התקנה של אלקטרודות הארקה היא תהליך חשוב שמטרתו להבטיח את הבטיחות והיעילות של מערכות חשמליות. עם השנים, ניסיונות לשפר את ביצועי ההארקה הובילו לפיתוח של תערובות מיוחדות המיועדות לייצוב ההתנגדות החשמלית באלקטרודות הארקה. במאמר זה, אדון בחשיבות השימוש בתערובות הללו, בשאלות נפוצות, ובניסיון האישי שלי מהתקנת אלפי אלקטרודות הארקה לאורך השנים.
בשנים האחרונות, למעלה מעשור, הייתי עד או שותף למאות התקנות של אלקטרודות הארקה. להערכתי, מדובר באלפי אלקטרודות, אם לא עשרות אלפים. במסגרת עבודתי, ביצעתי שיפורים והתנסויות בחומרים וטכנולוגיות מגוונות על מנת לשפר את היעילות והתפקוד של אלקטרודות ההארקה.
ניסיתי חומרים שונים כמו נירוסטה, ציפוי אבץ ונחושת עבור המוטות, ובדקתי שיטות שונות לחיבור המוטות, חומרי עזר ואביזרים נוספים. במהלך השנים, קיבלתי תשובות לשאלות שלא תמיד היה קל לענות עליהן, כגון:
– האם עדיף להתקין אלקטרודת הארקה לעומק 6 מטר או שתי אלקטרודות בעומק 3 מטר?
– כיצד ישפיע שינוי בקוטר מוט ההארקה, לדוגמה, אם נגדיל אותו ב-10%, 20% או אפילו פי שניים?
– כמה אלקטרודות כדאי להתקין במקביל (מערך)? האם עדיף להתקין ארבע אלקטרודות, שמונה או אפילו יותר?
אף על פי שהיו התנסויות רבות, לעיתים קרובות קבלנים ומפקחים מוצאים את עצמם במבוי סתום כשמדובר בהשגת התנגדות אלקטרודה הארקה הנדרשת (מונח שאני עצמי נמנע מלהשתמש בו לעיתים קרובות).
פרסום
### פתרונות אפשריים להפחתת התנגדות אלקטרודת הארקה
בעת תכנון והתקנה של אלקטרודות הארקה בקרקעות בעלות התנגדות סגולית גבוהה, מומלץ להשתמש בפתרונות להפחתת התנגדות הקרקע בסביבת האלקטרודה. אחת השיטות היעילות ביותר היא שימוש בטיפול בקרקע באמצעות חומרים ותערובות שאינם פוגעים בחומר ההארקה, ובכך מסייעים בהפחתת התנגדות האדמה הקרובה לאלקטרודה.
שיטות אלו כוללות שימוש במעטפת בטון מוליך סביב אלקטרודת הארקה. המעטפת הזו נועדה לשפר את המוליכות החשמלית ולהאריך את חיי המתקן. המעטפת מכילה גרפיט קולואידי וחומרי מילוי פחמניים.
אפשרות נוספת היא מילוי חוזר בחומרים כמו חמרה, פחם או אבקת קוק, לצד אלקטרוליטים וממלחים מינרליים. חומרים אלו אינם פוגעים במתכות של אלקטרודת הארקה, וידועים בעולם כחומרים יעילים לשיפור התנגדות הקרקע. עם זאת, ישנם חומרים שפוגעים ביעילותם לאורך הזמן ודורשים תחזוקה חוזרת כל 2-4 שנים.
### ניתוח השפעת החומרים על התנגדות אלקטרודת הארקה
החומרים השונים יעילים יותר כאשר מדובר בהפחתת התנגדות גבוהה (בין 400 ל-600 אוהם). עם זאת, במקרים בהם ההתנגדות נמוכה (פחות מ-100 אוהם), השפעתם פוחתת. ניסויים שערכתי הראו כי ההשפעה של החומרים מחולקת לשני גורמים עיקריים:
1. שינוי מקדם עונתיות של הקרקע.
2. הפחתת התנגדות הקרקע באזור הקרוב לאלקטרודה.
הפרמטר העיקרי הקובע את המוליכות החשמלית של הקרקע הוא ההתנגדות החשמלית שלה. ערך זה תלוי בהרכב הקרקע, גודל החלקיקים, הלחות, הטמפרטורה וריכוז הכימיקלים המומסים בה. ככל שהקרקע מוליכה יותר, כך ההתנגדות של אלקטרודת ההארקה נמוכה יותר.
### שימוש בתערובות לשיפור התנגדות הקרקע
השימוש בתערובות לשיפור הקרקע סביב האלקטרודה מחליף חלק מהאדמה המקורית בתערובת עם מוליכות נמוכה יותר. השינוי הזה יוצר מגע בין התערובת לאדמה המקורית, מה שמגדיל את היעילות של הפחתת ההתנגדות. יעילות השימוש בחומרים אלו משתפרת ככל שההבדל בין התנגדות האדמה לתערובת גדול יותר.
בעת שימוש במוטות הארקה אנכיים בקוטר של 19 מ"מ (d1), מחברים את המוטות באמצעות מופות בקוטר 25 מ"מ (d2). כאשר אלקטרודת הארקה נכנסת לקרקע, הבור שבו היא מותקנת מתמלא בתערובת שממלאת את החללים שנוצרים בין המופה והקצה. תערובת זו מפחיתה את עלויות ההתקנה על ידי צמצום מספר האלקטרודות הנדרשות וגודל השטח שבו הן נמצאות.
### תוצאות מחקר ותובנות
נתונים ניסיוניים מראים כי השימוש בטיפול בקרקע סביב האלקטרודות מאפשר הפחתה של בין 25% ל-100% בהתנגדות הקרקע בהשוואה לאדמה לא מטופלת. יתרון נוסף של השיטה הוא יציבות ההתנגדות לאורך זמן.
למרות שתערובות אלו מציעות יתרונות גדולים, מעט קבלנים מסכימים להחליף את הקרקע סביב האלקטרודות. במקרים בהם השתמשתי בחומרים כמו תמיסת מלח או הידרו-ג'ל, התנגדות הקרקע נותרה יציבה במשך שנים רבות.
פרסום
המחקר מראה בבירור כי השימוש בתערובות לשיפור הקרקע סביב אלקטרודות הארקה עשוי להקטין את ההתנגדות ולשמור על יציבות לאורך זמן. התהליך עשוי להישמע פשוט, אך התוצאות מוכיחות את עצמן במקרים רבים.
לסיכום
השימוש בתערובות מייצבות מאפשר לשפר את התנגדות הקרקע ולייצב אותה לאורך זמן. על אף שחלק מהקבלנים עשויים לחוש אי-נוחות מהצעת פתרונות כמו שימוש במי מלח, התוצאות מדברות בעד עצמן. תערובות אלו מציעות פתרון פשוט ויעיל לשמירה על התנגדות יציבה גם בתנאי קרקע קשים. כפי שניתן לראות בגרף, השימוש בתערובות אלו (הקו הצהוב) משפר את התוצאות ומשמר אותן לאורך זמן.
MASTAQ
