Ufer Aarding: Een betrouwbare methode voor elektrische veiligheid

Wat is Ufer Aarding?

Ufer-aarding is een techniek om elektrische systemen te aarden door ze aan te sluiten op een in beton gevatte elektrode. De term Ufer komt van de naam van Herbert G. Ufer, een ingenieur die deze methode tijdens de Tweede Wereldoorlog ontwikkelde. Ufer-aarding staat ook bekend als betonnen omhulde aarding of aarding van funderingen.

De aarding van Ufer was niet alleen effectief, maar ook economisch en eenvoudig te implementeren. Ufer schatte dat de kosten voor het aarden van een depot met zijn methode ongeveer $60 bedroegen, vergeleken met $5000 voor een conventioneel staaf- en roostersysteem. Ufer aarding vereiste ook minder onderhoud en testen, omdat de betonnen elektrode beschermd was tegen corrosie en fysieke schade.

Ufer-aarding werd aangenomen door het Amerikaanse leger en de Amerikaanse marine en later door de National Electrical Code (NEC), die het in 1968 als een aanvaardbare aardingsmethode erkende. Sindsdien wordt Ufer-aarding op grote schaal gebruikt in huishoudelijke, commerciële en industriële toepassingen, vooral in gebieden met een slechte bodemgeleiding of hoge bliksemactiviteit. Ufer-aarding heeft bewezen een betrouwbare en veilige manier te zijn om elektrische systemen en personeel te beschermen tegen elektrische schokken, brand en stroompieken.

Waarom is Ufer Aarding uitgevonden?

Ufer aarding werd uitgevonden als oplossing voor een probleem waarmee het Amerikaanse leger in de jaren 1940 werd geconfronteerd. Het leger moest zijn munitiedepots beschermen tegen blikseminslag, maar de grond in de woestijngebieden waar de depots zich bevonden was te droog en te resistent om een goede aarding te vormen. Ufer ontdekte dat beton, dat gebruikt werd om de depots te bouwen, een lage weerstand had en als effectieve aardelektrode kon dienen. Hij bedacht een manier om de metalen onderdelen van het elektrische systeem met de betonnen funderingen te verbinden, zodat er een groot en stabiel aardingsnetwerk ontstond.

Wat zijn de voordelen van Ufer Aarding?

Ufer-aarding heeft verschillende voordelen ten opzichte van andere soorten aarding, zoals staaf- of plaatelektroden. Enkele voordelen zijn:

• Ufer aarding is goedkoper en gemakkelijker te installeren, omdat er geen gaten in de grond gegraven of geboord hoeven te worden.
• Ufer aarding is betrouwbaarder en duurzamer omdat het minder wordt beïnvloed door corrosie, vocht, temperatuur of bodemomstandigheden.
• Ufer aarding biedt een lagere weerstand en een hogere foutstroomcapaciteit, wat de prestaties en veiligheid van het elektrische systeem verbetert.
• Uferaarding vermindert het risico op bliksemschade, omdat het een pad met lage impedantie creëert voor de ontlading naar de aarde.

Waar wordt Ufer Aarding gebruikt?

Ufer aarding wordt veel gebruikt in woonhuizen, commerciële en industriële gebouwen en in telecommunicatie-, energie- en transportsystemen. Ufer-aarding is vooral geschikt voor gebieden met droge, rotsachtige of zanderige bodems, waar conventionele aardingsmethoden niet effectief of onpraktisch zijn. Ufer-aarding wordt ook aanbevolen door de National Electrical Code (NEC) en de International Building Code (IBC) als standaardpraktijk voor het aarden van elektrische systemen.

Ufer-aarding, ook bekend als betonnen aarding of funderingsaarding, is een methode om een elektrisch systeem te aarden door een aardelektrodegeleider aan te sluiten op een stalen staaf of draad die in de betonnen fundering van een gebouw is ingebed. Het beton werkt als een elektrolyt en biedt een weg met lage weerstand voor de dissipatie van foutstromen en bliksemschommelingen naar de aarde.

Ufer Aarding en de Nationale Elektrische Code 250.52

Volgens NEC 250.52(A)(3) kan een in beton gevatte elektrode worden gebruikt als aardelektrode voor elk elektrisch systeem als deze aan de volgende eisen voldoet:

- De elektrode moet bestaan uit minstens 6,0 m (20 ft) elektrisch geleidende stalen betonstaven of -staven met een diameter van minstens 13 mm (1/2 in.) of uit minstens 6,0 m (20 ft) blanke koperen geleider die niet kleiner is dan 4 AWG.

- De elektrode moet worden omhuld door minstens 50 mm (2 in.) beton, horizontaal dicht bij de bodem of verticaal in de betonnen fundering of voet die in direct contact met de aarde staat.

- De elektrode moet op de aardelektrodegeleider worden aangesloten door middel van een goedgekeurd apparaat of goedgekeurde methode, zoals een exothermische las, een in de lijst opgenomen kabelschoen of een in de lijst opgenomen drukconnector.

Als de in beton gevatte elektrode niet aan deze vereisten voldoet, moet deze nog steeds worden verbonden met het aardingssysteem en moet er een andere aardelektrode worden geïnstalleerd die wel aan de vereisten voldoet, zoals een conventionele aardingsstaaf.

Ufer Inspecties

Voordat het beton wordt gestort, moet de ufer (in beton gevatte elektrode) worden geïnspecteerd door een gekwalificeerde elektrotechnicus of een gekwalificeerde inspecteur om te controleren of deze voldoet aan de vereisten van de National Electrical Code (NEC). Elektriciens die de ufer installeren mogen nooit als inspecteur worden gebruikt; veel instanties zullen die inspectie afwijzen.

Stel dat het beton al gestort is, en de ufer niet toegankelijk is voor inspectie. In dat geval moet de installateur documentatie overleggen die bewijst dat het ufer geïnstalleerd is volgens de NEC. Dit kunnen foto's zijn (die aan bepaalde strenge eisen voldoen), tekeningen, facturen of certificaten van de fabrikant of leverancier van de geleider of het beton. De vereisten voor deze documentatie zijn normaal gesproken zodanig dat ze in de rechtszaal onder extreem nauwkeurig toezicht moeten worden gehouden. Stelt u zich eens voor dat iemand een schok krijgt of geëlektrocuteerd wordt bij de constructie, dan wordt de kwaliteit van deze documentatie belangrijk. De meeste elektriciens en bouwers hebben niet de mogelijkheid om fotodocumentatie van bewijskwaliteit te maken, en het inhuren van een forensisch ingenieur Alleen al het fotograferen van een plaat is in de meeste gevallen onbetaalbaar.

Stel dat de documentatie niet beschikbaar of niet toereikend is. In dat geval moeten de installateur en inspecteur aannemen dat de ufer niet aan de NEC-vereisten voldoet en een andere aardelektrode installeren die dat wel doet, zoals een conventionele aardingsstaaf. Meestal is het het meest kosteneffectief om gewoon twee extra aardingsstaven te installeren, die niet alleen voldoen aan de vereisten van NEC 250.52 voor de meeste woongebouwen, maar ook aan de vereisten voor het toevoegen van een tweede aardingsstaaf als de eerste staaf niet voldoet aan de vereiste van 25 ohm naar externe aarde.

Potentiaalvaltest op de Uferverbinding van een betonplaat

Deze test meet hoe goed het elektrische contact is tussen het elektrische aardingssysteem, door de betonplaat en naar de externe aarde met behulp van de potentiaalvalmethode. Hier toont de test 3,77 ohm naar externe aarde.

Een ander belangrijk aspect van ufer-inspecties is ervoor te zorgen dat de plaat doorlopend is en een elektrische verbinding heeft. Dit betekent dat er geen onderbrekingen of gaten in het beton zitten die de stroom door de ufer onderbreken. Een onderbroken betonnen plaat kan de doeltreffendheid van de ufer als aardelektrode verminderen en het risico op stapvormige potentialen in het huis verhogen. Stappotentiëlen zijn spanningsverschillen tussen twee punten op de grond die elektrische schokken kunnen veroorzaken bij volwassenen, kinderen of dieren die erop lopen.

Plak Ufer Continuïteitstest

Deze test meet de sterkte van een signaal dat over een grote commerciële plaat loopt. Hier wordt de diepte van een metalen structuur binnen de plaat op een specifieke locatie gemeten.

Om de continuïteit van de plaat te controleren, kan Dreiym Engineering een toontest uitvoeren met behulp van een toongenerator en een sonde. De toongenerator stuurt een signaal door de ufer en de sonde detecteert dit aan het andere uiteinde en door de hele plaat. Als het signaal duidelijk en consistent is, betekent dit dat de plaat doorlopend en goed verbonden is. Als het signaal zwak of onderbroken is, betekent dit dat er breuken of gaten in de mat zitten die gerepareerd of overbrugd moeten worden met koperdraad. Dreiym Engineering kan ook de locaties van de breuken of gaten identificeren en oplossingen bieden om deze te repareren.

Hoe een Ufer Ground aanvullen die niet voldoet aan NEC 250.52

Als u niet over de documentatie of inspecties beschikt om aan te tonen dat de ufer aan de NEC-vereisten voldoet, moet u een ander type aardelektrode installeren dat dat wel doet. Een van de meest gebruikelijke en voordeligste opties is het installeren van een aardpen. Een aardingsstaaf is een metalen staaf die minstens 8 voet diep in de aarde wordt geslagen. De staaf moet gemaakt zijn van koper of gegalvaniseerd ijzer, en moet een minimale diameter hebben van 5/8 inch voor koper of 3/4 inch voor gegalvaniseerd ijzer. De staaf moet met een goedgekeurde klem of connector met de aardelektrode worden verbonden. De verbinding moet voor inspectie toegankelijk zijn.

Volgens het NEC is een enkele aardingsstaaf aanvaardbaar als aardelektrode als deze een weerstand tegen externe aarde van 25 ohm of minder heeft. Deze weerstand kan echter variëren afhankelijk van de bodemgesteldheid en vochtigheidsgraad. Daarom wordt aanbevolen om de weerstand van de aardingsstaaf te meten met een apparaat dat een aardingsweerstandstester wordt genoemd. De tester zet een bekende spanning en stroom op de aardingsstaaf en meet de resulterende spanningsval.

Als de weerstand van de aardingsstaaf hoger is dan 25 ohm, moet u een tweede aardingsstaaf installeren op ten minste 6 voet afstand van de eerste en deze parallel verbinden met de aardelektrodegeleider. De NEC vereist niet dat u de weerstand van de tweede aardingsstaaf meet, zolang u deze installeert volgens de specificaties van de code. Het is echter een goede gewoonte om te controleren of de weerstand van de gecombineerde aardingsstaven lager is dan de weerstand van de enkele aardingsstaaf.

Dreiym Engineering kan u helpen met het testen van grondstaven voor uw project. Wij beschikken over de apparatuur en expertise om nauwkeurige en betrouwbare aardweerstandsmetingen uit te voeren. We kunnen u ook adviseren over de optimale locatie en afstand van de aardstaven, en ervoor zorgen dat ze goed zijn aangesloten op het aardingssysteem. Wij kunnen u een rapport leveren met de resultaten van onze tests en de conformiteit van uw aardingsstaven met de NEC-normen.

Waarom kiezen voor Dreiym Engineering voor Ufer inspecties?

Ufer-inspecties zijn van cruciaal belang om de veiligheid en betrouwbaarheid van uw elektrische systeem te garanderen. Een ufer die niet voldoet aan de NEC-normen kan de aarding van uw systeem in gevaar brengen, wat kan leiden tot elektrische gevaren, schade aan apparatuur of stroomstoringen. Daarom hebt u een betrouwbare partner zoals Dreiym Engineering nodig om ufer-inspecties voor uw project uit te voeren.

Dreiym Engineering heeft de expertise en ervaring om ufer inspecties uit te voeren voordat of nadat het beton is gestort. We hebben honderden inspecties uitgevoerd op ufer aardingssystemen. Wij beschikken over gekwalificeerde elektrotechnische ingenieurs en inspecteurs die bekend zijn met de NEC-vereisten en de beste praktijken voor de installatie van ufer. Wij kunnen controleren of uw ufer voldoet aan de specificaties voor grootte, lengte, locatie, omhulling en aansluiting op de aardelektrodegeleider. Wij kunnen ook documentatie leveren om onze bevindingen en aanbevelingen te ondersteunen.

Als uw beton al gestort is en uw ufer niet toegankelijk is voor inspectie, kunnen wij u helpen bij het verkrijgen of voorbereiden van de benodigde documentatie om te bewijzen dat uw ufer volgens de NEC is geïnstalleerd. Wij kunnen uw foto's, tekeningen, facturen of certificaten bekijken en ervoor zorgen dat ze voldoen aan de strenge criteria voor acceptatie. Wij kunnen uw aardingssysteem ook testen op weerstand en continuïteit en een rapport met onze resultaten leveren.

Bij Dreiym Engineering geven we om uw veiligheid en tevredenheid. Wij bieden ufer inspecties tegen concurrerende prijzen en flexibele schema's. Wij werken samen met aannemers, huiseigenaren, architecten en ingenieurs om ervoor te zorgen dat uw elektrische systeem goed geaard is en voldoet aan de NEC. Neem contact met ons op vandaag nog om uw ufer inspectie te plannen of meer te weten te komen over onze diensten.

Raadpleeg altijd uw erkende elektrische installateur/ontwerpprofessional om er zeker van te zijn dat aan alle vereisten van het NEC en andere toepasselijke verordeningen wordt voldaan.