העובדים.

מערכת מכתבי הסיווג של ה-IAC

תקן IEC 62271-200 מגדיר סיווג קשת פנימית באמצעות שילוב אותיות המציין את אזורי הנגישות שנבדקו:

קודי סיווג IAC:

• ת: סיווג קשת חשמלית ישים (המכשיר נבדק על פי תקן IAC)
• F: מוסמך לחזית — אנשי הצוות הנמצאים בחזית הלוח מוגנים
• L: הפנים הצדדיות מוסמכות — הצוות הנמצא בצידי הלוח מוגן
• ת: מוסמך לשימוש עם הפנים לאחור — הצוות שמאחורי הפאנל מוגן
• ב: סיווג החלים על שני צדי מערך פס צבירה כפול

סיווגים נפוצים של IAC:

• IAC A: רק בחזית — סיווג מינימלי; מגן על המפעילים הנמצאים בחזית הלוח
• IAC AF: החזית והצדדים — מגנים על המפעילים ועל העובדים הנמצאים במעבר לצד מתקן החשמל
• IAC AFL: חזית, צדדים ואחורי — הגנה היקפית מלאה; נדרשת במקומות שבהם אנשי צוות עלולים להגיע לכל צד של המתקן
• IAC AFLB: הגנה היקפית מלאה למתקן מיתוג עם פס צבירה כפול

שיעורי נגישות

תקן IEC 62271-200 מגדיר שלוש דרגות נגישות הקובעות את מידת הקרבה של אנשי הצוות למתקן המיתוג במהלך פעולה ותחזוקה שוטפות:

דרגת נגישות A (גישה מוגבלת):
מתקן המיתוג ממוקם באזור בעל גישה מוגבלת, הנגיש רק לאנשי צוות חשמל מוסמכים ומאומנים. על אנשי הצוות לשמור על מרחק בטיחותי במהלך הפעולה, והם עברו הכשרה בנושא הבזק קשת³ מודעות לסכנות. סיווג IAC A או IAC AF עשוי להיות מקובל, בהתאם לתצורת המתקן.

נגישות מסוג B (נגישות כללית):
מתקן המיתוג ממוקם באזור הנגיש לאנשים שאינם בעלי הכשרה בתחום החשמל — דיירי הבניין, עובדי תחזוקה או הציבור הרחב — העלולים להימצא בסביבת מתקן המיתוג ללא הכשרה ספציפית בנושא הבזק קשת. סיווג IAC AFL הוא הדרישה המינימלית עבור מתקנים בעלי נגישות מסוג B.

המשמעות המעשית: כל מתקן מיתוג בבניין, במתקן תעשייתי או בתחנת משנה עירונית, שבו עלול להימצא צוות שאינו מוסמך בתחום החשמל באזור הסכנה במהלך פעולה רגילה, חייב להיות מוגדר עם סיווג IAC AFL כדרישת בטיחות מינימלית.

הפיזיקה של תקלות קשת פנימיות — מה חייב לכלול בדיקת IAC

כדי להבין מפני מה אמורה הגנת IAC להגן, יש להבין את התופעות הפיזיקליות הנוצרות כתוצאה מתקלת קשת פנימית:

גל לחץ:
קשת חשמלית פנימית מייצרת פלזמה בטמפרטורות העולות על 10,000 מעלות צלזיוס, מה שגורם להתפשטות מהירה של הגז. בתוך תא מתכת אטום, הלחץ עולה בקצב של 10–100 בר לשנייה — די בכך כדי לקרוע לוחות פלדה, לפוצץ דלתות ולהעיף רסיסי מתכת מהמתקן כקליעים במהירות גבוהה. גל הלחץ מגיע לעמדות הצוות בתוך אלפיות שנייה מרגע היווצרות הקשת — מהר יותר מכל זמן תגובה אנושי.

קרינה תרמית ופליטת גז חם:
פלזמת הקשת פולטת אנרגיה תרמית עזה לכל הכיוונים. כאשר פתחי שחרור הלחץ מופעלים, גזים חמים בטמפרטורה של 500–2,000 מעלות צלזיוס נפלטו מהמארז — והם עלולים לגרום לכוויות קשות במרחק של 1–3 מטרים מפתח השחרור. הכיוון, הטמפרטורה ומשך פליטת הגז החם הם פרמטרים קריטיים הנבדקים בבדיקות IAC.

הקרנת מתכת מותכת:
שחיקת קשת חשמלית של פסי צבירה, מגעים ומשטחי מארזים יוצרת טיפות מתכת מותכת הנפלטות במהירות גבוהה דרך פתחי שחרור לחץ או סדקים במארז. טיפות נחושת מותכת בטמפרטורה של 1,083 מעלות צלזיוס גורמות להתלקחות מיידית של הבגדים ולכוויות מגע חמורות.

גל לחץ אקוסטי:
הצתת הקשת הראשונית מייצרת גל לחץ המתפשט באוויר במהירות הקול — כ-340 מטר לשנייה. הלחץ העודף האקוסטי במרחק של מטר אחד מקשת פנימית של 12 קילו-וולט עלול לעלות על 200 פסקל — די בכך כדי לגרום לנזק בעור התוף ולחוסר התמצאות.

פרמטרי בדיקה של IAC לפי תקן IEC 62271-200

פרמטר בדיקה	ערך ברירת מחדל	הערות
זרם בדיקה	זרם קצר מדורג (Isc)	בדרך כלל 16 קילו-אמפר, 20 קילו-אמפר, 25 קילו-אמפר או 31.5 קילו-אמפר
משך הבדיקה	0.1 שניות (100 מילי-שניות) או 1.0 שניות (1,000 מילי-שניות)	כפי שצוין על ידי היצרן; 1.0 שניות זה יותר מעיק
מתח הבדיקה	מתח נקוב (Um)	12 קילו-וולט, 24 קילו-וולט או 40.5 קילו-וולט
הצתת קשת	חוט דק בין פאזות או בין פאזה לאדמה	מיקום התקלה הגרוע ביותר בכל תא
לוחות מחוונים	יריעות בד כותנה במרווחים קבועים	הצתה = כישלון בבדיקה עבור המשטח הזה
מרחק בין אנשים	0.3 מטר מקצה המארז	לוחות מחוונים הממוקמים במרחק זה
קריטריונים למעבר	אין קרע במארז; אין הצתה של נורית חיווי; אין חדירת קליעים לנוריות החיווי	יש לעמוד בכל שלושת הקריטריונים בו-זמנית

כיצד בדיקת קשת פנימית מאמתת את עמידת מתקני מיתוג מתח בינוני בתקן IAC AFL?

מבחן ה-IAC הוא אחד המבחנים התובעניים וההרסניים ביותר בתהליך הסמכת מתקני מיתוג מתח בינוני — הלוח הנבדק נחשף בכוונה לתקלת קשת פנימית בתנאי התרחיש הגרוע ביותר, בזרם קצר מדורג, והמארז חייב לעמוד באירוע תוך הגנה על עמדות מדומות של אנשי צוות בכל המשטחים המוסמכים.

הכנת הבדיקה והליך הבדיקה

שלב 1 — התקנת לוח המחוונים:
לוחות אינדיקציה מבד כותנה (המותאמים לתקן IEC 62271-200, נספח A) מותקנים במרחק של 0.3 מטר מכל צד של מארז מתקן המיתוג הנבדק. בד הכותנה משמש כאינדיקטור העיקרי להצלחה או לכישלון — אם הבד עולה באש במהלך אירוע הקשת החשמלית, הבדיקה נכשלת עבור אותו צד. המרחק של 0.3 מטר מייצג את מרחק העבודה הבטוח המינימלי עבור אנשי הצוות הנמצאים באזור הגישה.

שלב 2 — חוט ליצירת קשת:
חוט נחושת דק (בקוטר של 0.1–0.5 מ"מ בדרך כלל) מותקן בין פאזות או בין פאזה להארקה במיקום התקלה הגרוע ביותר בתוך כל תא במתקן המיתוג — תא הפס הראשי, תא מתקני המיתוג ותא הכבלים נבדקים כל אחד בנפרד. החוט מתאדה מיד עם היווצרות הקשת, ויוצר קשת מתמשכת בעוצמת הזרם הנבדקת.

שלב 3 — בדיקת היישום הנוכחי:
מעגל הבדיקה מזרים את זרם הקצר המדורג דרך הקשת למשך זמן הבדיקה שנקבע (0.1 שניות או 1.0 שניות). משך הזמן של 1.0 שניות הוא משמעותי יותר מ-0.1 שניות — הוא מייצג את זמן הניתוק הגרוע ביותר של מערכת ההגנה עבור מערכת הגנה ראשית תקולה המסתמכת על הגנה גיבוי. רוב המפרטים המודרניים של IAC AFL דורשים משך בדיקה של 1.0 שניות עבור התקנות עם זמני ניתוק של הגנה גיבוי מעל 100 מילי-שניות.

שלב 4 — הקלטה במהירות גבוהה:
מצלמות מהירות גבוהה (לפחות 1,000 פריימים בשנייה) מתעדות את אירוע הקשת מכל הכיוונים בו-זמנית, ומתעדות את עיתוי הפעלת שחרור הלחץ, את כיוון פליטת הגז ואת הטמפרטורה, את עיוות המארז, וכן כל אירוע של פליטת חומר. ההקלטות מנותחות פריים אחר פריים כדי לוודא עמידה בכל קריטריוני ההצלחה.

שלב 5 — בדיקה לאחר הבדיקה:
לאחר אירוע הקשת, בודקים את לוח הבדיקה כדי לוודא:

• שלמות מבנית של המעטפת (ללא קרעים או התפוררות)
• החזקת הדלת והכיסויים (כל הכיסויים נשארים מחוברים או מבוקרים)
• מצב לוח המחוונים (אין הצתה, אין חורים מפגיעת קליעים)
• פונקציית שחרור לחץ (הופעלה כהלכה ואוטמה מחדש)

קריטריונים לקבלת כרטיס ה-AFL של IAC — יש לעמוד בכל שלושתם

קריטריון 1 — ללא קרע במארז:
ארון המתגים לא ייסדק, לא יתפרק ולא ישגר חלקים במהלך אירוע קשת חשמלית. עיוות מבוקר של הארון הוא מקובל — עיוות קבוע של לוחות, דלתות או מכסים הוא צפוי ואינו מהווה תקלה. הדרישה הקריטית היא שלא יתרחש פירוק בלתי מבוקר שעלול לשגר חלקי מתכת לעבר מיקומם של אנשי הצוות.

קריטריון 2 — אין הצתה בלוח המחוונים:
אף אחד מלוחות האינדיקציה העשויים מכותנה, הממוקמים במרחק של 0.3 מטר מכל משטח מאושר, לא יתלקח במהלך אירוע הקשת החשמלית או לאחריו. קריטריון זה מבטיח כי פליטת גז חם, קרינה תרמית והתיזות מתכת מותכת מכוונות כולן הרחק ממיקומם של העובדים — בין אם הן נכלאות בתוך המארז ובין אם הן מופרשות החוצה דרך תעלות לשחרור לחץ מבוקרות המכוונות לאזורים בטוחים.

קריטריון 3 — ללא חדירת קליעים:
אף לא יפגע בלוחות המחוונים כל גוף מוצק — בין אם מדובר בשברי מארז, מחברים, תוצרי שחיקה קשתית או טיפות מתכת מותכת. קריטריון זה מבטיח שתכנון המארז מונע פליטה של רסיסים במהירות גבוהה לעבר עמדות הצוות בכל המשטחים המאושרים.

תכנון לשחרור לחץ — המפתח לעמידה בתקן IAC AFL

המנגנון הטכני המאפשר עמידה בתקן IAC AFL הוא שחרור לחץ מבוקר — המסלול ההנדסי שדרכו מופנים הלחץ והגזים החמים הנוצרים מהקשת הרחק מכל עמדות העובדים בו-זמנית. לצורך קבלת הסמכת IAC AFL (הגנה על שלושת הכיוונים), על מערכת שחרור הלחץ להפנות את הפליטה הרחק מהעמדות הקדמית, הצדדית והאחורית — מה שאומר בדרך כלל הפניית הפליטה כלפי מעלה דרך גג הפאנל או כלפי מטה דרך הרצפה.

גישות לתכנון מערכות לשחרור לחץ:

• צינורות לשחרור לחץ המותקנים בחלק העליון: גזי הקשת נפלטו אנכית כלפי מעלה דרך דלתות שחרור לחץ המותקנות בגג — השיטה הנפוצה ביותר עבור מתקני מיתוג פנימיים, כאשר גובה התקרה מאפשר זאת
• תעלות פליטה תחתונות: גזי קשת המנותבים כלפי מטה דרך תעלות רצפה אל תא פליטה ייעודי — משמשים במקרים שבהם גובה התקרה מוגבל או כאשר בחדר המתגים מותקן רצפה מוגבהת
• צינורות פליטה משולבים: צינורות פליטה המותקנים במפעל, המוליכים את גזי הקשת לנקודת פליטה מרוחקת ובטוחה — משמשים בהתקנות שבהן לא ניתן לבצע פליטה מלמעלה או מלמטה

השפעת משך הבדיקה של IAC על התכנון

משך הבדיקה	אנרגית קשת (25 ק"א, 12 ק"ו)	דרישות לשחרור לחץ	יישום אופייני
0.1 שניות (100 מילי-שניות)	כ-30 מגה-ג'אול	שטח פתח אוורור בינוני	הגנה מהירה (ניקוי תוך פחות מ-100 מילי-שניות)
0.3 שניות (300 מילי-שניות)	כ-90 מגה-ג'אול	שטח אוורור גדול	תיאום הגנה סטנדרטי
1.0 שניות (1,000 מילי-שניות)	כ-300 מגה-ג'אול	שטח האוורור המרבי	ביטול הגנת הגיבוי
0.1 שניות + 1.0 שניות	משולב	שטח האוורור המרבי	הדרישה המחמירה ביותר

כיצד מתקני מיתוג של AIS, GIS ו-SIS זוכים להסמכת IAC AFL?

הגישה להשגת הסמכת IAC AFL שונה באופן מהותי בין טכנולוגיות מתגי AIS, GIS ו-SIS — דבר המשקף את ההבדלים באנרגיות הקשת, בנפחי התאים ובאתגרי שחרור הלחץ הקשורים לכל אחד מחומרי הבידוד והמיתוג.

מתג AIS, IAC, AFL, תכנון

מתקני מיתוג מבודדי אוויר מציבים את האתגר הגדול ביותר בתכנון IAC AFL: נפחי תאים גדולים, אנרגיית קשת גבוהה בכל אירוע תקלה (כיבוי קשת באוויר איטי יותר מאשר בוואקום או ב-SF6), והצורך לנהל את שחרור הלחץ ממארז גדול פיזית תוך הגנה על שלושת הצדדים.

תכונות העיצוב של AIS IAC AFL:

• חלוקה לתאים: מחסומים מתכתיים נפרדים בין תאי מוליכי הזרם, מתקני המיתוג והכבלים מגבילים את התפשטות הקשת החשמלית ומגבילים את עליית הלחץ לתא שבו אירעה התקלה בלבד
• לוחות מעטפת מחוזקים: פלדה בעלת עובי גדול יותר (2.5–3 מ"מ) בחזית, בצדדים ובחלק האחורי עמידה בפני עיוותים הנגרמים מלחץ ומונעת התפוררות
• שסתום שחרור לחץ המותקן בחלק העליון: דפנות שחרור לחץ גדולות על גג הפאנל מוציאות את גזי הקשת אנכית כלפי מעלה, הרחק משלושת עמדות הפנים
• מנעולי דלתות עמידים בפני קשת חשמלית: מנגנוני נעילה חיובית לדלתות, הנשארים סגורים תחת עומס גלי לחץ, ומונעים את התפרצות הדלת לעבר אנשי הצוות הנמצאים בחזית

מגבלת AIS IAC AFL: נפח תאים גדול מחייב ניהול אנרגיית קשת כוללת גבוהה יותר; כדי להשיג משך בדיקה של 1.0 שניות ב-IAC AFL במערכת AIS, נדרש שטח פתח לשחרור לחץ נרחב — דבר המגביל לעתים קרובות את מידות הגובה והעומק של הלוח.

תכנון מתקני חשמל GIS IAC AFL

מתקן מיתוג מבודד גז נהנה מיתרונות של אטימות גז SF6⁴ תאים המכילים את אנרגיית הקשת הראשונית בתוך נפח הגז — אך המבנה האטום מציב אתגר מסוג אחר: אם תא ה-SF6 אינו מצליח להכיל את לחץ הקשת, הקרע שנוצר במארז יהיה אלים יותר מאשר במערכות AIS, בשל האנרגיה הנוספת האגורה בגז הדחוס.

תכונות העיצוב של GIS IAC AFL:

• תאי גז אטומים כמערכת תיחום ראשית: תא הגז SF6 תוכנן כך שיכיל את לחץ הקשת החשמלית לאורך כל משך הבדיקה מבלי להיקרע — מנגנון ההגנה העיקרי מפני IAC במערכות GIS
• שסתומי שחרור לחץ: שסתומי שחרור לחץ המותקנים במפעל בכל תא גז מופעלים בלחץ סף מוגדר, ומנתבים את הפליטה דרך תעלות מבוקרות
• דירוג לחץ בתא: מארזי GIS מתוכננים לעמוד בלחץ מקסימלי של קשת חשמלית מבלי להיקרע — בדרך כלל פי 3–5 מלחץ המילוי המדורג של SF6
• צינורות פליטה חיצוניים לקשת חשמלית: פליטת הלחץ מנותבת באמצעות תעלות המותקנות במפעל אל נקודות פליטה בטוחות, הרחק מכל עמדות העובדים

יתרונות ה-GIS IAC AFL: נפח תאים קטן יותר וכיבוי קשת SF6 מהיר יותר מפחיתים את האנרגיה הכוללת של הקשת בכל אירוע תקלה, ובכך מקלים על עמידה בתקן IAC AFL בבדיקות ארוכות יותר בהשוואה לעיצובים מקבילים של AIS.

SIS Switchgear IAC AFL Design

מתקן מיתוג עם בידוד מוצק (GIS) מציג את מאפייני הביצועים הטובים ביותר מבחינת IAC ו-AFL מבין שלוש הטכנולוגיות — הוא משלב את נפחי התאים הקטנים של ה-GIS עם היתרון האנרגטי של כיבוי הקשת בוואקום, הממזער את האנרגיה הכוללת של הקשת בכל אירוע תקלה.

תכונות העיצוב של SIS IAC AFL:

• הכלת קשת חשמלית במפסק ואקום: מפסק הוואקום מכיל את קשת המיתוג בתוך המעטפת האטומה שלו — אנרגיית הקשת אינה משתחררת לתא המיתוג במהלך פעולות ניתוק עומס רגילות
• עמידות בפני קשת חשמלית של איטום אפוקסי: בידוד אפוקסי יצוק מספק משטחים עמידים בפני קשת חשמלית (IEC 61621 > 180 שניות) המונעים התפשטות הקשת החשמלית על פני משטחי הבידוד בעת תקלות
• נפחי תאים קומפקטיים: נפח התאים הפיזיים הקטן מגביל את נפח הגז הכולל הזמין להתפשטות בלחץ, ובכך מפחית את קצב עליית הלחץ המרבי
• שסתום שחרור לחץ בפליטה העליונה: הגיאומטריה הקומפקטית של הלוח מפשטת את תכנון מנגנון שחרור הלחץ עם פליטה עליונה, ומאפשרת השגת IAC AFL עם שטחי אוורור קטנים יותר בהשוואה למקביליהם ב-AIS

השוואת ביצועים בין SIS, IAC ו-AFL:

פרמטר	AIS	GIS	SIS
אנרגית הקשת לכל תקלה (25kA, 0.1 שניות)	גבוה (כיבוי אוויר)	בינוני (כיבוי SF6)	נמוך (כיבוי בוואקום)
נפח התא	גדול	בינוני	קטן
קצב עליית הלחץ המרבי	גבוה	בינוני	נמוך
שטח נדרש לשחרור לחץ	גדול	בינוני	קטן
IAC AFL ב-1.0 שניות – מידת ההשגה	מאתגר	סטנדרטי	סטנדרטי
הפעלה מחדש לאחר תקלה	מורכב (נזק למגלשת הקשת)	נדרשת בדיקת גז	בדיקת מתח גבוה + בדיקת PD בלבד

מקרה לקוח: מפרט IAC AFL למניעת תאונות בטיחות של עובדים

מנהל רכש בחברת תשתיות המנהלת רשת תחנות משנה עירוניות במתח של 12 קילו-וולט במרכז אירופה פנה לחברת Bepto לאחר תקרית שכמעט הסתיימה באסון במתקן מיתוג של מתחרה. תקלה בסרגל האספקה בלוח שאינו מסווג IAC גרמה לקרע במארז בצד הצדדי — וגרמה לפליטת גזים חמים ושברי מתכת למסדרון התחנה, שם עבד טכנאי שניות ספורות לפני התרחשות התקלה. הטכנאי לא נפגע רק משום שיצא מהמסדרון כדי להביא כלי עבודה.

בביקורת הבטיחות שבוצעה לאחר מכן על ידי חברת החשמל, זוהו 23 מתקני תחנות משנה משניות שבהם הותקנו מתקני מיתוג שאינם מסווגים כ-IAC או המסווגים כ-IAC A בלבד, במיקומים הנגישים לצוות שאינו בעל הכשרה חשמלית. לאחר שציינה במפורש את ציוד המיתוג SIS של Bepto המסווג כ-IAC AFL עבור כל לוחות ההחלפה, חברת החשמל אישרה כי העיצוב הקומפקטי לשחרור לחץ עם פליטה עליונה עמד בדרישות ה-IAC AFL במשך 1.0 שניות של בדיקה — מה שמספק הגנה מלאה על הצוות בכל ההיקף, אפילו בתרחישים של זמן פינוי הגנה גיבוי. המבנה האטום עם הבידוד המוצק גם ביטל את החששות מפני נזק למגלשת הקשת החשמלית וזיהום בגז SF6, אשר סיבכו את החזרת הציוד של המתחרה לפעולה לאחר תקלה.

כיצד לקבוע ולאמת את דרישות ה-IAC AFL להתקנת מתקן החשמל שלכם?

כדי לקבוע את ה-IAC AFL בצורה נכונה, יש לבצע הערכה שיטתית של תנאי הנגישות במתקן, זמני פינוי ההגנה והפריסה הפיזית — בשילוב עם אימות קפדני של תעודת מבחן הסוג של ה-IAC שהונפקה על ידי הספק, בהתייחס לפרמטרים הספציפיים של המתקן.

שלב 1: קביעת סיווג ה-IAC הנדרש

הערכת נגישות העובדים:

• יש למפות את מיקומם של כל אנשי הצוות ביחס למתקן המיתוג במהלך פעולה רגילה, תחזוקה ותגובה למקרי חירום
• יש לזהות אילו צדדים של מארז מתקן החשמל נגישים לצוות — רק הצד הקדמי, הצד הקדמי והצדדים, או שלושת הצדדים
• יש לסווג את נגישות ההתקנה בהתאם לתקן IEC 62271-200: סוג A (גישה מוגבלת, לצוות מיומן בלבד) או סוג B (גישה כללית, אפשרית גם לצוות שאינו בעל הכשרה חשמלית)
• כלל: אם ישנו צוות שאינו מוסמך לעבודה עם חשמל שיכול להגיע לכל צד של מתקן המיתוג, יש לציין IAC AFL כדרישה מינימלית

קביעת משך הבדיקה הנדרש:

• יש לזהות את זמן ההפעלה של ההגנה הראשית עבור המתקן (בדרך כלל 60–150 מילי-שניות עבור הגנה דיגיטלית מודרנית)
• זהו את משך הזמן הנדרש לניקוי הגנת הגיבוי (בדרך כלל 300–1,000 מילי-שניות עבור גיבוי במעלה הזרם)
• כלל: יש לקבוע משך בדיקת IAC שיהיה שווה או גדול מזמן פינוי ההגנה של הגיבוי; עבור התקנות שבהן זמן פינוי הגיבוי עולה על 300 מילי-שניות, יש לקבוע משך בדיקה של 1.0 שניות

שלב 2: בדוק את כיוון שחרור הלחץ

הסמכת IAC AFL מותאמת להתקנה ספציפית בהיבט קריטי אחד: יש לוודא את כיוון פליטת הלחץ בהתאם לתצורת ההתקנה בפועל. לוח שהוסמך כ-IAC AFL בבדיקת המפעל עם פליטה עליונה עלול שלא להגן על העובדים אם יותקן במקום שבו הפליטה העליונה נחסמת על ידי תקרה נמוכה או מכוונת לעבר אזור מאוכלס.

רשימת בדיקה לאימות שחרור לחץ:

• יש לוודא שכיוון פליטת הלחץ (למעלה, למטה או לתוך תעלה) תואם למבנה החלל שבו מתבצעת ההתקנה
• יש לוודא שיש מרווח מינימלי בין התקרה לבין פתחי שחרור הלחץ (בדרך כלל מרווח פנוי של 300–500 מ"מ לפחות)
• יש לוודא שתוואי צינור הפליטה (אם רלוונטי) מסתיים במקום בטוח וריק מאנשים
• יש לוודא שהפעלת מנגנון שחרור הלחץ אינה מכוונת גזים חמים לעבר נקודות כניסת הכבלים, מסלולי הכבלים או ציוד סמוך

שלב 3: אימות תעודת בדיקת סוג IAC

תעודת הבדיקה מסוג IAC היא ההוכחה היחידה התקפה לעמידה בתקן IAC AFL — ויש לאמת אותה בפירוט מול הפרמטרים הספציפיים של ההתקנה:

רשימת בדיקה לאימות תעודות:

• תקן הבדיקה: יש לוודא שהאישורים מתייחסים לתקן IEC 62271-200 (המהדורה הנוכחית) — לא למהדורה שהוחלפה
• זרם בדיקה: יש לוודא ש-Isc הנמדד בנקודת ההתקנה גדול או שווה ל-Isc המדורג (זרם תקלה צפוי)
• משך המבחן: יש לוודא שהמשך הזמן שנבדק גדול או שווה למשך הזמן הנדרש (0.1 שניות, 0.3 שניות או 1.0 שניות)
• פרצופים שנבדקו: בתעודה מצוין במפורש IAC AFL (קדמי, צדדי ו-אחורי) — ולא IAC AF או IAC A בלבד
• תצורת הפאנל: יש לוודא שהתצורה שנבדקה תואמת ללוח שצוין (פס צבירה יחיד / פס צבירה כפול; עם / ללא תא כבלים; עם / ללא תא מדידה)
• מעבדה מוסמכת: הבדיקה בוצעה ב- מוסמך על ידי ILAC⁵ מעבדת בדיקה בעלת הספק גבוה — לא מתקן בדיקה פנימי של היצרן

שלב 4: התאמת תקנים ותעודות הסמכה

• IEC 62271-200: תקן ראשוני — מתקני מיתוג מתח בינוני (MV) במעטפת מתכת, לרבות מתודולוגיית בדיקה וסיווג לפי IAC
• IEC 62271-200 נספח A: מפרט לוח המחוונים ודרישות תצורת הבדיקה
• IEC 62271-1: מפרט כללי — הגדרות לזרם קצר מדורג ומשך הזמן
• IEC 61482-1-1 / IEC 61482-1-2: תקני ביגוד מגן מפני הבזק קשת — מפרטים את דרישות ציוד המגן האישי (PPE) עבור עובדים באזורים המסווגים כ-IAC
• NFPA 70E: תקן אמריקאי לבטיחות חשמלית במקום העבודה — ניתוח סיכוני התלקחות קשת חשמלית ובחירת ציוד מגן אישי (החל על מפרטים אמריקאיים ועל מפרטים המושפעים מארצות הברית)
• GB/T 11022 / GB/T 3906: תקנים לאומיים בסין — אישור דרישות סיווג ה-IAC בהקשר של התקנים הלאומיים הסיניים

סיכום מפרט IAC AFL

פרמטר מפרט	דרישות מינימום	מומלץ לכיתה ב'
סיווג IAC	IAC AFL	IAC AFL
זרם בדיקה	≥ Isc צפוי בעת ההתקנה	≥ Isc פרוספקטיבי + מרווח של 10%
משך הבדיקה	≥ זמן פינוי הגנת הגיבוי	1.0 שניות
פרצופים שנבדקו	חזית + צד + אחורי	חזית + צד + אחורי
כיוון שחרור הלחץ	מלבד כל תפקידי כוח האדם	עדיפות לפליטה עליונה
מעבדת הסמכה	מוסמך על ידי ILAC	מוסמך על ידי ILAC
הפעלה מחדש לאחר תקלה	על פי הנחיות היצרן	מוגדר במדריך התפעול והתחזוקה

טעויות נפוצות במפרט ובהתקנה של IAC

• ציון IAC A או IAC AF עבור מתקני נגישות מסוג B — אישור לשימוש בחזית בלבד או בחזית ובצדדים אינו מגן על אנשי צוות העלולים להגיע לחלק האחורי של מתקן המיתוג במהלך תחזוקה; יש לציין תמיד IAC AFL בכל התקנה שבה קיימת אפשרות לגישה מאחור
• קבלת תעודות IAC ללא אימות משך הבדיקה — תעודה המעידה על IAC AFL במשך בדיקה של 0.1 שניות אינה מאשרת הגנה בתרחישי פינוי גיבוי; יש לוודא תמיד את משך הבדיקה מול זמן פינוי הגיבוי של המתקן
• חסימת נתיבי הפליטה לשחרור לחץ במהלך ההתקנה — מסלולי כבלים, תעלות כבלים ואלמנטים מבניים המותקנים מעל או מתחת לפתחי שחרור לחץ לאחר אספקת מתקן המיתוג עלולים לחסום את נתיבי הפליטה ולפגוע בביצועי מערכת ה-IAC AFL; יש לוודא את מרווחי הפליטה לאחר השלמת כל עבודות ההתקנה
• בהנחה שסיווג IAC מבטל את דרישות ציוד המגן האישי — סיווג IAC AFL מגן על עובדים הנמצאים במרחק של 0.3 מטר מפני הארון; עובדים הנמצאים במרחק הקרוב מ-0.3 מטר, או המבצעים פעולות המחייבות פתיחת לוח, עדיין נדרשים להשתמש בציוד מגן אישי מתאים מפני הבזק קשת חשמלית בהתאם לתקן IEC 61482 או NFPA 70E

סיכום

סיווג קשת פנימית IAC AFL הוא המסגרת של תקן IEC 62271-200, ההופכת את מתקני המיתוג במתח בינוני (MV) מציוד חשמלי לתשתית בטוחה לעובדים — באמצעות בדיקות הרסניות המוכיחות כי תקלת קשת פנימית בתרחיש הגרוע ביותר, בזרם קצר מדורג, נכלאת, מכוונת ומופרשת מבלי לפגוע בעובדים בכל חלק של המתקן. עבור מהנדסים ומנהלי רכש המגדירים ציוד מיתוג בתחנות משנה, מתקנים תעשייתיים וכל מיקום שבו לא ניתן לשלוט באופן מלא בגישה של אנשי צוות, סיווג IAC AFL הוא תקן הבטיחות הבלתי מתפשר המגדיר את הגבול בין סיכון מקובל לסיכון בלתי מקובל.

יש לציין את תקן IAC AFL עם משך בדיקה של 1.0 שניות בכל התקנה שבה עלולים להימצא אנשים שאינם בעלי הכשרה חשמלית, יש לאמת את האישור בהתאם לזרם התקלה הספציפי ולזמן ההפעלה של מנגנון ההגנה, ויש לאשר את כיוון פליטת הלחץ לפני ההתקנה — שכן סיווג IAC מגן על האנשים שעבורם הוא נועד רק כאשר המפרט, האישור וההתקנה תואמים זה לזה.

שאלות נפוצות בנושא סיווג קשת פנימית (IAC) ודרישות ה-AFL

1. למדו על העקרונות הטכניים ועל תקני הבטיחות התפעוליים של ציוד MV. ↩

2. עיין בתקן הבינלאומי העיקרי למתקני מיתוג מתח בינוני במארז מתכת. ↩

3. הבנת הסכנות הכרוכות בתופעות של קשת חשמלית ואסטרטגיות למניעתן. ↩

4. לנתח את תכונות הבידוד וכיבוי הקשת החשמלית של גז גזרומטרי. ↩

5. אמתו את האותנטיות של דוחות הבדיקה באמצעות הארגון הבינלאומי לשיתוף פעולה בהסמכת מעבדות (ILAC). ↩