זכיתי בעבר בהזמנה להרצות בכנס מהנדסים או בכנס הבודקים – כבוד גדול בשבילי. אך בסוף ביטלתי את החוויה. הנושא המרכזי היה: Justification the rational value of grounding resistance on the electrical safety conditions (הצדקת הערך הרציונלי של התנגדות הארקה בתנאי בטיחות חשמלית).
מאז, אני חוזר מדי פעם לפרקים מהמצגת ההיא. בניגוד למאמרים הכאוטיים הרבים, זה היה מסמך בסיסי ורציני יותר. בין היתר, כתבתי שם:
"כתוצאה של תקלה ברשת חשמל עילית, כאשר אחת הפאזות מקצרת והמעגל נסגר דרך האדמה, קיימות לפחות שלוש התנגדויות במעגל: אחת של אלקטרודת השיטה (תחנת המשנה), שנייה של אלקטרודה מקומית (שלנו), ושלישית של המוליכים ברשת (כולל כל האלקטרודות הנוספות של השכנים, ברשת…). לא ידוע הערך של אף אחת מהן. ולמרות זאת, אנו מנסים למדוד התנגדות אחת מתוך השלוש (את האלקטרודה המקומית שלנו). מדוע? מה המשמעות? לדעתי, הסיבה היחידה לביצוע מדידה זו היא עבור הגשת דוח בדיקה לגוף מסוים. כי ברוב המקרים לא תינתן גישה לשטח של תחנת המשנה, ולא ניתן לבצע שם בדיקות בהתאם."
בנוסף, גם התנגדות הרשת אינה נתון קבוע – היא משתנה. אגב, גם התנגדות אלקטרודת ההארקה אינה נתון קבוע ומשתנה בתדירות, לא רק לפי עונות.
פרסום
גורמים המשפיעים על התנגדות ההארקה
ניתן לראות בגרף, ששימוש בחומרים מסוימים, תערובת, היכולות לשפר את תוצאות התנגדות אלקטרודת הארקה ולייצב אותה (הקו הצהוב)
אני מאמין כי חלקכם עשויים לחשוב שאולי כל הרשום כאן אינו רלוונטי. מה באמת יכול להשפיע באופן דרסטי על התנגדות אלקטרודת ההארקה שלנו? אני בעצמי ביצעתי לא מעט ניסויים. אפילו הצלחתי להיסחף מהרעיון הקבלנים. בנוסף, לשמחתי, מצאתי מדענים בחו"ל שגם מרותקים מרעיון ההארקה.
בעבודות שבהן אין הארקת יסוד, מתקינים אלקטרודת הארקה. נהוג, משום מה, שמוט הארקה אינו עמוק או ארוך מ־3 מטר. אילו פרמטרים המשפיעים על התנגדות אלקטרודת הארקה, שהם נגישים להבנתי הפרימיטיבית? הלחות והטמפרטורה.
אני רוצה להתמקד בהשפעת הטמפרטורה (לא קיצונית או עונתית, אלא טווח טמפרטורה במהלך היום או השבוע).
אחד הפרמטרים העיקריים של אלקטרודות הארקה הוא התנגדות ההתפשטות שלה, אשר קובעת את זרם ההתפשטות ואת מתח המגע.
התנגדות זו מושפעת מסוג הקרקע, תכולת הלחות שלה, ההרכב הכימי והמינרלי שלה, רמת החומציות ($pH$) וטמפרטורת הסביבה.
השפעת טמפרטורת הקרקע
חימום הקרקע משפיע באופן משמעותי על פעולת התקן ההארקה כולו. זה בולט במיוחד בזרמים גבוהים הזורמים דרך אלקטרודת ההארקה, אשר עשויה להיות מוקפת בשכבת אדמה מוליכה בצורה גרועה. מצב זה מוביל לעלייה בהתנגדות לזרימת הזרם דרך התקן ההארקה.
טמפרטורת הקרקע משתנה מסיבות רבות ויש לה השפעה משמעותית על ההתנגדות שלה:
פרסום
-
מנגנון מוליכות אלקטרוליטית: קרקע המכילה לחות היא למעשה אלקטרוליט. התנגדותה יורדת עם עליית הטמפרטורה.
-
ההסבר: עם עליית הטמפרטורה, מידת הדיסוציאציה של מולקולות החומרים המומסים במים עולה. כלומר, ריכוז היונים בתמיסה עולה, מה שמוביל לירידה בהתנגדות.
-
-
נקודת האידוי: דפוס זה (ירידת התנגדות עם עליית טמפרטורה) נמשך עד שהלחות מתחילה להתאדות. אידוי זה מלווה בעלייה חדה בהתנגדות.
ניסויים והתוצאות
במסגרת המחקר של Department of Life Safety South Ural State University, פותח מתקן ניסיוני שאפשר לערוך מחקר לבחינת השפעת טמפרטורת הקרקע על שינויים בהתנגדות של אלקטרודת הארקה בודדת.
תוצאות המחקר מראות תלות פרופורציונלית של ההתנגדות אלקטרודת הארקה בודדת בטמפרטורת הקרקע, כאשר הטמפרטורה משתנה בין $16^\circ C$ ל־$27^\circ C$.
-
טווח ההתנגדות שנמדד: ההתנגדות של אלקטרודת הארקה בודדת נעה בין $2933$ ל־$220,000$ אוהם בטווח טמפרטורות זה.
אני בטוח שיהיו חשמלאים שיגידו שהאדמה לא משנה את הטמפרטורה שלה כל כך הרבה וכל כך מהר. ייתכן, איני יודע. אבל, כאן אני שוב חוזר לעובדה שמדי פעם משתמשים במשטח בטון בעובי של $20\ cm$ בהארקת יסוד (MASTAQ). המשטח וכל פני השטח שלו פתוחים לשמש או לקור, ומושפעים ישירות מתנודות טמפרטורה משמעותיות.
