Ufer Jordning: En tillförlitlig metod för elsäkerhet

Vad är Ufer Grounding?

Ufer-jordning är en teknik för att jorda elektriska system genom att ansluta dem till en betonginklädd elektrod. Termen Ufer kommer från namnet på Herbert G. Ufer, en ingenjör som utvecklade denna metod under andra världskriget. Ufer-jordning är även känd som betonginklädd jordning eller fundamentjordning.

Ufers jordning var inte bara effektiv utan också ekonomisk och enkel att genomföra. Ufer uppskattade att kostnaden för att jorda en depå med hans metod var cirka $60, jämfört med $5000 för ett konventionellt system med stänger och galler. Ufers jordning krävde också mindre underhåll och testning, eftersom betongelektroden var skyddad från korrosion och fysiska skador.

Ufer-jord infördes av den amerikanska armén och flottan och senare av National Electrical Code (NEC), som erkände det som en acceptabel jordningsmetod 1968. Sedan dess har Ufer-jordning använts i stor utsträckning i bostäder, kommersiella och industriella tillämpningar, särskilt i områden med dålig jordledningsförmåga eller hög blixtaktivitet. Ufer-jordning har visat sig vara ett tillförlitligt och säkert sätt att skydda elektriska system och personal från elektriska stötar, bränder och överspänningar.

Varför uppfanns Ufer Grounding?

Uferjordning uppfanns som en lösning på ett problem som den amerikanska armén ställdes inför på 1940-talet. Armén behövde skydda sina ammunitionsdepåer från blixtnedslag, men marken i de ökenområden där depåerna var belägna var för torr och motståndskraftig för att ge bra jord. Ufer upptäckte att betong, som användes för att bygga depåerna, hade låg resistans och kunde fungera som en effektiv jordelektrod. Han kom på ett sätt att ansluta metalldelarna i det elektriska systemet till betongfundamenten och på så sätt skapa ett stort och stabilt jordningsnätverk.

Vilka är fördelarna med Ufer Grounding?

Uferjordning har flera fördelar jämfört med andra typer av jordning, t.ex. stav- eller plattelektroder. Några av fördelarna är följande:

• Uferjordning är billigare och enklare att installera, eftersom den inte kräver grävning eller borrning av hål i marken.
• Uferjordning är mer tillförlitlig och hållbar eftersom den påverkas mindre av korrosion, fukt, temperatur eller markförhållanden.
• Ufer jordning ger en lägre resistans och en högre felströmskapacitet, vilket förbättrar elsystemets prestanda och säkerhet.
• Uferjordning minskar risken för åskskador, eftersom den skapar en lågimpedansväg för urladdningen till jorden.

Var används Ufer Grounding?

Ufer-jordning används ofta i bostads-, affärs- och industribyggnader samt i telekommunikations-, kraft- och transportsystem. Ufer-jordning är särskilt lämplig för områden med torra, steniga eller sandiga jordar, där konventionella jordningsmetoder är ineffektiva eller opraktiska. Ufer-jordning rekommenderas också av National Electrical Code (NEC) och International Building Code (IBC) som en standardmetod för jordning av elektriska system.

Uferjordning, även känd som betongjordning eller grundjordning, är en metod för att jorda ett elektriskt system genom att ansluta en jordelektrodledare till en stålstång eller tråd som är inbäddad i betongfundamentet i en byggnad. Betongen fungerar som en elektrolyt och ger en lågresistent väg för avledning av felströmmar och blixtöverspänningar till jorden.

Ufer Jordning och National Electrical Code 250.52

Enligt NEC 250.52(A)(3) kan en betonginklädd elektrod användas som jordningselektrod för alla elektriska system om den uppfyller följande krav:

- Elektroden måste bestå av minst 6,0 m (20 ft) elektriskt ledande armeringsjärn eller stänger med en diameter på minst 13 mm (1/2 in.) eller av minst 6,0 m (20 ft) oisolerad kopparledare som inte är mindre än 4 AWG.

- Elektroden måste vara omsluten av minst 50 mm (2 in.) betong, placerad horisontellt nära botten eller vertikalt i betongfundamentet som är i direkt kontakt med marken.

- Elektroden måste anslutas till jordningselektrodens ledare med en godkänd anordning eller metod, t.ex. en exotermisk svets, en listad klämma eller en listad tryckanslutning.

Om den betonginklädda elektroden inte uppfyller dessa krav måste den ändå anslutas till jordningssystemet, och en annan jordelektrod som uppfyller kraven måste installeras, t.ex. ett konventionellt jordspett

Ufer Inspektioner

Innan betongen gjuts måste ufer (betonginklädd elektrod) inspekteras av en kvalificerad elingenjör eller kvalificerad inspektör för att verifiera att den uppfyller kraven i National Electrical Code (NEC). Elektriker som installerar ufer bör aldrig användas som inspektör; många myndigheter kommer att underkänna denna inspektion.

Antag att betongen redan är gjuten och att ufer inte är tillgänglig för inspektion. I så fall måste installatören tillhandahålla dokumentation som bevisar att ufer installerades i enlighet med NEC. Det kan röra sig om foton (som uppfyller vissa strikta krav), ritningar, fakturor eller intyg från tillverkaren eller leverantören av ledaren eller betongen. Kraven på denna dokumentation är normalt sådana att den måste hålla i domstol under extrem granskning. Tänk dig att någon får en stöt eller en elchock vid konstruktionen, kvaliteten på denna dokumentation kommer att bli viktig. De flesta elektriker och byggare har inte förmågan att ta fotodokumentation av bevisvärde, och att anlita en kriminalteknisk ingenjör bara att fotografera en platta är i de flesta fall oöverkomligt dyrt.

Antag att dokumentationen inte är tillgänglig eller tillräcklig. I så fall måste installatören och inspektören anta att ufer inte uppfyller NEC-kraven och installera en annan jordningselektrod som gör det, t.ex. ett konventionellt jordspett. Oftast är det mest kostnadseffektivt att helt enkelt installera två extra jordspett, som inte bara uppfyller kraven i NEC 250.52 för de flesta bostadsstrukturer utan också uppfyller kraven för att lägga till ett andra jordspett om det första spettet inte uppfyller 25-ohmskravet till fjärrjord.

Test av potentiellt fall på en betongplattas Ufer-anslutning

Detta test mäter hur bra den elektriska kontakten är mellan det elektriska jordningssystemet, genom betongplattan och ut till den avlägsna jorden med hjälp av potentialfallsmetoden. Här visar testet 3,77 ohm till den avlägsna jorden.

En annan viktig aspekt av uferinspektioner är att säkerställa att plattan är kontinuerlig och elektriskt bunden. Det innebär att det inte finns några brott eller luckor i betongen som skulle kunna avbryta elflödet genom ufer. En diskontinuerlig platta kan minska uferns effektivitet som jordelektrod och öka risken för stegpotentialer inne i huset. Stegpotentialer är spänningsskillnader mellan två punkter på marken som kan orsaka elektriska stötar för vuxna, barn eller djur som går på dem.

Kontinuitetsprovning av platta och ufer

Detta test mäter styrkan hos en signal som går över en stor kommersiell platta. Här mäts djupet av en metallstruktur inuti plattan på en specifik plats.

För att verifiera kontinuiteten i plattan kan Dreiym Engineering utföra ett toningstest med hjälp av en tongenerator och en sond. Tongeneratorn sänder en signal genom ufer och sonden känner av den i andra änden och genom hela plattan. Om signalen är tydlig och konsekvent betyder det att plattan är kontinuerlig och väl sammanfogad. Om signalen är svag eller intermittent betyder det att det finns brott eller luckor i plattan som behöver repareras eller överbryggas med koppartråd. Dreiym Engineering kan också identifiera var avbrotten eller luckorna finns och tillhandahålla lösningar för att åtgärda dem.

Hur man kompletterar en Ufer Ground som inte uppfyller NEC 250.52

Om du inte har dokumentation eller inspektioner som visar att ufer uppfyller NEC-kraven, måste du installera en annan typ av jordelektrod som gör det. Ett av de vanligaste och mest ekonomiska alternativen är att installera ett jordspett. Ett jordspett är en metallstång som drivs ner i jorden på minst 2,5 meters djup. Stången måste vara tillverkad av koppar eller galvaniserat järn, och måste ha en minsta diameter på 5/8 tum för koppar eller 3/4 tum för galvaniserat järn. Stången måste anslutas till jordelektrodens ledare med en godkänd klämma eller kontakt. Anslutningen måste vara åtkomlig för inspektion.

Enligt NEC är ett enskilt jordspett godtagbart som jordelektrod om det har en resistans mot jord på 25 ohm eller mindre. Denna resistans kan dock variera beroende på markförhållandena och fuktnivån. Därför rekommenderas att jordspettets resistans mäts med hjälp av en så kallad jordresistanstestare. Testaren ansluter en känd spänning och ström till jordspettet och mäter det resulterande spänningsfallet.

Om jordspettets resistans är högre än 25 ohm måste du installera ett andra jordspett minst 1,5 meter från det första och ansluta dem parallellt med jordelektrodens ledare. NEC kräver inte att du mäter resistansen hos det andra jordspettet, så länge du installerar det i enlighet med specifikationerna i koden. Det är dock god praxis att kontrollera att resistansen hos de kombinerade jordspetten är lägre än resistansen hos det enskilda jordspettet.

Dreiym Engineering kan hjälpa dig med testning av jordstänger för ditt projekt. Vi har den utrustning och expertis som krävs för att utföra noggranna och tillförlitliga mätningar av jordmotståndet. Vi kan också ge dig råd om optimal placering och avstånd mellan jordspetten och se till att de är korrekt anslutna till jordningssystemet. Vi kan förse dig med en rapport som dokumenterar resultaten av våra tester och jordspettens överensstämmelse med NEC-standarderna.

Varför välja Dreiym Engineering för Ufer-inspektioner?

Inspektioner av ufer är avgörande för att garantera säkerheten och tillförlitligheten i ditt elsystem. En ufer som inte uppfyller NEC-standarderna kan äventyra jordningen av ditt system, vilket kan leda till elektriska faror, skador på utrustning eller strömavbrott. Det är därför du behöver en pålitlig partner som Dreiym Engineering för att utföra ufer-inspektioner för ditt projekt.

Dreiym Engineering har kompetensen och erfarenheten att utföra inspektioner av ufer före eller efter att betongen har gjutits. Vi har utfört hundratals inspektioner av ufer-jordningssystem. Vi har kvalificerade elingenjörer och inspektörer som är väl förtrogna med NEC-kraven och bästa praxis för installation av ufer. Vi kan verifiera att din ufer uppfyller specifikationerna för storlek, längd, placering, kapsling och anslutning till jordelektrodens ledare. Vi kan också tillhandahålla dokumentation som stöd för våra resultat och rekommendationer.

Om betongen redan är gjuten och din ufer inte är tillgänglig för inspektion kan vi hjälpa dig att skaffa eller förbereda den dokumentation som krävs för att bevisa att din ufer installerades enligt NEC. Vi kan granska dina foton, ritningar, fakturor eller certifikat och se till att de uppfyller de strikta kriterierna för godkännande. Vi kan också testa ditt jordningssystem för resistans och kontinuitet och tillhandahålla en rapport om våra resultat.

På Dreiym Engineering bryr vi oss om din säkerhet och tillfredsställelse. Vi erbjuder ufer-inspektioner till konkurrenskraftiga priser och flexibla scheman. Vi arbetar med entreprenörer, husägare, arkitekter och ingenjörer för att säkerställa att ditt elsystem är korrekt jordat och uppfyller kraven i NEC. Kontakta oss idag för att boka en ufer-inspektion eller för att få veta mer om våra tjänster.

Rådgör alltid med en auktoriserad elinstallatör/projekterare för att säkerställa att alla krav i NEC och andra tillämpliga regler uppfylls.