התרופפות הדוק הברגים בחיבורי חשמל גורמת טרדה, טרחה ואף אסונות

בעיית התרופפות הידוק הברגים בחיבורי חשמל קיימת, וגורמת טרדה, טרחה, צרות ואף אסונות.

ולא רק חיבורי ברגים. כל מגע חשמלי שמתרופף, יכול לגרום להתחממות המקום, לניצוצות ולשריפות.

הסכנה משותפת לבתים פרטיים, משרדים, מפעלים, חנויות וכל מקום שיש בו חיבורי חשמל (חיים).

גם שקעים, מפסקים, צמתים, מאריכים חשופים לבעיה.

כשחיבור מתחמם, המתכות מתפשטות. כשהחימום מפסיק, המתכות מתכווצות. מתחילה תנועה יחסית בין הבורג למוליך, בין הבורג לבית, וההתרופפות גדלה. הבעיה מחמירה כשהבורג עשוי פלדה והחלקים פליז. מקדמי ההתפשטות השונים מוסיפים לקצב ההתרופפות.

הנה דוגמא שמצאתי: המפצל הזה עובד ופעיל (למיטב ידיעתי כבר אינו תיקני). היום משמש למטעני פלאפונים ומכשירים עם הספק נמוך:

מפצל חשמלי

ובצדו השני:

פלסטיק שרוף ומעוות

המפצל עבר טראומה.

יתכן שהיה עומס יתר,

יתכן שמגע פנימי הגדיל התנגדות:

                                     בגלל שקפיץ איבד מקשיותו

בגלל התחמצנות ושינוי התנגדות של המגע בפנים

להלן דוגמא של התחמצנות רגלי התקע שללא ספק ישנו את התנגדות החיבור (במגע) למעבר חשמל, ויש סיכוי שייווצר חום. האם יהיה נזק?

התחמצנות של רגלי תקע חשמלי

כדאי לזכור שכל חיבור (חשמלי, אופטי, צינור מים או אחר) יגבה את המחיר שלו. כל חיבור מגדיל התנגדות כלומר, מגדיל הפסדים. כל חיבור, הוא מקום מועד לפורענות. וכפי שאמרנו, גם בחשמל זה נכון.

והנה אנחנו מגיעים לברגים,

חלק גדול מחיבורי החשמל, כולל ברגים או אומים (תבריגים).

בכל מקרה שיתרופף הידוק הבורג, תגדל ההתנגדות החשמלית, יתחמם המקום, המכשיר לא יתפקד כדרוש וקיימת סכנה חמורה של שריפה.

בחיבורים כאלו, יש לשאוף לשטח מגע גדול ככל האפשר, כדי שלא תיווצר התנגדות עקב “שטח חתך נקודתי” קטן מידי.

אז מה עושים?

למשל, בתקע שמורכב על מוליך חשמלי (תקע של כבל מאריך או תקע פריק על “חוט החשמל” של מאוורר), כדאי להכפיל את עובי המוליך בנקודת החיבור:

שיפור המוליכות החשמלית

תוספת בדיל לקצה המוליך החשוף, תשפר את המוליכות עוד יותר:

הוספת בדיל למוליכים

בהמשך, מומלץ להדק היטב את ברגי הידוק המוליכים, כשרגלי התקע נתונות בתוך בית הפלסטיק. כך, הרגליים אחוזות היטב בבית התקע וקל יותר להדק את הבורג. בעת הידוק הבורג יש להשתמש ברגש כדי לא לתלוש את התבריג:

אבטחת החיבור של הכבל החשמלי

יש לוודא שכבל החשמל אחוז עם הבידוד (הכפול) תחת רצועת הידוק הכבל, כך שמשיכה בכבל עצמו, לא “תגיע” למהדקי החשמל. הכבל יהיה אחוז בגוף התקע ולא על ההדקים החשמליים.

את “התרגיל” הזה למדתי בקייטנה, באחת מחופשות הקיץ בתיכון, ומאז אני נוהג כך בכל חיבורי החשמל שאני עושה. חבורים שעשיתי כך, החזיקו, ללא צורך בתחזוקה, 20-30 שנה.

במקומות שאין אפשרות להכניס מוליך “כפול” אני משתמש בנעל כבל (שרוול):

סופית כבל חשמלי

במקרה זה, למרות שיש גוף מתווך נוסף, ההידוק של הבורג הוא על שרוול הפלדה (מצופה ניקל) ולא על צמת הנחושת הרכה. סה”כ שטחי המגע גדולים וטובים, והחיבור קשיח ואין התרופפות של הידוק הבורג. גם כאן, עדיף להוסיף בדיל למוליך לפני ההשחלה והלחיצה של השרוול. ל”קילוף” הבידוד וללחיצה, יש עימי בארגז הכלים, כלי ייעודי, שמלווה אותי כבר שנים רבות בנאמנות:

כלי חשיפת מוליכים

במכשירים מודרניים רבים (בקרים, מפסקי פחת, שעוני חשמל וכו’) אני מוצא נעילות משוכללות יותר למוליך החשמלי. גם כאן, אם המוליך רב גידי, רצוי להוסיף בדיל, ואף לכופף ולהכפיל את הקצה. אם המוליך חד גידי- אין צורך. במחברים אלו לא בורג לוחץ ישירות על המוליך, אלא בורג לוחץ סנדל שטוח, שאינו מסתובב, שהוא לוחץ על המוליך:

חיבורי מוליכים במכשירים מודרניים

 

ומה עושים כשיש זרמים גבוהים. איך מחברים מוליכים?

או אז דואגים לחיבור מאסיבי, עם בורג שיכול לספק כוחות הידוק מתאימים. דואגים שהחיבור כולו יהיה קשיח ככל שניתן. כלומר, להשתמש בנעל כבל לקצה המוליך, עם חיבור חשמלי טוב (הלחמה, ריתוך או לחיצה):

סופית כבל עם ברגים

 

כפי שלמדנו על חיבורי ברגים, (ראה המאמר על 3 טיפים לברגים https://www.moshe-kelman.co.il/screw-attachment/) כדי להבטיח שהחיבור לא יתרופף, רצוי שהמתחברים יהיו קשיחים יחסית לבורג (מוליך רב גידי הוא “רך”. אפילו רך מאוד).

החיבור למכשיר, יהיה עם בורג (או אום על בורג):

חיבור חשמל לזרמים חזקים

 

בדוגמא שבצילום, הייתי מחליף את הטבעת הקפיצית שבתמונה (ראה המאמר: 3 טעיות קריטיות בחיבור ברגים

https://www.moshe-kelman.co.il/screw-failure/ ), בטבעת קפיצית קונית (Bellville (Washer Spring

ומוסיף דסקה שטוחה בין הטבעת הקפיצית ונעל הכבל, כדי לקבל שטח מגע גדול יותר עבור החשמל:

 

טבעת קפיצית קונית

טבעת כזו, היא קפיץ חזק יותר מטבעת קפיצית פתוחה, ותעשה עבודה טובה יותר, לאורך דרך ארוכה יותר.

ומה אפשר לעשות כדי למנוע אסון בבית פרטי או במפעל?

במפעל, יש אנשי אחזקה, (קבלני משנה או עובדי המפעל) ולהם אמור להיות מד חום לקריאה מרחוק (לייזר עולה היום כמה מאות שקלים, ומכשיר אינפרה אדום עולה אלפים בודדים). צוות האחזקה אמור לעבור, מדי פרקי זמן מסוימים, על כל ארונות החשמל, חיבורים, שנאים, מנועים ומקומות שיכולה להיות בהם בעיה חשמלית (או מכנית) שאפשר לאתרה ע”י בדיקת הטמפ’. אם מוצאים בעיה, מטפלים בה. בעבר פשוט עברו על כל הברגים בארונות החשמל ובמקומות שידעו שהם מועדים לפורענות. היום הניטור הפך לפשוט.

לפניכם צילום של לוח חשמל ישן:

צילום אינפרא של לוח חשמלי

ולידו, צילום במכשיר אינפרא אדום שמתחבר לטלפון הנייד, (המכשיר של חברת FLIR באדיבות חברת ITEC ).

ניתן לראות שהנקודה הכי חמה בלוח היא  ℃24  וזה השנאי שבתחתית הלוח (ונקודה הקרה ביותר היא  ℃17 ). כל מחברי המגעים “קרים” ואין חשש להתרופפות חיבורים, התחממות ושריפה.    בדיקה מהירה ופשוטה.

בבית פרטי, אפשר להזמין חשמלאי לבדיקת הלוח, וכל השקעים והמפסקים בבית, לדעתי, די בפעם בחמש שנים בערך. אם יש תקנה כל שהיא, אינני מודע לה. (כידוע, אני מהנדס מכונות ולא חשמל, ואשמח לקבל מידע).

דוגמאות נוספות לבדיקות IR (אינפרה אדום) שערכתי במפצלים ביתיים. אנחנו רואים שהטמפ’ בשני המקרים, אינה עולה על ℃21 , וזה אומר שאין התחממות והמגעים תקינים.

צילום אינפרא של מפצלים

כיום, רוב התקעים של מכשירי החשמל הם יצוקים על הכבל החשמלי (ואינם ניתנים לפרוק בעזרת ברגים). לא ידוע לי על תקלות בתקעים אלו. בכל מקרה, אפשר לעבור מידי פעם (פעם בשנה) ולבדוק במגע יד (יבשה בלבד) את טמפ’ התקע והכבל. אם תקע או הכבל חמים, יש לכבות את המכשיר, לנתקו מהחשמל ולהזמין חשמלאי.

לפעמים, כשיש מגע רופף בשקע בקיר או בתקע (מתפרק עם ברגים) מלבד החום, שומעים גם זמזום המורכב מרצף של נקישות. במקרה ששומעים זמזום כזה, יש לכבות את המכשיר ולבדוק (מיד, בטרם יתקרר) את חום התקע במגע יד. אם הוא חם, לנתק מהחשמל ולהזמין חשמלאי. מנורות פלורסנט, ולפעמים גם רדיאטורים חשמליים, מזמזמים. לא להחליף צליל זה בצליל זמזום מגע חשמלי רופף.

בדיקה הסתכלותית על שקעים, מפסיקי חשמל, תקעים, כבלים וכבלים מאריכים לסוגיהם, יכולה לגלות שינוי בצבע, עיוותים בפלסטיק (שנובעים מחום), פגיעה בבידוד או חשיפת מוליכים. בכל מקרה כזה, יש לפנות לחשמלאי מוסמך.

 

 

לסיכום: 

  1. כל חיבור חשמלי הוא מקום רגיש

  2. האינדיקציה הפשוטה לחיבור תקול היא טמפ’ גבוהה מהרגיל

  3. החום גורם להתפשטות תרמית, להאצת קורוזיה ולהתרככות החומרים המהודקים, ואלו גורמים להגדלת ההתנגדות החשמלית הגברת החום ועד שריפה.

  4. ניטור הטמפ’ מאפשר גילוי מוקדם, מהיר ופשוט של תחילת נזק וחשש לשריפה.

  5. הקטנת ההתנגדות והקפדה על חיבורים טובים ויציבים מראש, מונע או מפחית משמעותית את הסכנה לכשל.

 

עכשיו תורכם  

עד כאן הצגתי בפניכם את הבעייתיות בחיבורים חשמליים עקב התרופפות ברגים ועליית ההתנגדות החשמלית, שעלולה לגרום לנזק רב ובעיקר שריפה. הבנו, כיצד יש לטפל בבעיה ושחשוב להתייחס אליה. עתה הבמה כולה שלכם. מה תוכלו להוסיף מניסיונכם? על איזה מקרה כשל בחיבור חשמלי הייתם רוצים לספר לנו? אנא שתפו אותנו פה למטה, בתגובות, כדי שכולנו נלמד ונצמח ביחד.

הצעד הבא שלכם להצלחה

אהבתם? שתפו את המאמר עם חברים וקולגות. רוצים לקבל ממני עוד הרבה טיפים מועילים, עקרונות מנחים והדרכה מעשית בנושאים שונים ומגוונים בהנדסת מכונות? במיוחד בשבילכם כתבתי את מדריך הבזק “הנדסה בחקירה” ובו ניתוח עומק של 7 כשלי תכנון בסיסיים שהובילו לאסונות ענק. להורדת המדריך במתנה ממני ולגמרי בחינם – לוחצים כאן.

 

אודות משה קלמן

אינג' משה קלמן, בוגר לימודי הנדסת מכונות בטכניון במגמת אנרגיה, ובעל תואר שני במנהל עסקים, מהאוניברסיטה העברית בירושלים, מביא אתו ניסיון עשיר של כ-40 שנה בתחומי הנדסה שונים ומגוונים. את הניסיון העצום שצבר, יצק לתוך מגוון תכניות הדרכה למהנדסים בהתאמה לצורכי הארגון.

להורדה בחינם של מדריך הבזק "הנדסה בחקירה" שבו אסף דוגמאות של כשלים קטסטרופליים שנבעו מהזנחה של עקרונות הנדסיים בסיסים – לחצו על הקישור "כן, אני רוצה ללמוד מניסיונם של אחרים"

2 תגובות

  1. דינה שמיר הגב

    לאינג’ משה קלמן, הרבה תודה על המאמר הנ”ל.

השארת תגובה