تأريض أوفر: طريقة موثوقة للسلامة الكهربائية

ما هو التأريض الأوفر؟

تأريض أوفر هو تقنية لتأريض الأنظمة الكهربائية عن طريق توصيلها بقطب كهربائي مغطى بالخرسانة. يأتي مصطلح أوفر من اسم هربرت ج. أوفر، وهو مهندس طور هذه الطريقة خلال الحرب العالمية الثانية. يُعرف تأريض أوفر أيضاً بالتأريض المغطى بالخرسانة أو التأريض بالأساس.

لم يكن تأريض أوفر فعالًا فحسب، بل كان أيضًا اقتصاديًا وسهل التنفيذ. وقدر أوفر تكلفة تأريض مستودع باستخدام طريقته بحوالي $60، مقارنة ب $5T5000 لنظام القضبان والشبكة التقليدية. كما تطلب تأريض أوفر أيضًا صيانة واختبارًا أقل، حيث كان القطب الخرساني محميًا من التآكل والتلف المادي.

وقد اعتمد الجيش الأمريكي والبحرية الأمريكية التأريض باستخدام نظام التأريض باستخدام أوفر، ثم اعتمده القانون الوطني للكهرباء (NEC) الذي أقره كطريقة مقبولة للتأريض في عام 1968. ومنذ ذلك الحين، تم استخدام تأريض أوفر على نطاق واسع في التطبيقات السكنية والتجارية والصناعية، خاصة في المناطق ذات الموصلية الضعيفة للتربة أو ذات النشاط البرق العالي. وقد أثبت تأريض أوفر أنه وسيلة موثوقة وآمنة لحماية الأنظمة الكهربائية والأفراد من الصدمات الكهربائية والحرائق والارتفاعات المفاجئة.

لماذا تم اختراع التأريض الأوفر؟

تم اختراع تأريض أوفر كحل لمشكلة واجهت الجيش الأمريكي في أربعينيات القرن العشرين. فقد كان الجيش بحاجة إلى حماية مستودعات الذخيرة الخاصة به من الصواعق، لكن التربة في المناطق الصحراوية التي كانت المستودعات تقع فيها كانت جافة ومقاومة للغاية بحيث لا يمكن توفير أرضية جيدة. اكتشف أوفر أن الخرسانة، التي كانت تستخدم في بناء المستودعات، ذات مقاومة منخفضة ويمكن أن تعمل كقطب أرضي فعال. وابتكر طريقة لتوصيل الأجزاء المعدنية للنظام الكهربائي بالأساسات الخرسانية، مما أدى إلى إنشاء شبكة تأريض كبيرة ومستقرة.

ما هي فوائد تأريض أوفر؟

يتميز التأريض بالأوفر بالعديد من المزايا مقارنةً بأنواع التأريض الأخرى، مثل القضبان أو الأقطاب الكهربائية ذات الألواح. بعض المزايا هي:

• يعتبر التأريض بالأوفر أرخص وأسهل في التركيب، لأنه لا يتطلب حفر أو حفر ثقوب في الأرض.
• التأريض بالأوفر أكثر موثوقية ومتانة لأنه أقل تأثراً بالتآكل أو الرطوبة أو درجة الحرارة أو ظروف التربة.
• يوفر تأريض Ufer مقاومة أقل وسعة تيار عطل أعلى، مما يحسن أداء وسلامة النظام الكهربائي.
• يقلل تأريض أوفر من خطر حدوث أضرار الصواعق، حيث أنه يخلق مسارًا منخفض المقاومة للتفريغ إلى الأرض.

أين يُستخدم تأريض أوفر؟

يُستخدم التأريض بالأوفر على نطاق واسع في المباني السكنية والتجارية والصناعية، وكذلك في أنظمة الاتصالات والطاقة والنقل. ويعتبر التأريض بالأوفر مناسباً بشكل خاص للمناطق ذات التربة الجافة أو الصخرية أو الرملية، حيث تكون طرق التأريض التقليدية غير فعالة أو غير عملية. كما يوصي القانون الوطني للكهرباء (NEC) وقانون البناء الدولي (IBC) بالتأريض باستخدام التأريض باستخدام أوفر كممارسة قياسية لتأريض الأنظمة الكهربائية.

التأريض بالأوفير، والمعروف أيضاً باسم التأريض المغطى بالخرسانة أو التأريض بالأساس، هو طريقة لتأريض نظام كهربائي عن طريق توصيل موصل قطب تأريض بقضيب أو سلك فولاذي مغروس في الأساس الخرساني للمبنى. تعمل الخرسانة ككهارل كهربائي وتوفر مساراً منخفض المقاومة لتبديد تيارات الأعطال واندفاعات الصواعق إلى الأرض.

تأريض أوفر والكود الكهربائي الوطني 250.52

وفقًا ل NEC 250.52(A)(3)، يمكن استخدام قطب كهربائي مغلف بالخرسانة كقطب تأريض لأي نظام كهربائي، إذا كان يفي بالمتطلبات التالية:

- يجب أن يتكون القطب من 6.0 متر (20 قدمًا) على الأقل من قضبان أو قضبان التسليح الفولاذية الموصلة للكهرباء التي لا يقل قطرها عن 13 مم (1/2 بوصة) أو من 6.0 متر (20 قدمًا) على الأقل من موصل نحاسي عاري لا يقل قطره عن 4 AWG.

- يجب أن يكون القطب الكهربائي مغلفًا بما لا يقل عن 50 مم (2 بوصة) من الخرسانة، ويقع أفقيًا بالقرب من القاع أو عموديًا داخل الأساس الخرساني أو القاعدة الخرسانية التي تكون على تماس مباشر مع الأرض.

- يجب أن يتم ربط القطب الكهربائي بموصل قطب التأريض بواسطة جهاز أو طريقة معتمدة، مثل اللحام الطارد للحرارة أو العروة المدرجة أو موصل الضغط المدرج.

إذا كان القطب الكهربائي المغطى بالخرسانة لا يفي بهذه المتطلبات، فيجب أن يظل مرتبطًا بنظام التأريض، ويجب تركيب قطب كهربائي تأريض آخر يفي بالمتطلبات، مثل قضيب تأريض تقليدي

عمليات تفتيش أوفر

قبل صب الخرسانة، يجب أن يقوم مهندس كهربائي مؤهل أو مفتش مؤهل بفحص الأوفر (القطب الكهربائي المغطى بالخرسانة) قبل صبه للتحقق من أنه يفي بمتطلبات الكود الكهربائي الوطني (NEC). لا ينبغي أبدًا استخدام الكهربائيين الذين يقومون بتركيب الأوفر كمفتش؛ حيث سترفض العديد من السلطات هذا الفحص.

لنفترض أن الخرسانة قد تم صبها بالفعل، ولا يمكن الوصول إلى عربة التثبيت للفحص. في هذه الحالة، يجب على القائم بالتركيب تقديم وثائق تثبت أن عربة التثبيت قد تم تركيبها وفقًا المركز الوطني للإلكترونيات. وقد يشمل ذلك صورًا (تفي بمتطلبات صارمة معينة) أو رسومات أو فواتير أو شهادات من الشركة المصنعة أو الموردة للموصل أو الخرسانة. وعادةً ما تكون متطلبات هذه الوثائق من الصرامة بحيث يجب أن يتم الاحتفاظ بها في المحكمة تحت تدقيق شديد. فقط تخيل أن يتعرض شخص ما للصعق أو الصعق بالكهرباء في الهيكل، ستصبح جودة هذه الوثائق مهمة. معظم الكهربائيين والبنائين لا يملكون القدرة على التقاط وثائق مصورة بجودة الأدلة، وتوظيف مهندس الطب الشرعي فقط لتصوير بلاطة باهظ التكلفة في معظم الحالات.

لنفترض أن الوثائق غير متوفرة أو كافية. في هذه الحالة، يجب على عامل التركيب والمفتش افتراض أن قضيب التأريض لا يفي بمتطلبات NEC وتركيب قطب تأريض آخر يفي بمتطلبات NEC، مثل قضيب تأريض تقليدي. في معظم الأحيان، يكون من الأكثر فعالية من حيث التكلفة ببساطة تركيب قضيبين أرضيين إضافيين، لا يستوفيان متطلبات NEC 250.52 لمعظم المباني السكنية فحسب، بل يستوفيان أيضًا متطلبات إضافة قضيب أرضي ثانٍ إذا كان القضيب الأول لا يستوفي متطلبات 25 أوم إلى الأرض البعيدة.

اختبار السقوط المحتمل على وصلة أوفر للبلاطة الخرسانية

يقيس هذا الاختبار مدى جودة التلامس الكهربائي بين نظام التأريض الكهربائي، من خلال البلاطة الخرسانية، ومن ثم إلى الأرض البعيدة باستخدام طريقة سقوط الجهد. يظهر الاختبار هنا 3.77 أوم إلى الأرض البعيدة.

هناك جانب آخر مهم في عمليات فحص أوفر وهو التأكد من أن البلاطة متصلة ومترابطة كهربائياً. وهذا يعني أنه لا توجد فواصل أو فجوات في الخرسانة من شأنها أن تقطع تدفق الكهرباء عبر موفر. يمكن للبلاطة غير المتصلة أن تقلل من فعالية الموفر كقطب تأريض وتزيد من خطر حدوث جهد متدرج داخل المنزل. إمكانات الخطوة خطوة بخطوة هي فروق في الجهد بين نقطتين على الأرض يمكن أن تسبب صدمات كهربائية للبالغين أو الأطفال أو الحيوانات التي تمشي عليها.

اختبار استمرارية بلاطة أوفر

يقيس هذا الاختبار قوة الإشارة التي تسير فوق لوح تجاري كبير. هنا، يتم قياس عمق الهيكل المعدني داخل البلاطة في موقع محدد.

للتحقق من استمرارية اللوح، يمكن لشركة Dreiym Engineering إجراء اختبار التنغيم باستخدام مولد نغمات ومسبار. يرسل مولد النغمات إشارة من خلال جهاز ufer، ويقوم المسبار باكتشافها على الطرف الآخر وفي جميع أنحاء البلاطة. إذا كانت الإشارة واضحة ومتسقة، فهذا يعني أن اللوح متصل ومترابط بشكل جيد. أما إذا كانت الإشارة ضعيفة أو متقطعة، فهذا يعني أن هناك فواصل أو فجوات في البلاطة تحتاج إلى إصلاحها أو سدها بسلك نحاسي. كما يمكن لشركة دريم الهندسية تحديد مواقع الفواصل أو الفجوات وتقديم حلول لإصلاحها.

كيفية استكمال أرضيات أوفر التي لا تتوافق مع NEC 250.52

إذا لم تكن لديك الوثائق أو الفحوصات التي تثبت أن جهاز ufer يفي بمتطلبات NEC، فيجب عليك تركيب نوع آخر من أقطاب التأريض التي تفي بمتطلبات NEC. أحد أكثر الخيارات شيوعًا واقتصاديًا هو تركيب قضيب تأريض. القضيب الأرضي هو قضيب معدني يتم دفعه في الأرض على عمق 8 أقدام على الأقل. يجب أن يكون القضيب مصنوعًا من النحاس أو الحديد المجلفن، ويجب أن يكون قطره 5/8 بوصة على الأقل للنحاس أو 3/4 بوصة للحديد المجلفن. يجب توصيل القضيب بموصل قطب التأريض بمشبك أو موصل معتمد. يجب أن تكون الوصلة متاحة للفحص.

وفقًا لـ NEC، يكون قضيب تأريض واحد مقبولاً كقطب تأريض إذا كانت مقاومته للأرض البعيدة 25 أوم أو أقل. ومع ذلك، يمكن أن تختلف هذه المقاومة حسب ظروف التربة ومستوى الرطوبة. لذلك، يوصى بقياس مقاومة قضيب التأريض باستخدام جهاز يسمى جهاز اختبار مقاومة الأرض. يطبق جهاز الاختبار جهدًا وتيارًا معروفًا على قضيب التأريض ويقيس انخفاض الجهد الناتج.

إذا كانت مقاومة قضيب التأريض أعلى من 25 أوم، يجب عليك تركيب قضيب تأريض ثانٍ على بعد 6 أقدام على الأقل من القضيب الأول، وتوصيلهما بالتوازي مع موصل قطب التأريض. لا تتطلب منك لجنة الكهرباء الوطنية قياس مقاومة قضيب التأريض الثاني، طالما أنك تقوم بتركيبه وفقًا لمواصفات الكود. ومع ذلك، فمن الممارسات الجيدة التحقق من أن مقاومة قضبان التأريض المدمجة أقل من مقاومة قضيب التأريض المنفرد.

يمكن لشركة Dreiym Engineering مساعدتك في اختبار القضبان الأرضية لمشروعك. لدينا المعدات والخبرة اللازمة لإجراء قياسات دقيقة وموثوقة لمقاومة التأريض. يمكننا أيضًا تقديم المشورة لك بشأن الموقع الأمثل لقضبان التأريض وتباعدها، والتأكد من توصيلها بشكل صحيح بنظام التأريض. ويمكننا تزويدك بتقرير يوثق نتائج اختباراتنا وتوافق قضبان التأريض الخاصة بك مع معايير NEC.

لماذا تختار شركة دريم الهندسية لفحص أوفر؟

فحوصات التأريض ضرورية لضمان سلامة وموثوقية نظامك الكهربائي. يمكن أن يؤدي عدم استيفاء موفر لا يفي بمعايير NEC إلى الإضرار بتأريض نظامك، مما قد يؤدي إلى مخاطر كهربائية أو تلف المعدات أو انقطاع التيار الكهربائي. لهذا السبب أنت بحاجة إلى شريك موثوق به مثل شركة دريم الهندسية لإجراء فحوصات التأريض لمشروعك.

تتمتع شركة Dreiym Engineering بالخبرة والتجربة اللازمة لإجراء عمليات فحص أنظمة التأريض قبل صب الخرسانة أو بعده. لقد أجرينا المئات من عمليات التفتيش على أنظمة التأريض المؤرضة. ولدينا مهندسون ومفتشون كهربائيون مؤهلون على دراية بمتطلبات لجنة الكهرباء الوطنية وأفضل الممارسات لتركيب موفر. يمكننا التحقق من استيفاء موفر التأريض الخاص بك للمواصفات الخاصة بالحجم والطول والموقع والتغليف والتوصيل بموصل القطب الأرضي. يمكننا أيضًا تقديم وثائق لدعم نتائجنا وتوصياتنا.

إذا كانت خرسانتك مصبوبة بالفعل ولا يمكن الوصول إلى أوفير الخاص بك للفحص، يمكننا مساعدتك في الحصول على الوثائق اللازمة أو إعدادها لإثبات أن أوفير الخاص بك تم تركيبه وفقًا للوائح الطاقة الكهربائية الوطنية. يمكننا مراجعة صورك أو رسوماتك أو فواتيرك أو شهاداتك والتأكد من أنها تفي بالمعايير الصارمة للقبول. يمكننا أيضًا اختبار نظام التأريض الخاص بك من حيث المقاومة والاستمرارية وتقديم تقرير بنتائجنا.

نحن في درييم للهندسة نهتم بسلامتك ورضاك. نحن نقدم فحوصات ufer بأسعار تنافسية وجداول زمنية مرنة. نحن نعمل مع المقاولين وأصحاب المنازل والمهندسين المعماريين والمهندسين المعماريين والمهندسين للتأكد من أن نظامك الكهربائي مؤرض بشكل صحيح ومتوافق مع NEC. اتصل بنا اليوم لتحديد موعد لفحص ufer الخاص بك أو لمعرفة المزيد عن خدماتنا.

استشر دائمًا أخصائي التركيب/التصميم الكهربائي المرخص لك للتأكد من استيفاء جميع متطلبات NEC وغيرها من الرموز المعمول بها.