קיץ 2024 מועד א׳, שאלה 2 — תחילת השאלה, בלי האיורים:

למתקן חשמלי במרכז הארץ במתח נקוב של $400V$, תכנן מהנדס החשמל תוכנית הארקות. עבור חישוב התנגדות האלקטרודה ביחס לאדמה השתמש המהנדס בנוסחה הבאה:

$R_E=\frac{\rho }{4}\sqrt{\frac{\pi }{A}}$

כאשר $\rho$ ההתנגדות הסגולית של הקרקע $[\Omega m]$ ו-$A$ שטח הקרקע שבו פרוסה רשת הארקה $[m^2]$.

המתקן מחובר ב-4 כבלים רב גידיים צמודים בשטח חתך של $150m{m}^2$ שמותקנים ישירות באדמה, כאשר טמפרטורת האדמה היא $40°C$ וההתנגדות התרמית הסגולית של הקרקע היא $2.5Km/W$. הכבלים הם בעלי מוליכי נחושת ובידוד XLPE.

סעיף א׳ של השאלה: «מה יהיה גודלו המרבי של המפסק האוטומטי אשר יאפשר הגנה של כבלי ההזנה נגד העמסת יתר?»

מה הצעד הראשון בפתרון סעיף א׳?