Ufer Maadoitus: Maadoitus: Luotettava menetelmä sähköturvallisuuteen

Mikä on Ufer-maadoitus?

Ufer-maadoitus on tekniikka, jossa sähköjärjestelmät maadoitetaan liittämällä ne betoniin koteloituun elektrodiin. Termi Ufer tulee toisen maailmansodan aikana menetelmän kehittäneen insinöörin Herbert G. Uferin nimestä. Ufer-maadoitus tunnetaan myös nimellä betonikoteloitu maadoitus tai perusmaadoitus.

Ufer-maadoitus oli paitsi tehokas myös taloudellinen ja yksinkertainen toteuttaa. Ufer arvioi, että varikon maadoittaminen hänen menetelmällään maksoi noin $60, kun perinteisen sauva- ja verkkojärjestelmän kustannukset olivat $5000. Uferin maadoitus vaati myös vähemmän huoltoa ja testausta, koska betonielektrodi oli suojattu korroosiolta ja fyysisiltä vaurioilta.

Yhdysvaltain armeija ja laivasto ottivat Ufer-maadoituksen käyttöön ja myöhemmin myös kansallinen sähkökoodi (National Electrical Code, NEC), joka tunnusti sen hyväksyttäväksi maadoitusmenetelmäksi vuonna 1968. Siitä lähtien Ufer-maadoitusta on käytetty laajalti asuin-, liike- ja teollisuussovelluksissa, erityisesti alueilla, joilla maaperän johtavuus on heikko tai joilla on suuri salamaniskuaktiviteetti. Ufer-maadoitus on osoittautunut luotettavaksi ja turvalliseksi tavaksi suojata sähköjärjestelmiä ja henkilökuntaa sähköiskuilta, tulipaloilta ja ylijännitteiltä.

Miksi Ufer-maadoitus keksittiin?

Ufer-maadoitus keksittiin ratkaisuksi Yhdysvaltain armeijan 1940-luvulla kohtaamaan ongelmaan. Armeijan oli suojattava ampumatarvikevarastojaan salamaniskuilta, mutta maaperä aavikkoalueilla, joilla varastot sijaitsivat, oli liian kuivaa ja vastustuskykyistä, jotta se olisi tarjonnut hyvän maadoituksen. Ufer havaitsi, että betonilla, jota käytettiin varikoiden rakentamiseen, oli alhainen vastus ja se voisi toimia tehokkaana maadoituselektrodina. Hän keksi tavan yhdistää sähköjärjestelmän metalliosat betoniperustuksiin ja luoda näin laaja ja vakaa maadoitusverkosto.

Mitä hyötyä Ufer-maadoituksesta on?

Ufer-maadoituksella on useita etuja muihin maadoitustapoihin, kuten sauva- tai levyelektrodeihin verrattuna. Joitakin etuja ovat:

• Ufer-maadoitus on halvempi ja helpompi asentaa, koska se ei vaadi reikien kaivamista tai poraamista maahan.
• Ufer-maadoitus on luotettavampi ja kestävämpi, koska korroosio, kosteus, lämpötila tai maaperäolosuhteet vaikuttavat siihen vähemmän.
• Ufer-maadoituksella saadaan aikaan pienempi vastus ja suurempi vikavirtakapasiteetti, mikä parantaa sähköjärjestelmän suorituskykyä ja turvallisuutta.
• Ufer-maadoitus vähentää salamavahinkojen riskiä, koska se luo pienen impedanssin, jonka kautta purkaus kulkee maahan.

Missä Ufer-maadoitusta käytetään?

Ufer-maadoituksia käytetään laajalti asuin-, liike- ja teollisuusrakennuksissa sekä televiestintä-, sähkö- ja kuljetusjärjestelmissä. Ufer-maadoitus soveltuu erityisesti alueille, joilla on kuiva, kivinen tai hiekkapitoinen maaperä ja joilla perinteiset maadoitusmenetelmät ovat tehottomia tai epäkäytännöllisiä. Ufer-maadoitusta suositellaan myös kansallisessa sähkölainsäädännössä (National Electrical Code, NEC) ja kansainvälisessä rakennuslainsäädännössä (International Building Code, IBC) vakiokäytäntönä sähköjärjestelmien maadoituksessa.

Ufer-maadoitus, joka tunnetaan myös nimellä betonikoteloitu maadoitus tai perusmaadoitus, on menetelmä, jolla sähköjärjestelmä maadoitetaan kytkemällä maadoituselektrodin johdin rakennuksen betoniperustukseen upotettuun terästankoon tai -lankaan. Betoni toimii elektrolyyttinä ja tarjoaa matalaresistanssisen reitin vikavirtojen ja salamavirtapiikkien johtamiseksi maahan.

Ufer-maadoitus ja kansallinen sähkötekninen säännöstö 250.52

NEC 250.52(A)(3) kohdan mukaan betoniin koteloitua elektrodia voidaan käyttää minkä tahansa sähköjärjestelmän maadoituselektrodina, jos se täyttää seuraavat vaatimukset:

- Elektrodin on koostuttava vähintään 6,0 m (20 ft) sähköä johtavista teräsbetoniterästangoista tai -sauvoista, joiden halkaisija on vähintään 13 mm (1/2 tuumaa), tai vähintään 6,0 m (20 ft) paljaasta kuparijohtimesta, joka ei saa olla pienempi kuin 4 AWG.

- Elektrodin on oltava vähintään 50 mm:n (2 tuuman) betonipinnalla, joka sijaitsee vaakasuorassa lähellä pohjaa tai pystysuorassa betoniperustuksessa tai perustuksessa, joka on suorassa kosketuksessa maan kanssa.

- Elektrodi on liitettävä maadoituselektrodin johtimeen hyväksytyllä laitteella tai menetelmällä, kuten eksotermisellä hitsauksella, luettelossa olevalla korvakkeella tai luettelossa olevalla paineliittimellä.

Jos betoniin koteloitu elektrodi ei täytä näitä vaatimuksia, se on silti liitettävä maadoitusjärjestelmään, ja on asennettava toinen vaatimukset täyttävä maadoituselektrodi, kuten tavanomainen maadoitussauva.

Ufer Inspections

Ennen betonin valamista pätevän sähköinsinöörin tai pätevän tarkastajan on tarkastettava ufer (betoniin koteloitu elektrodi), jotta voidaan varmistaa, että se täyttää kansallisten sähkömääräysten (NEC) vaatimukset. Sähköasentajia, jotka asentavat uferin, ei saa koskaan käyttää tarkastajana; monet viranomaiset hylkäävät kyseisen tarkastuksen.

Oletetaan, että betoni on jo valettu, eikä uferiin pääse käsiksi tarkastusta varten. Tällöin asentajan on toimitettava asiakirjat, jotka osoittavat, että ufer on asennettu ohjeiden mukaisesti. NEC. Tämä voi sisältää valokuvia (jotka täyttävät tietyt tiukat vaatimukset), piirustuksia, laskuja tai todistuksia johtimen tai betonin valmistajalta tai toimittajalta. Näitä asiakirjoja koskevat vaatimukset ovat tavallisesti sellaisia, että ne on pidettävä oikeudessa erittäin tarkkaan tutkittavina. Kuvittele vain, että joku saa sähköiskun tai sähköiskun rakenteessa, jolloin tämän dokumentaation laadusta tulee tärkeää. Useimmilla sähköasentajilla ja rakentajilla ei ole kykyä ottaa todistusaineiston laatuista valokuvadokumentaatiota, ja vuokraamalla oikeusinsinööri Pelkästään laatan valokuvaaminen on useimmissa tapauksissa kohtuuttoman kallista.

Oletetaan, että asiakirjoja ei ole saatavilla tai ne eivät ole riittäviä. Tällöin asentajan ja tarkastajan on oletettava, että ufer ei täytä NEC:n vaatimuksia, ja asennettava toinen maadoituselektrodi, joka täyttää vaatimukset, kuten tavanomainen maadoitussauva. Useimmiten on kustannustehokkainta yksinkertaisesti asentaa kaksi täydentävää maadoitussauvaa, jotka eivät ainoastaan täytä NEC 250.52:n vaatimuksia useimpien asuinrakennusten osalta, vaan täyttävät myös vaatimukset toisen maadoitussauvan lisäämisestä, jos ensimmäinen maadoitussauva ei täytä 25 ohmin vaatimusta etämaadoitukseen.

Potentiaalin putoamistesti betonilaatan Ufer-liitokselle

Tässä testissä mitataan, kuinka hyvä sähköinen kontakti on sähköisen maadoitusjärjestelmän välillä betonilaatan läpi ja etämaadoitukseen käyttäen potentiaalin putoamismenetelmää. Tässä testissä testi osoittaa 3,77 ohmia etämaadoitukseen.

Toinen tärkeä näkökohta ufer-tarkastuksissa on varmistaa, että laatta on yhtenäinen ja sähköisesti sidottu. Tämä tarkoittaa, että betonissa ei ole katkoksia tai aukkoja, jotka keskeyttäisivät sähkön kulun uferin läpi. Epäjatkuva laatta voi heikentää uferin tehokkuutta maadoituselektrodina ja lisätä asteittaisten jännitteiden riskiä kodin sisällä. Askelmapotentiaalit ovat jännite-eroja maan kahden pisteen välillä, jotka voivat aiheuttaa sähköiskuja aikuisille, lapsille tai eläimille, jotka kävelevät niiden päällä.

Laatta Uferin jatkuvuustesti

Tässä testissä mitataan signaalin voimakkuus kävellen suuren kaupallisen laatan yli. Tällöin mitataan metallirakenteen syvyys laatan sisällä tietyssä paikassa.

Dreiym Engineering voi suorittaa äänitestin äänigeneraattorin ja anturin avulla laatan jatkuvuuden varmistamiseksi. Äänigeneraattori lähettää signaalin uferin läpi, ja anturi havaitsee sen toisessa päässä ja koko laatan läpi. Jos signaali on selkeä ja johdonmukainen, se tarkoittaa, että laatta on yhtenäinen ja hyvin sidottu. Jos signaali on heikko tai katkonainen, se tarkoittaa, että laatassa on katkoksia tai aukkoja, jotka on korjattava tai silloitettava kuparilangalla. Dreiym Engineering voi myös määrittää katkosten tai aukkojen sijainnit ja tarjota ratkaisuja niiden korjaamiseksi.

Miten täydennetään Ufer Ground, joka ei täytä NEC 250.52:n vaatimuksia?

Jos sinulla ei ole asiakirjoja tai tarkastuksia, jotka osoittavat, että ufer täyttää NEC:n vaatimukset, sinun on asennettava toisenlainen maadoituselektrodi, joka täyttää vaatimukset. Yksi yleisimmistä ja taloudellisimmista vaihtoehdoista on maadoitussauvan asentaminen. Maadoitussauva on metallitanko, joka isketään maahan vähintään kahdeksan jalan syvyyteen. Tanko on valmistettava kuparista tai galvanoidusta raudasta, ja sen halkaisijan on oltava vähintään 5/8 tuumaa kuparin osalta tai 3/4 tuumaa galvanoidun raudan osalta. Tanko on liitettävä maadoituselektrodijohtimeen hyväksytyllä puristimella tai liittimellä. Liitännän on oltava helposti tarkastettavissa.

NEC:n mukaan yksittäinen maadoitussauva on hyväksyttävä maadoituselektrodiksi, jos sen resistanssi etämaahan nähden on enintään 25 ohmia. Tämä vastus voi kuitenkin vaihdella maaperäolosuhteiden ja kosteuden mukaan. Siksi on suositeltavaa mitata maadoitussauvan resistanssi maadoitusresistanssimittariksi kutsutulla laitteella. Testeri kytkee maadoitussauvaan tunnetun jännitteen ja virran ja mittaa tuloksena olevan jännitehäviön.

Jos maadoitussauvan resistanssi on yli 25 ohmia, sinun on asennettava toinen maadoitussauva vähintään kahden metrin päähän ensimmäisestä ja kytkettävä ne rinnakkain maadoituselektrodin johtimen kanssa. NEC ei edellytä toisen maadoitussauvan resistanssin mittaamista, kunhan asennat sen säännöstön vaatimusten mukaisesti. On kuitenkin hyvä käytäntö varmistaa, että yhdistettyjen maadoitussauvojen resistanssi on pienempi kuin yksittäisen maadoitussauvan resistanssi.

Dreiym Engineering voi auttaa sinua hankkeesi maasulkutankojen testauksessa. Meillä on laitteet ja asiantuntemus tarkkojen ja luotettavien maadoitusresistanssimittausten suorittamiseen. Voimme myös neuvoa sinua maadoitussauvojen optimaalisessa sijainnissa ja etäisyyksissä ja varmistaa, että ne on liitetty asianmukaisesti maadoitusjärjestelmään. Voimme toimittaa sinulle raportin, jossa dokumentoidaan testiemme tulokset ja maadoitussauvojesi yhteensopivuus NEC-standardien kanssa.

Miksi valita Dreiym Engineering Ufer-tarkastuksiin?

Ufer-tarkastukset ovat ratkaisevan tärkeitä sähköjärjestelmän turvallisuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi. Ufer, joka ei täytä NEC-standardeja, voi vaarantaa järjestelmäsi maadoituksen, mikä voi johtaa sähkövaaroihin, laitevaurioihin tai sähkökatkoksiin. Siksi tarvitset Dreiym Engineeringin kaltaista luotettavaa kumppania suorittamaan ufer-tarkastuksia projektissasi.

Dreiym Engineeringillä on asiantuntemusta ja kokemusta ufer-tarkastusten tekemiseen ennen tai jälkeen betonivalun. Olemme suorittaneet satoja ufer-maadoitusjärjestelmien tarkastuksia. Meillä on päteviä sähköinsinöörejä ja -tarkastajia, jotka tuntevat NEC:n vaatimukset ja parhaat käytännöt ufer-asennuksia varten. Voimme tarkistaa, että ufer täyttää kokoa, pituutta, sijaintia, kotelointia ja maadoituselektrodijohtimeen liittämistä koskevat vaatimukset. Voimme myös toimittaa asiakirjat havaintojemme ja suositustemme tueksi.

Jos betonisi on jo valettu ja uferisi ei ole saatavilla tarkastusta varten, voimme auttaa sinua hankkimaan tai laatimaan tarvittavat asiakirjat, jotka osoittavat, että uferisi on asennettu NEC:n mukaisesti. Voimme tarkistaa valokuvasi, piirustuksesi, laskusi tai todistuksesi ja varmistaa, että ne täyttävät tiukat hyväksymiskriteerit. Voimme myös testata maadoitusjärjestelmänne resistanssin ja jatkuvuuden ja toimittaa raportin tuloksistamme.

Me Dreiym Engineeringissä huolehdimme turvallisuudestasi ja tyytyväisyydestäsi. Tarjoamme ufer-tarkastuksia kilpailukykyiseen hintaan ja joustavin aikatauluin. Työskentelemme urakoitsijoiden, asunnonomistajien, arkkitehtien ja insinöörien kanssa varmistaaksemme, että sähköjärjestelmäsi on maadoitettu oikein ja että se on NEC:n mukainen. Ota yhteyttä jo tänään, jos haluat varata ajan ufer-tarkastukseen tai lisätietoja palveluistamme.

Ota aina yhteyttä valtuutettuun sähköasentajaan/suunnittelijaan varmistaaksesi, että kaikki NEC:n ja muiden sovellettavien sääntöjen vaatimukset täyttyvät.