ウーファー接地：電気安全のための確実な方法

ウーファー・グラウンディングとは何ですか？

ユーファー接地とは、電気系統をコンクリートで囲まれた電極に接続して接地する技術です。ウーファーという用語は、第二次世界大戦中にこの方法を開発したエンジニア、ハーバート・G・ウーファーの名前に由来します。ウーファー接地は、コンクリート包囲接地または基礎接地としても知られています。

ユーファーのアースは効果的であるだけでなく、経済的で導入が簡単でした。ウーファーの試算によると、従来のロッドとグリッドによる接地システムのコストが$5000であったのに対し、彼の方法を用いたデポの接地コストは約$60でした。また、コンクリート電極が腐食や物理的な損傷から保護されているため、ウーファーの接地は、保守やテストの回数も少なくて済みました。

ウーファー接地は、米国陸海軍によって採用され、その後、1968年に米国電気工事規定（NEC）によって許容可能な接地方法として認められました。それ以来、ウーファー接地は、特に土壌の導電率が低い地域や雷活動が活発な地域で、住宅、商業、工業用途に広く使用されています。ユーファー接地は、電気系統や人員を感電、火災、サージから保護する信頼性の高い安全な方法であることが証明されています。

ユーファーアースが発明された理由

ウーファー接地は、1940年代にアメリカ陸軍が直面した問題の解決策として発明されました。陸軍は弾薬庫を落雷から守る必要がありましたが、弾薬庫がある砂漠地帯の土壌は乾燥しすぎており、抵抗が大きかったため、良好な接地ができませんでした。ユーファーは、弾薬庫の建設に使われていたコンクリートが低抵抗であり、効果的な接地電極として機能することを発見。彼は、電気システムの金属部分をコンクリートの基礎に接続する方法を考案し、大規模で安定した接地ネットワークを作り上げました。

ユーファーアースティングのメリットとは？

ウーファー接地には、棒状電極や板状電極などの他の接地と比較して、いくつかの利点があります。いくつかの利点は以下の通りです：

• ウーファーアースは、地面を掘ったり穴を開けたりする必要がないため、安価で設置が簡単です。
• ウーファー接地は、腐食、湿気、温度、土壌条件の影響を受けにくいため、信頼性と耐久性に優れています。
• ユーファーアースは、電気システムの性能と安全性を向上させる低抵抗と高故障電流容量を提供します。
• ウーファー接地は、大地への放電に低インピーダンスの経路を作るため、雷被害のリスクを低減します。

ユーファーアースはどこで使われていますか？

ウーファー接地は、住宅、商業ビル、工業ビル、電気通信、電力、輸送システムなどで広く使用されています。ウーファー接地は、従来の接地方法が効果的でない、または実用的でない、乾燥した岩や砂の多い土壌の地域に特に適しています。ウーファー接地は、電気系統の接地の標準的な方法として、米国電気工事規定（NEC）や国際建築基準法（IBC）でも推奨されています。

コンクリート包埋接地または基礎接地とも呼ばれるユーファー接地は、建物のコンクリート基礎に埋め込まれた鋼棒または鋼線に接地電極導体を接続することで、電気システムを接地する方法です。コンクリートは電解質として機能し、故障電流や雷サージの大地への放散に低抵抗の経路を提供します。

Uferアースと米国電気工事規定250.52

NEC250.52(A)(3)によると、コンクリートで囲まれた電極は、以下の条件を満たしていれば、どのような電気系統の接地電極としても使用できます：

– The electrode must consist of at least 6.0 m (20 ft) of electrically conductive steel reinforcing bars or rods of not less than 13 mm (1/2 in.) in diameter or of at least 6.0 m (20 ft) of bare copper conductor not smaller than 4 AWG.

– The electrode must be encased by at least 50 mm (2 in.) of concrete, located horizontally near the bottom or vertically within the concrete foundation or footing that is in direct contact with the earth.

– The electrode must be bonded to the grounding electrode conductor by an approved device or method, such as an exothermic weld, a listed lug, or a listed pressure connector.

コンクリートで覆われた電極がこれらの要件を満たさない場合でも、接地システムに接着する必要があり、従来の接地棒のような要件を満たす別の接地電極を設置する必要があります。

ユーファー検査

Before the concrete is poured, the ufer (concrete-encased electrode) must be inspected by a qualified Electrical Engineer or qualified Inspector to verify that it meets the requirements of the National Electrical Code (NEC). Electricians who install the ufer should never be used as the inspector; many authorities will reject that inspection.

コンクリートがすでに打設されており、uffer が検査のためにアクセスできないとします。その場合、設置者は、ufer が以下の規格に従って設置されたことを証明する書類を提出しなければなりません。 エヌイーシー.これには、写真（一定の厳しい要件を満たすもの）、図面、請求書、または導体やコンクリートの製造業者や供給業者からの証明書などが含まれます。この文書の要件は、通常、極端な精査の下で法廷に持ち込まれなければならないようなものです。誰かがその構造物で感電したり、感電死したりすることを想像してみてください。ほとんどの電気技師や建設業者は、証拠となる品質の写真を撮る能力を持っていません。 法医学者 スラブを撮影するだけでも、ほとんどの場合、法外な費用がかかります。

文書がない、または十分でないとします。その場合、設置者と検査官は、ユーファーはNECの要件を満たしていないと仮定し、従来のアース棒のような、要件を満たす別の接地電極を設置する必要があります。ほとんどの場合、単純に2本の補助接地棒を設置するのが最も費用対効果が高いです。この補助接地棒は、ほとんどの住宅構造物のNEC 250.52の要件を満たすだけでなく、1本目の接地棒がリモートアースへの25オームの要件を満たしていない場合に2本目の接地棒を追加するための要件も満たしています。

Fall of Potential Test on a Concrete Slab’s Ufer Connection

この試験は、電位降下法を用いて、電気接地システムからコンクリートスラブを通り、遠隔地アースまでの電気的接触がどの程度良好かを測定するものです。この試験では、遠隔地アースまで3.77オームでした。

uferの検査のもう一つの重要な側面は、スラブが連続的かつ電気的に結合されていることを確認することです。これは、ユーファーを通る電気の流れを妨げるようなコンクリートの切れ目や隙間がないことを意味します。不連続なスラブは、接地電極としてのユーファーの有効性を低下させ、住宅内部のステップ電位のリスクを増加させる可能性があります。段差電位は、その上を歩く大人や子供、動物に感電を引き起こす可能性のある地面上の2点間の電圧差です。

スラブ・ウファー連続性試験

This test measures the strength of a signal walking over a large commercial slab. Here, the depth of a metallic structure is measured inside the slab at a specific location.

スラブの導通を確認するため、ドレイムエンジニアリングではトーンジェネレーターとプローブを使用したトーニング試験を実施することができます。トーンジェネレーターがユーファーに信号を送り、プローブがもう一方の端とスラブ全体で信号を検出します。信号が明瞭で一貫している場合は、スラブが連続的でよく接着していることを意味します。信号が弱かったり断続的であれば、スラブに断線や隙間があり、補修するか銅線で埋める必要があることを意味します。ドレイムエンジニアリングは、断線や隙間の場所を特定し、修復するためのソリューションを提供することもできます。

NEC250.52に適合しないウーファーアースを補足する方法

uferがNECの要件を満たしていることを証明する文書や検査がない場合は、満たしている別のタイプの接地電極を設置する必要があります。最も一般的で経済的なオプションの1つは、アース棒を設置することです。アース棒は、少なくとも8フィートの深さの地球に打ち込まれる金属棒です。ロッドは銅製か亜鉛メッキ鉄製で、直径は銅製で5/8インチ以上、亜鉛メッキ鉄製で3/4インチ以上でなければなりません。ロッドは、認可されたクランプまたはコネクタで接地電極導体に接続されていなければなりません。接続は、点検のためにアクセス可能でなければなりません。

NECによると、1本のアース棒は、遠隔地アースに対する抵抗が25オーム以下であれば、アース電極として許容されます。しかし、この抵抗値は土壌の状態や水分レベルによって変化します。そのため、接地抵抗計と呼ばれる装置を使用して接地棒の抵抗を測定することをお勧めします。このテスターは、アースロッドに既知の電圧と電流を印加し、その結果生じる電圧降下を測定します。

接地棒の抵抗値が25オームより高い場合は、最初の接地棒から少なくとも6フィート離れた場所に2本目の接地棒を設置し、接地電極導体と並列に接続する必要があります。NECでは、コードの仕様に従って設置する限り、2本目のアース棒の抵抗値を測定する必要はありません。しかし、組み合わせた接地棒の抵抗値が、1本の接地棒の抵抗値よりも低いことを確認するのは良い習慣です。

ドレイムエンジニアリングは、お客様のプロジェクトにおける接地棒の試験をお手伝いいたします。正確で信頼性の高い接地抵抗測定を行うための設備と専門知識を有しています。また、接地棒の最適な位置と間隔についてアドバイスし、接地システムに適切に接続されていることを確認します。弊社では、試験の結果およびお客様の接地棒がNEC規格に適合していることを文書化した報告書を提供することができます。

ウーファー検査にDreiym Engineeringを選ぶ理由

Ufer inspections are crucial to ensure the safety and reliability of your electrical system. A ufer that does not meet the NEC standards can compromise the grounding of your system, which can lead to electrical hazards, equipment damage, or power outages. That’s why you need a trusted partner like Dreiym Engineering to perform ufer inspections for your project.

ドレイムエンジニアリングは、コンクリート打設前または打設後にユーファー検査を実施するための専門知識と経験を持っています。弊社は、ufer 接地システムの検査を何百件も実施してきました。当社には、NEC の要件と、ufer 設置のベストプラクティスに精通した、資格を有する電気エンジニアと検査官がいます。私たちはあなたのuferがサイズ、長さ、場所、包囲、および接地電極導体への接続の仕様を満たしていることを確認することができます。私たちはまた、私たちの調査結果や推奨事項をサポートする文書を提供することができます。

If your concrete is already poured and your ufer is not accessible for inspection, we can help you obtain or prepare the necessary documentation to prove that your ufer was installed according to the NEC. We can review your photos, drawings, invoices, or certificates and ensure that they meet the strict criteria for acceptance. We can also test your grounding system for resistance and continuity and provide a report of our results.

Dreiym Engineering では、お客様の安全と満足を第一に考えています。当社では、低価格で柔軟なスケジュールによるユーファー検査を提供しています。請負業者、住宅所有者、建築家、エンジニアと協力し、電気システムが適切に接地され、NECに準拠していることを確認します。 お問い合わせ uferの点検をご希望の方、または弊社のサービスについての詳細をご希望の方は、今すぐご連絡ください。

NECおよびその他適用される法規のすべての要件が満たされていることを確認するため、必ず免許を持つ電気設備士／設計専門家にご相談ください。