תשתיות חשמל למפעל: מה חשוב לקחת בחשבון בתכנון?

תשתיות חשמל למפעל מתוכננות נכון כשהן נבנות סביב ארבע החלטות: מיפוי העומסים האמיתיים, לוח חשמל עם רזרבה להתרחבות, כבלים והגנות שמתאימים לסביבת העבודה, ותכנון שלוקח בחשבון מכונות שיתווספו בעוד שנים.
מפעל שמדלג על אחת מהן משלם אחר כך בניתוקים באמצע משמרת, בהתחממות לוחות ובשכתוב יקר של המערכת.
הכלל המעשי הוא לתכנן לפי הצריכה הצפויה בעוד כמה שנים ולא לפי מה שעומד על הרצפה היום, ולוודא שכל עבודה מתבצעת ונבדקת בידי איש מקצוע מוסמך.

אמיר ראובן שירותי מכונות לתעשייה בע"מ, עם ניסיון רב שנים בתיקון, שיפוץ ואחזקה של מכונות לתעשייה, מלווה מפעלים בצפון גם בצד החשמלי של המכונה: תחזוקת לוחות חשמל, שדרוג בקרה למכונות ישנות וחיבור מכונות חדשות למערכת קיימת.
רוצים לבדוק מה נדרש במפעל שלכם?
השאירו פרטים בטופס יצירת הקשר ונחזור אליכם עם הצעת מחיר.

מה בודקים לפני שמתכננים תשתיות חשמל במפעל?

השלב הראשון הוא מיפוי, לא שרטוט.
לפני שבוחרים לוח או כבל צריך לדעת מה בדיוק מחובר היום, מה עומד להתחבר, ומה קורה במפעל בשעות השיא.
מפעל עיבוד שבבי עם כמה מכונות CNC, מחרטות ומשחזות מתנהג אחרת ממפעל לעיבוד פח עם מכופפת, גיליוטינה ומכונת חיתוך בלייזר, כי סוגי המנועים, זרמי ההתנעה והרגישות להפרעות שונים.

רשימת המיפוי הבסיסית כוללת כמה נתונים:

• הספק, מתח וזרם נקוב של כל מכונה, כפי שמופיעים בשלט היצרן על גוף המכונה.
• האם המכונה תלת-פאזית (בישראל 400 וולט בין פאזות, 230 וולט בין פאזה לאפס, בתדר 50 הרץ) או חד-פאזית.
• אילו מכונות פועלות בו-זמנית ואילו לא, כדי לא לחשב עומס כאילו כל מכונה עובדת בכל רגע.
• מרחקי הכבלים מהלוח לכל מכונה, כי כבל ארוך גורם לנפילת מתח.
• סביבת העבודה: אבק מתכת, שמני חיתוך, לחות, חום ורעידות, שמשפיעים על בחירת הציוד והמארזים.

שלב המיפוי כולל גם בדיקה של מה שכבר קיים.
במפעלים ותיקים נפוץ למצוא לוח שהתרחב שנים בחיבורים מאולתרים, ללא תיעוד וללא שרטוט עדכני.
כל עבודה חדשה מתחילה אז בתיעוד המצב הקיים.
ככה אפשר לבדוק איזה חלק עדיין תקין ואיזה דורש החלפה.

לדברי מנהל אחזקה ותיק במפעל מתכת, "את הלוח מתכננים לפי המכונה שתגיע בעוד חמש שנים, לא לפי זו שעומדת היום.
מי שמתכנן לפי היום מחליף לוח אחרי שנתיים".
המשפט הזה מסכם היטב את ההבדל בין תכנון חד-פעמי לתשתית שמחזיקה לאורך זמן.

איך מחשבים עומסים ובוחרים את הלוח הנכון?

חישוב עומסים מתחיל בסכום ההספקים, אבל לא נעצר בו.
מפעל לא מפעיל את כל המכונות במלוא העומס בו-זמנית, ולכן מחשבים "מקדם צריכה בו-זמנית", כלומר היחס בין העומס שמופעל בפועל לבין סך ההספק המותקן.
את המקדם קובע מהנדס או חשמלאי מוסמך לפי אופי הייצור, והוא משפיע ישירות על גודל החיבור הראשי ועל גודל הלוח.

נקודה שמפעלים נוטים להחמיץ היא זרם ההתנעה.
מנוע גדול, כמו מנוע של מכבש או מדחס, שואב בהתנעה זרם גבוה פי כמה מהזרם הנקוב, ולכן ההגנות צריכות לעמוד בכך בלי להתנתק סתם.
הפתרון הוא התנעה רכה או "ממיר תדר" (התקן שמווסת את מהירות המנוע ומתניע אותו בהדרגה).
ממירי תדר מקלים על הרשת, אבל מוסיפים הפרעות הרמוניות, ולכן יש לתכנן להם סינון וכבלים מתאימים.

בבחירת הלוח עצמו שלושה דברים קובעים:

• רזרבה: כלל אצבע נפוץ הוא להשאיר מקום פנוי ויכולת זרם של כ-20 עד 30 אחוז להרחבות עתידיות.
• הפרדה לפי קבוצות: מנועים, בקרה, תאורה ושקעים בקבוצות נפרדות, כך שתקלה בקו אחד לא מורידה את כל המפעל.
• עמידה בתקן: לוחות מתח נמוך נבנים לפי סדרת התקנים ת"י 61439, וציוד חשמלי של מכונות נבדק לפי ת"י 60204-1. כדאי לבקש מהיצרן או מהקבלן אישור על כך.

מי שמתכנן לוח חדש או שדרוג של לוח קיים ימצא פירוט מעשי במאמר על מה חשוב לבדוק לפני התקנה או שדרוג של לוח חשמל תעשייתי.
כאן נתמקד במה שמחבר את הלוח לשאר התשתית.

אילו כבלים, הארקה והגנות נדרשים בחשמל תעשייתי?

הכבל נבחר לפי הזרם, האורך, שיטת ההתקנה והסביבה, ולא רק לפי חתך הנחושת.
כבל שעובר בתעלה סגורה לצד עשרות כבלים אחרים מתחמם יותר מכבל חופשי, ולכן משתמשים במקדמי הפחתה בעת החישוב.
בסביבה עם שמני חיתוך וחומרי קירור צריך מעטה כבל עמיד, ובמקומות שבהם הכבל נע, כמו מכונה עם ראש נע, נדרש כבל גמיש ייעודי.

הנחת הכבלים חשובה לא פחות.
כבלי הספק וכבלי בקרה ותקשורת עוברים במסלולים נפרדים, כי כבל הספק של מנוע יוצר שדה שמפריע לאותות של חיישנים ושל מערכות בקרה.
הפרעה כזו מתבטאת בתקלות "רפאים" שקשה לאתר: מכונה שנעצרת בלי סיבה נראית לעין, או קריאה לא יציבה של חיישן. "סולם כבלים" (מסלול מתכתי פתוח שמחזיק כבלים לאורך התקרה או הקיר) מאפשר אוורור והוספת כבלים בעתיד בקלות רבה יותר מאשר בתעלה סגורה.

הארקה והגנות הן החלק שמציל חיים.
מערכת הארקה תקינה מחברת את גופי המכונות לאלקטרודת הארקה, ו"ממסר פחת" (מפסק שמנתק את המעגל כשיש זליגת זרם לאדמה) מגן על אנשים.
במעגלים שמיועדים להגנת אדם נהוג רגישות של 30 מיליאמפר.
חוק החשמל, התשי"ד-1954, והתקנות שהותקנו מכוחו קובעים שמתקן חשמל נבנה ונבדק בידי בעלי רישיון, ולכן לא משאירים את זה לעבודה לא מתועדת.

רכיב	מה קובעים בתכנון	טעות נפוצה
לוח ראשי	גודל חיבור, רזרבה והפרדה לקבוצות	לוח ללא מקום פנוי להרחבה
כבלי הספק	חתך לפי זרם, אורך ושיטת התקנה	חישוב לפי זרם בלבד, בלי הפחתה בתעלה צפופה
כבלי בקרה ותקשורת	מסלול נפרד וסיכוך	הנחה באותה תעלה עם כבל של מנוע גדול
הארקה והגנות	אלקטרודה, ממסר פחת ובדיקה תקופתית	הארקה שלא נבדקה שנים
מכונות עם ממיר תדר	סינון הפרעות וכבל מסוכך	התעלמות מהפרעות הרמוניות

גם תאורה ושקעים שייכים לתשתית. תאורה תעשייתית שתוכננה היטב מורידה עייפות ושגיאות בעבודה, ושקע תעשייתי בגובה ובמיקום הנכונים חוסך שימוש בכבלי הארכה על הרצפה.
מפעל שמטפל בבטיחות מכונות לא יכול לוותר על הצד החשמלי: מעגלי עצירת חירום, מפסקי בטיחות ומיגון נשענים על מערכת חשמל תקינה.

איך מתכננים מערכת חשמל שתתאים גם למכונות של מחר?

תכנון לטווח ארוך אומר לשאול כבר בשלב הראשון מה המפעל מתכנן להוסיף.
מכונת CNC חדשה, קו חיתוך בלייזר או שדרוג של מחרטות ישנות מעלים את העומס ולפעמים משנים את אופי העומס.
מכונות מודרניות רגישות יותר לאיכות המתח, וקפיצות מתח שמכונה קונבנציונלית ותיקה סבלה ללא בעיה עלולות לפגוע בבקרה אלקטרונית.

כמה החלטות מעשיות מקלות על ההתרחבות:

• להשאיר תעלות וסולמות כבלים עם מקום פנוי, כך שהוספת קו חדש לא דורשת פירוק של הקיים.
• להתקין נקודות חיבור ראשיות לאזורי ייצור, ולא להמשיך למתוח הארכות מאותו לוח.
• לתייג כל מעגל וכל כבל, ולשמור שרטוט חד-קווי מעודכן בתיק המפעל. מי שמטפל בתקלה בשתיים בלילה חייב לדעת מה מחובר לאן.
• לשקול הפרדה בין רשת הייצור לרשת המשרדים, כדי שתקלה במשרד לא תעצור מכונה.

כאשר מכונה ותיקה מקבלת בקרה חדשה, כדאי לבדוק מראש את הלוח והכבלים שלה.
שדרוג בקרה למכונות ישנות כולל לא פעם החלפה של מתנעים, כבלים ומערכות הגנה, ולכן עדיף לתכנן אותו יחד עם תשתית החשמל ולא בנפרד.
כך גם כשמחברים מכונות חדשות לתשתית שכבר עובדת: בדיקת העומס קודם, חיבור אחר כך.

הצד השני של התכנון הוא תחזוקה.
לוח שנבדק אחת לתקופה, עם סריקה תרמית שמאתרת מגעים מתחממים, חיזוק של הדקים ובדיקה של ההגנות, מתריע על תקלה לפני שהיא עוצרת את הייצור.
תחזוקת לוחות חשמל וציוד תעשייתי בצפון היא חלק משגרת העבודה שלנו, וכשמתגלה רכיב פגום אפשר לטפל בו כחלק מתיקון ציוד תעשייתי ולא לחכות לתקלה הבאה.

שאלות נפוצות על חשמל במפעל

כמה שאלות שמנהלי אחזקה ובעלי מפעלים שואלים לפני שמתחילים בעבודה.

האם אפשר לשדרג את החשמל בלי להשבית את המפעל?

במקרים רבים כן, אם העבודה מתוכננת בשלבים.
מכינים מראש את הלוח החדש ואת הכבלים, ומבצעים את המעבר עצמו בחלונות זמן קצרים, כמו סוף שבוע או חופשת חג.
המעבר דורש תיאום עם ההנהלה והפרדה ברורה בין מה שעובד למה שמנותק, אחרת הסיכון לתקלה גדל.

מי רשאי לאשר שמערכת החשמל במפעל תקינה?

עבודות חשמל מבצע חשמלאי בעל רישיון מתאים, ובדיקת המתקן נעשית בידי בודק חשמל מוסמך, בהתאם לחוק החשמל ולתקנות.
דרגת הרישיון הנדרשת תלויה בגודל המתקן.
לפני תחילת עבודה כדאי לבקש לראות את הרישיון ולברר מי חותם על התעודה בסוף.

האם אפשר לחבר מכונה חדשה ללוח הקיים?

אפשר, אחרי בדיקה של שלושה דברים: האם נשארה רזרבה בלוח ובחיבור הראשי, האם ההגנות והכבל מתאימים לזרם ההתנעה של המכונה, והאם המתח יציב מספיק למערכת הבקרה שלה.
אם אחד מהם חסר, תוספת קטנה ללוח עולה פחות משדרוג מלא אחרי שהמכונה כבר הותקנה.

מה הסימנים שהלוח דורש בדיקה?

ניתוקים תכופים של מפסקים, ריח של חומר מחומם, שינוי צבע בהדקים, רעש זמזום מהמתנעים ותקלות שחוזרות על עצמן בלי סיבה ברורה.
כל אחד מהסימנים האלה מצדיק בדיקה, ואין להמתין עד שהלוח יעצור את הייצור.

תשתיות חשמל למפעל עם אמיר ראובן שירותי מכונות לתעשייה בע"מ

תשתית חשמל טובה נמדדת ביום שבו משהו משתנה: מכונה מתווספת, בקרה מוחלפת או עומס עולה.
מי שמיפה את העומסים, השאיר רזרבה, הפריד בין כבלי הספק לכבלי בקרה והקפיד על הארקה והגנות, יכול להרחיב את הייצור בלי להחליף את המערכת מההתחלה.

אמיר ראובן שירותי מכונות לתעשייה בע"מ מביאה ניסיון רב שנים בתחום המכונות התעשייתיות ופתרונות מותאמים אישית לכל מפעל, עם דגש על מפעלים בצפון.
אפשר להתחיל מאבחון של המצב הקיים ולהמשיך לתחזוקת לוחות, שדרוג בקרה או חיבור מכונה חדשה.
כדי לקבל הצעת מחיר לתשתיות חשמל למפעל שלכם, מלאו את טופס יצירת הקשר באתר ונחזור אליכם.