Uziemienie: Niezawodna metoda zapewnienia bezpieczeństwa elektrycznego

Czym jest uziemienie Ufer?

Uziemienie Ufera to technika uziemiania systemów elektrycznych poprzez podłączenie ich do betonowej elektrody. Termin Ufer pochodzi od nazwiska Herberta G. Ufera, inżyniera, który opracował tę metodę podczas II wojny światowej. Uziemienie Ufera jest również znane jako uziemienie betonowe lub uziemienie fundamentowe.

Uziemienie Ufera było nie tylko skuteczne, ale także ekonomiczne i proste do wdrożenia. Ufer oszacował, że koszt uziemienia zajezdni przy użyciu jego metody wyniósł około $60, w porównaniu do $5000 w przypadku konwencjonalnego systemu prętów i siatki. Uziemienie Ufera wymagało również mniej konserwacji i testów, ponieważ betonowa elektroda była chroniona przed korozją i uszkodzeniami fizycznymi.

Uziemienie Ufera zostało przyjęte przez amerykańską armię i marynarkę wojenną, a później przez National Electrical Code (NEC), który uznał je za akceptowalną metodę uziemienia w 1968 roku. Od tego czasu uziemienie Ufer jest szeroko stosowane w zastosowaniach mieszkaniowych, komercyjnych i przemysłowych, zwłaszcza na obszarach o słabej przewodności gleby lub wysokiej aktywności piorunów. Uziemienie Ufer okazało się niezawodnym i bezpiecznym sposobem ochrony systemów elektrycznych i personelu przed porażeniem prądem, pożarem i przepięciami.

Dlaczego wynaleziono uziemienie Ufer?

Uziemienie Ufer zostało wynalezione jako rozwiązanie problemu, przed którym stanęła armia amerykańska w latach 40. ubiegłego wieku. Armia musiała chronić swoje magazyny amunicji przed uderzeniami piorunów, ale gleba na obszarach pustynnych, gdzie znajdowały się magazyny, była zbyt sucha i odporna, aby zapewnić dobre uziemienie. Ufer odkrył, że beton, który był używany do budowy magazynów, miał niską rezystancję i mógł działać jako skuteczna elektroda uziemiająca. Opracował sposób na połączenie metalowych części systemu elektrycznego z betonowymi fundamentami, tworząc dużą i stabilną sieć uziemiającą.

Jakie są zalety uziemienia Ufer?

Uziemienie Ufer ma kilka zalet w porównaniu z innymi rodzajami uziemienia, takimi jak elektrody prętowe lub płytowe. Niektóre z tych zalet to:

• Uziemienie Ufer jest tańsze i łatwiejsze w instalacji, ponieważ nie wymaga kopania ani wiercenia otworów w ziemi.
• Uziemienie Ufer jest bardziej niezawodne i trwałe, ponieważ jest mniej podatne na korozję, wilgoć, temperaturę lub warunki glebowe.
• Uziemienie Ufer zapewnia niższą rezystancję i wyższą obciążalność prądową, co poprawia wydajność i bezpieczeństwo systemu elektrycznego.
• Uziemienie zmniejsza ryzyko uszkodzenia piorunem, ponieważ tworzy ścieżkę o niskiej impedancji dla wyładowania do ziemi.

Gdzie stosuje się uziemienie Ufer?

Uziemienie Ufer jest szeroko stosowane w budynkach mieszkalnych, komercyjnych i przemysłowych, a także w systemach telekomunikacyjnych, energetycznych i transportowych. Uziemienie Ufer jest szczególnie odpowiednie dla obszarów o suchych, skalistych lub piaszczystych glebach, gdzie konwencjonalne metody uziemienia są nieskuteczne lub niepraktyczne. Uziemienie Ufer jest również zalecane przez National Electrical Code (NEC) i International Building Code (IBC) jako standardowa praktyka uziemiania systemów elektrycznych.

Uziemienie Ufer, znane również jako uziemienie w betonie lub uziemienie fundamentowe, to metoda uziemienia instalacji elektrycznej poprzez podłączenie przewodu elektrody uziemiającej do stalowego pręta lub drutu, który jest osadzony w betonowym fundamencie budynku. Beton działa jak elektrolit i zapewnia ścieżkę o niskiej rezystancji do rozpraszania prądów zwarciowych i przepięć piorunowych do ziemi.

Uziemienie Ufer i krajowe przepisy elektryczne 250.52

Zgodnie z NEC 250.52(A)(3), elektroda w obudowie betonowej może być używana jako elektroda uziemiająca dla dowolnego systemu elektrycznego, jeśli spełnia następujące wymagania:

- Elektroda musi składać się z co najmniej 6,0 m (20 stóp) przewodzących prąd elektryczny stalowych prętów zbrojeniowych lub prętów o średnicy nie mniejszej niż 13 mm (1/2 cala) lub z co najmniej 6,0 m (20 stóp) gołego przewodu miedzianego o przekroju nie mniejszym niż 4 AWG.

- Elektroda musi być otoczona betonem o grubości co najmniej 50 mm (2 cale), umieszczona poziomo w pobliżu dna lub pionowo w betonowym fundamencie lub stopie fundamentowej, która ma bezpośredni kontakt z ziemią.

- Elektroda musi być połączona z przewodem elektrody uziemiającej za pomocą zatwierdzonego urządzenia lub metody, takiej jak spoina egzotermiczna, wymieniona końcówka lub wymienione złącze ciśnieniowe.

Jeśli elektroda w obudowie betonowej nie spełnia tych wymagań, nadal musi być połączona z systemem uziemienia i należy zainstalować inną elektrodę uziemiającą spełniającą wymagania, taką jak konwencjonalny pręt uziemiający

Inspekcje Ufer

Przed wylaniem betonu ufer (elektroda otoczona betonem) musi zostać sprawdzony przez wykwalifikowanego inżyniera elektryka lub wykwalifikowanego inspektora w celu zweryfikowania, czy spełnia on wymagania National Electrical Code (NEC). Elektrycy, którzy instalują ufer, nigdy nie powinni być wykorzystywani jako inspektorzy; wiele organów odrzuci taką inspekcję.

Załóżmy, że beton jest już wylany, a ufer nie jest dostępny do kontroli. W takim przypadku instalator musi dostarczyć dokumentację potwierdzającą, że ufer został zainstalowany zgodnie z instrukcją. NEC. Może to obejmować zdjęcia (spełniające określone rygorystyczne wymagania), rysunki, faktury lub certyfikaty od producenta lub dostawcy przewodu lub betonu. Wymagania dotyczące tej dokumentacji są zwykle takie, że musi ona zostać utrzymana w sądzie pod ścisłą kontrolą. Proszę sobie wyobrazić, że ktoś zostanie porażony prądem w konstrukcji, a jakość tej dokumentacji stanie się bardzo ważna. Większość elektryków i budowniczych nie ma możliwości wykonania dokumentacji zdjęciowej o jakości dowodowej, a zatrudnienie inżynier sądowy Samo sfotografowanie płyty jest w większości przypadków zbyt kosztowne.

Załóżmy, że dokumentacja nie jest dostępna lub wystarczająca. W takim przypadku instalator i inspektor muszą założyć, że uziemienie nie spełnia wymagań NEC i zainstalować inną elektrodę uziemiającą, która je spełnia, taką jak konwencjonalny pręt uziemiający. W większości przypadków najbardziej opłacalne jest po prostu zainstalowanie dwóch dodatkowych prętów uziemiających, które nie tylko spełniają wymagania NEC 250.52 dla większości konstrukcji mieszkalnych, ale także spełniają wymagania dotyczące dodania drugiego pręta uziemiającego, jeśli pierwszy pręt nie spełnia wymogu 25 omów do zdalnego uziemienia.

Test spadku potencjału na połączeniu Ufer płyty betonowej

Ten test mierzy, jak dobry jest kontakt elektryczny między elektrycznym systemem uziemienia, poprzez betonową płytę i do zdalnego uziemienia przy użyciu metody spadku potencjału. W tym przypadku test wykazał 3,77 oma do zdalnego uziemienia.

Innym ważnym aspektem inspekcji ufer jest upewnienie się, że płyta jest ciągła i połączona elektrycznie. Oznacza to, że w betonie nie ma przerw ani szczelin, które mogłyby zakłócić przepływ prądu przez ufer. Nieciągła płyta może zmniejszyć skuteczność ufer jako elektrody uziemiającej i zwiększyć ryzyko wystąpienia potencjałów krokowych wewnątrz domu. Potencjały krokowe to różnice napięcia między dwoma punktami na ziemi, które mogą spowodować porażenie prądem elektrycznym dorosłych, dzieci lub zwierząt, które po nich stąpają.

Test ciągłości Slab Ufer

Ten test mierzy siłę sygnału przechodzącego nad dużą płytą komercyjną. W tym przypadku głębokość metalowej struktury jest mierzona wewnątrz płyty w określonej lokalizacji.

Aby zweryfikować ciągłość płyty, Dreiym Engineering może wykonać test tonowania przy użyciu generatora tonów i sondy. Generator tonów wysyła sygnał przez ufer, a sonda wykrywa go na drugim końcu i w całej płycie. Jeśli sygnał jest wyraźny i spójny, oznacza to, że płyta jest ciągła i dobrze związana. Jeśli sygnał jest słaby lub przerywany, oznacza to, że w płycie występują przerwy lub szczeliny, które należy naprawić lub zmostkować drutem miedzianym. Dreiym Engineering może również zidentyfikować lokalizacje przerw lub szczelin i zapewnić rozwiązania, które je naprawią.

Jak uzupełnić uziemienie Ufer, które nie spełnia wymagań NEC 250.52?

Jeśli nie posiadają Państwo dokumentacji lub inspekcji potwierdzających, że uziemienie spełnia wymagania NEC, należy zainstalować inny rodzaj elektrody uziemiającej. Jedną z najbardziej powszechnych i ekonomicznych opcji jest instalacja pręta uziemiającego. Pręt uziemiający to metalowy pręt wbijany w ziemię na głębokość co najmniej 8 stóp. Pręt musi być wykonany z miedzi lub galwanizowanego żelaza i musi mieć minimalną średnicę 5/8 cala w przypadku miedzi lub 3/4 cala w przypadku galwanizowanego żelaza. Pręt musi być podłączony do przewodu elektrody uziemiającej za pomocą zatwierdzonego zacisku lub złącza. Połączenie musi być dostępne do kontroli.

Zgodnie z NEC, pojedynczy pręt uziemiający jest akceptowalny jako elektroda uziemiająca, jeśli ma rezystancję do zdalnego uziemienia 25 omów lub mniej. Rezystancja ta może się jednak różnić w zależności od warunków glebowych i poziomu wilgotności. Dlatego zaleca się zmierzenie rezystancji pręta uziemiającego za pomocą urządzenia zwanego testerem rezystancji uziemienia. Tester przykłada znane napięcie i prąd do pręta uziemiającego i mierzy wynikający z tego spadek napięcia.

Jeśli rezystancja pręta uziemiającego jest wyższa niż 25 omów, należy zainstalować drugi pręt uziemiający w odległości co najmniej 6 stóp od pierwszego i połączyć je równolegle z przewodem elektrody uziemiającej. NEC nie wymaga pomiaru rezystancji drugiego pręta uziemiającego, o ile zostanie on zainstalowany zgodnie ze specyfikacjami kodeksu. Dobrą praktyką jest jednak sprawdzenie, czy rezystancja połączonych prętów uziemiających jest niższa niż rezystancja pojedynczego pręta uziemiającego.

Dreiym Engineering może pomóc w testowaniu prętów uziemiających dla Państwa projektu. Dysponujemy sprzętem i specjalistyczną wiedzą, aby wykonać dokładne i wiarygodne pomiary rezystancji uziemienia. Możemy również doradzić Państwu w zakresie optymalnej lokalizacji i rozstawu prętów uziemiających oraz zapewnić ich prawidłowe podłączenie do systemu uziemienia. Możemy dostarczyć Państwu raport dokumentujący wyniki naszych testów i zgodność Państwa prętów uziemiających z normami NEC.

Dlaczego warto wybrać Dreiym Engineering do inspekcji Ufer?

Kontrole uziemienia mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa i niezawodności Państwa instalacji elektrycznej. Ufer, który nie spełnia standardów NEC, może zagrozić uziemieniu systemu, co może prowadzić do zagrożeń elektrycznych, uszkodzeń sprzętu lub przerw w dostawie prądu. Dlatego właśnie potrzebują Państwo zaufanego partnera, takiego jak Dreiym Engineering, który przeprowadzi inspekcje ufer dla Państwa projektu.

Dreiym Engineering posiada wiedzę i doświadczenie w przeprowadzaniu inspekcji ufer przed lub po wylaniu betonu. Przeprowadziliśmy setki inspekcji systemów uziemienia ufer. Posiadamy wykwalifikowanych inżynierów elektryków i inspektorów, którzy są zaznajomieni z wymaganiami NEC i najlepszymi praktykami w zakresie instalacji ufer. Możemy zweryfikować, czy Państwa ufer spełnia specyfikacje dotyczące rozmiaru, długości, lokalizacji, obudowy i połączenia z przewodem elektrody uziemiającej. Możemy również dostarczyć dokumentację potwierdzającą nasze ustalenia i zalecenia.

Jeśli beton jest już wylany, a ufer nie jest dostępny do inspekcji, możemy pomóc w uzyskaniu lub przygotowaniu niezbędnej dokumentacji, aby udowodnić, że ufer został zainstalowany zgodnie z NEC. Możemy przejrzeć Państwa zdjęcia, rysunki, faktury lub certyfikaty i upewnić się, że spełniają one surowe kryteria akceptacji. Możemy również przetestować Państwa system uziemienia pod kątem rezystancji i ciągłości oraz dostarczyć raport z naszymi wynikami.

W Dreiym Engineering dbamy o Państwa bezpieczeństwo i satysfakcję. Oferujemy inspekcje ufer w konkurencyjnych cenach i elastycznych harmonogramach. Współpracujemy z wykonawcami, właścicielami domów, architektami i inżynierami, aby zapewnić, że Państwa instalacja elektryczna jest prawidłowo uziemiona i zgodna z NEC. Proszę się z nami skontaktować już dziś, aby umówić się na inspekcję ufer lub dowiedzieć się więcej o naszych usługach.

Proszę zawsze skonsultować się z licencjonowanym instalatorem elektrycznym/projektantem, aby upewnić się, że wszystkie wymagania NEC i innych obowiązujących przepisów zostały spełnione.