מאת: אילן כהן, ולדימיר צרניך,( I.T.L (Product Testing
כיום כל מוצר חשמלי שמופץ בעולם חייב לעמוד בדרישות בטיחות, EMC, רדיו, בדיקות סביבה ועוד דרישות רבות של מדינות שונות בעולם. מתוך אלו, בדיקות הבטיחות הן מאוד מיוחדות בכך שהם כל כך פשוטות אבל גם כל כך חשובות בחיי היום יום. בטיחות המוצר הפכה להיות סף כניסה מינימלי שבלעדיו אסור למכור מוצרים חשמליים שיכולים לסכן את המשתמש בהם.
מעבדה שמבצעת בדיקות בטיחות חשמליות היא מעבדה עשירה בציודי בדיקה (צב”ד) שונים המאפשרים וידוי של העמידה בתקנים הנדרשים. הציוד הבסיסי של מעבדת בטיחות מסתכם במקורות מתח משתנים, מודדי מתח זרם והספק, סקופ פשוט, מודדי טמפרטורה ומספר ג’יגים ועומסים.
למעשה עיקר בדיקות הבטיחות הוא בידע הרב שנדרש בהבנת התקנים השונים ובשימוש נכון בכלים ובציוד הבדיקה.
כיול
עוד לפני שניגשים לבדיקות עצמן, המעבדה הבודקת חייבת לעבוד עם צב”דים שמתאימים לדרישות התקן ולדרישות הגופים שמסמיכים את המעבדות הבודקות. אחד העקרונות החשובים במעבדות בודקות הוא שימוש בצב”ד מכויילים כראוי ועל ידי מי שמוסמך להציע כיול, לדוגמא:
כלי מדידה חשמליים ע”י מעבדות מוסמכות לכיול חשמלי – לדוגמא: מדי הספק מתח זרם וכדומה.
כלי מדידה מכני – ע”י מעבדות מוסמכות לכיול מכאני – קליברים, מודדי משקל וכח, משקולות למיניהם וכדומה.
המעבדות המכיילות חייבות להיות מאושרות ומוסמכות לכיולים אותן הן מבצעות.
אחת הטעויות הנפוצות במעבדות בודקות הוא שימוש בכלים שכוילו למטרה אחת כאשר השימוש בהם הוא למטרה אחרת. לדוגמא: מד זרם שכוייל למדידה של מיליאמפרים אבל משמש בפועל למדידת עשרות אמפרים. או אוסילוסקופ שכוייל למדידת תחום תדרים מסויים, אבל בפועל משמש למדידת תחום תדרים אחר.
בדיקות הבטיחות
כדי להבטיח את שלומנו (הבטיחות שלנו) מוצר צריך להיות מתוכנן כך שהמשתמש רק נהנה מהפעלתו אך לא נחשף לסכנותיו. יש מספר עקרונות עליהם תקני הבטיחות מקפידים: סכנת התחשמלות, סכנת שריפה, סכנות מכניות, סכנות קרינה, סכנה כימית ועוד. הטבלה בעמ’ הבא מפרטת את עיקרי הדברים.
המהנדס הבודק חייב לבדוק: מדבקות, הוראות שימוש, אזהרות, הארקות, עיצוב, רכיבים, בידוד ואת המכשיר במצב הפעולה.
השלב הראשון הוא סקירת המוצר, בדיקה ויזואלית. כמו שיש כללים מסויימים בכל ענף מדעי, כך גם בענף הבטיחות. הכלל הראשון: חייבות להיות שתי רמות הגנה מפני סכנת התחשמלות. הכלל השני: צריך לצאת מתוך הנחה שרק תקלה אחת יכולה להתרחש בזמן הנתון ואף פעם לא שתי תקלות בו-זמנית.
כעקרון, המכשיר חייב הגנה כפולה נגד התחשמלות. אם הרמה הראשונה של הבידוד נכשלת, הרמה השנייה של ההגנה תמשיך להגן על המשתמש.
במרבית התקנים מגדרים 3 סוגים של המכשירים: הסוג הראשון (סוג I) – בו יש רמה אחת של בידוד (הבידוד הבסיסי) כרמת הגנה אחת וחיבור להארקה כרמת ההגנה נוספת. במכשירים מהסוג השני (סוג II) אין חיבור להארקה אך יש שתי רמות בידוד, שבד”כ מתבטאות במרחקים גדולים פי שתיים ממה שמקובל בסוג הראשון. במוצר מהסוג השלישי (סוג III) לא קיימים מתחים מסוכנים.
התחשמלות שימוש נכון ברכיבים בהתאם לרייטינג (שטח חתך של החוטים, מתח)
עיצוב (יציבות, פינות מעוגלות שמונעות פציעה של חוטים)
בידוד( שימוש בחומרים מתאימים)
קשיחות המארז ומניעת נגישות לתוכו
רכיבי ההגנה (נתיכים, פיוזים וכד)
הארקות
אינטרלוקים (מפסקי הגנה)
אזהרות
שריפה רמת עיכוב בעירה מתאימה של הרכיבים והמארז
עיצוב למינימום של פתחים כדי למנוע התפשטות אש
רכיבי ההגנה (נתיכים טרמיים)
מכניות דקירה וחתכים מפינות חדות
חלקים נעים (מאווררים מנועים)
חוסר יציבות
אזהרות
קרינה שימוש נכון ברכיבים וחומרים (קרינה מיננת, ליזר, רנטגן וכד)
עיצוב- מניעת נגישות
מארז
אזהרות
סכנות כימיות עיצוב המפחית סכנה כימית
שימוש נכון בחומרים הבאים במגע עם חומרים כימיים
אזהרות
בשלב הבא מבצעים סקירה מפורטת. מהמסמכים והמדבקות אנחנו יכולים ללמוד את נתוני המכשיר – מתח ההזנה, התדר וצריכת הזרם. אנחנו לומדים ומוודאים שהפעלת המוצר והוראות ההפעלה יבטיחו את בטיחות המוצר. לאחר מכן אנו נבצע את מדידת צריכת הזרם האמיתית, תוך כדי לקיחה בחשבון של המשתנים כגון סטיות של מתח הזנה של הרשת (בד”כ 10%±). את מה שקיבלנו נשווה לצריכת הזרם עליה הכריז היצרן.
מבחינה חשמלית אנחנו בוחנים את כבל הזנת המתח ואופן חיבורו והתאמתו לאפליקציה. אסור שהחיווט יינזק מפינות חדות או כוח המשיכה. כל החיבורים באמצעות הברגים חייבים להיות אמינים ומספקים הולכה חשמליות ו/או חוזק מכני איפה שנדרש. אם המכשיר מהסוג I, אנחנו בוחנים את מבנה ההארקה, את גודל בורג הארקה, את צבע החוטים. לאחר מכן נבדוק את האמינות וההתנגדות של מסלול הארקה ע”י הזרמת זרם גבוה (בד”כ ארבעים אמפר במשך 2 דקות) בין פנלים מוארקים לבין טרמינל הארקה הראשי ונוודא שההתנגדות של מסלול הארקה היא מתחת ל-0.1 אום. בדיקה זאת מתבצעת באמצעות ספק DC במתח נמוך ואת ההתנגדות מודדים בעזרת מד מתח שמודד את מפל המתח על מסלול הזרם, (כמה פשוט….)
אנחנו נבדוק את הרכיבים המספקים בידוד חשמלי באמצעות ההי-פוט טסטר אשר מייצר מתח גבוה מאוד (בד”כ 1500-3000 וולט RMS) כדי לוודא את שלמו של הבידוד. לאחר מכן נמדוד שם את זרם הזליגה (הזרם שיזרום דרך גוף האדם שיגע במכשיר כאשר חיבור הארקה מנותק, ויכול להרוג אם הוא מעל 3.5 מילי אמפר).
מבחינה מכנית, אנחנו נמדוד את המרווחים בין המתח הגבוה למתחים הנמוכים והארקה. ככל שהמתח יותר גבוה כך המרווחים צריכים להיות יותר גדולים.
אחד הנושאים החשובים הוא מבנה המארז. למארז מספר תפקידים חשובים – למנוע נגישות למתחים גבוהים ולחלקים נעים. כמו כן תפקידו של המארז מאוד חשוב למניעת התפשטות האש – במידה והאש נוצרה בתוך המוצר, המארז אמור למנוע ממנה לצאת אל מחוץ למוצר. אנחנו נוודא שהפתחים של המארז מוגבלים מבחינת הגודל ואין פתחים בתחתית המארז. אנחנו נוודא שיש למארז ולרכיבים בתוכו רמת בעירה מתאימה. לסיום נבצע בדיקות חוזק מכני על המארז (בדיקת לחיצה ב 250 ניוטון, הפלת כדור שמשקלו חצי קילו מגובה של 1.3 מ’).
במהלך הבדיקות נבצע את בדיקות החום באמצעות טרמוקפלס (מדידות טמפרטורה על הרכיבים הקריטיים במצב הפעולה הרגיל ובמצב תקלה – למשלת פתחי האיוורור חסומים, מאוורר מנותק).
בסופו של תהליך של מדידות וכתיבת דוחות מקבל המוצר אישור ממעבדה מוסמכת אבל כאן עדיין לא הסתיים התהליך. נדרשות שתי בדיקות על כל מוצר שמסיים את הייצור לפני שהוא נארז ונשלח ללקוח. הבדיקות הן רציפות הארקה ומתבצעות ע”י הזרמת זרם גבוה על קו ההארקה ווידוי שיש רצף והתנגדות נמוכה ובדיקה שנייה היא בדיקת ההי-פוט אשר מראה שבידוד המוצר נשמר והוא בטיחותי לשימוש. (כפי שמתואר בתחילת המאמר).
I.T.L היא מעבדה מוסמכת ומאושרת ע”י A2LA בתחום הבטיחות וע”י מספר מעבדות בין לאומיות ביניהן, ETL, TUV, UL ועוד. הצוות המנוסה של אי טי אל משרת את יצואני הטכנולוגיה וההי טק בישראל ובעולם כבר כמעט 20 שנה. נשמח לעמוד לרשותכם בכל שאלה.
