מדבקות שמצילות חיים – ההמצאה ששווה להכיר בתחום החשמל

מה אנחנו מדברים על מדבקות?
מדובר במדבקות מיוחדות המיועדות להדבקה על חוטי חשמל, פסי חשמל, חיבורי חשמל ומגעים. ייחודן הוא בשינוי צבע בזמן התחממות יתר. אם זה נשמע מוכר, אולי זה בגלל עיקרון דומה לנייר תרמי שמדפיס קבלות בקופות. בנייר התרמי, השינוי בצבע מתרחש בנקודת החימום, ללא שימוש בדיו.

תאונות חמורות: חימום יתר במעגלי חשמל

מספר רב של תאונות במערכות אלקטרוניקה וחשמל נגרמות ממגעים לקויים שמתחממים יתר על המידה. התוצאה? שריפות ותקלות יקרות.

במאמרו של המהנדס סרקוב ([email protected]) הוא ציין כי קיימים פתרונות לרוב סוגי החימום הלא-רצוי במעגלים חשמליים:

פרסום

1. הגנה מזרם יתר: נתיכים ומפסקים זרם מונעים מהמוליכים להתחמם יתר על המידה.
2. דליפת זרם לאדמה: מפסק מגן (ממסר פחת) מנתק את המעגל במקרים של נזקי בידוד. קיימים אף ממסרי פחת נגד שריפה, שמגנים פחות על אדם אך מונעים חימום יתר באתרי נזקי בידוד.
3. גיד שבור וניצוצות: התקני הגנה מפני ניצוץ וקשת חשמלית (AFDP) מזהים ומנתקים מעגלים במצבים אלו.

אולם, למגעי חימום עצמם לא הייתה עד כה מערכת הגנה ייעודית. ההגנה התבססה על מניעת השלכות החימום (כמו בידוד לא דליק, לוחות חשמל מתכתיים וכו'), אך לא על זיהוי מוקדם של התקלה.

מגעים בעייתיים: למה זה קורה?

חיבורים חשמליים אמינים מתקיימים כאשר המוליכים מחוברים בריתוך או כיווץ למבנה מונוליטי. אולם, ציוד חשמלי מחייב שימוש בחיבורים ניתנים לפירוק לצורך תחזוקה. מגעים כאלה רגישים לבעיות שעלולות להתדרדר עם הזמן.

גורמים להחמרת מגעים:

• שינויים בטמפרטורה: שינויי מזג אוויר או זרמים קצרים מאיצים את תהליך הפירוק.
• חמצון מתכות: גורם לעלייה בהתנגדות המגע ולהתחממות מוגברת.
• הידרדרות הדרגתית: תהליך יכול להימשך שעות או שנים, בהתאם לעומס המגע, החומרים והבנייה.

זיהוי מוקדם: מה אפשר לעשות?

תחזוקה מונעת

בדיקות שוטפות (לפחות פעמיים בשנה) מאפשרות לזהות חיבורים בעייתיים. לרוב הבדיקות נעשות ללא השבתת הציוד.

מצלמות תרמיות

מצלמות אלו מזהות חימום לא תקין בלוחות חשמל. עם זאת, יש להן חסרונות:

1. עלות גבוהה.
2. חוסר זיהוי של חימום שמתרחש בפרקי זמן קצרים.

בתמונה מדבקות אנגליים  safe connectוהרוסים LESIV

מדבקות עם זיכרון

פתרון חדשני לזיהוי מגעים שמתחממים רק לעיתים רחוקות

דרך לפתור את הבעיה של זיהוי מגעים שמתחממים רק לפעמים, ולא כשמסתכלים עליהם בזמן אמת, היא שימוש במדבקות מחוון תרמי מיוחד.
יש למקם מדבקות אלו ליד כל מגע. אם לפחות פעם אחת הטמפרטורה עולה על הסף, המדבקות משנות את צבען.

איך זה עובד?

מדבקות מחוון תרמי פועלות על פי עקרונות פיזיקליים שונים, כאשר מחווני התכה תרמית הפכו לפופולריים במיוחד. הרעיון פשוט:

• הרכב של חלקיקים מחומר בעל התכה נמוכה עם חומר מקשר מוחל על מצע צבעוני.
• ההרכב הטרוגני, ולכן האור בגבולות החלקיקים מתפזר וההרכב נראה לבן.
• כאשר הטמפרטורה עולה על נקודת ההיתוך, ההרכב נמס, מתמוסס חלקית בחומר המקשר ומתמצק למסה שקופה שדרכה נראה המצע.
  על ידי שינוי הרכב הציפוי, ניתן להגדיר במדויק את הטמפרטורה שבה המדבקה תשנה את צבעה.

יתרונות השימוש במדבקות

• מזהות התחממות חריגה גם אם אינה רציפה.
• שינוי הצבע בלתי הפיך, מה שמאפשר לזהות התחממות גם זמן רב לאחר שקרתה.

מגוון האפשרויות בשוק

מדבקות כאלה מיוצרות על ידי מספר חברות בעולם, דוגמת SAFE CONNECT הבריטיות ו-LESIV הרוסיות.

מאפייני המדבקות:

• מדבקות בריטיות עגולות: טמפרטורת הפעלה של 52 מעלות צלזיוס, וברצועות – 70 מעלות צלזיוס.
• מדבקות רוסיות: טווחי טמפרטורה מגוונים – 50, 70, 80, 90 ו-100 מעלות צלזיוס. ישנן גם אפשרויות מרובעות ורצועות בטמפרטורות מותאמות (עד 290 מעלות).

פרסום

גמישות בשימוש:

• המדבקה נשארת פונקציונלית גם לאחר גזירה.
• ניתן לחתוך אותה לריבועים קטנים עבור ניסויים ומחקרים.

איך לזהות התחממות באמצעות המדבקות?

1. בדיקה חזותית בלוחות חשמל: פותחים את הלוח ובודקים אם אחת המדבקות שינתה צבע.
2. לוחות עם פנל שקוף: מאפשרים לאיש תחזוקה שאינו חשמלאי לבדוק בעצמו. אם יש שינוי צבע, קוראים לחשמלאי.

מה הלאה?

אפשר להרחיב את הפתרון:

• מדבקות פולטות גז: כאשר טמפרטורת הסף נחצתה, המדבקה משחררת גז.
• מערכת חיישנים: חיישן בתוך לוח החשמל מזהה את הגז ומתריע על התחממות חריגה.

סיכום

1. מגעים לקויים מחמירים עם הזמן, מה שעלול לגרום לשריפה.
2. תחזוקה שוטפת של ציוד חשמלי, למשל פעמיים בשנה, יכולה למנוע בעיות חמורות.
3. צילום תרמי: מזהה חימום חריג באופן חזותי, אך אינו מתאים למקרים של התחממות רגעית בלבד.
4. מדבקות מחוון תרמי: פתרון פשוט, שמזהה התחממות חריגה גם בדיעבד.
5. מדבקות פולטות גז: מאפשרות ניטור רציף והתראות אוטומטיות.

שיפור אפשרי למדבקות

• שימוש בסרט PVC עמיד כמצע, למניעת דליקות ולשיפור עמידות בחשיפה לשמנים ודבקים.

מבט לעבר – ובחזרה להווה

בשנות ה-70 השתמשו בלכה בשילוב תוספי מחוון טמפרטורה, כמו אבקת סוכר, לשינוי צבע בחימום. למרות שהפתרון היה יעיל, כיום רוב השוק עבר למצלמות תרמיות יקרות.

עם זאת, מדבקות תרמיות הן פתרון זול, יעיל ונוח, שיכול למנוע תקלות קטנות לפני שיהפכו לאסון גדול.

לסיכום: עדיף מדבקה חכמה על לוח חשמל חם מדי!