Уферская земля

— Заземление Уфера это метод электрического заземления, разработанный во время Второй мировой войны. Он использует электрод в бетонном корпусе для улучшения заземления в сухих помещениях. Методика используется при строительстве бетонных фундаментов .

История

Во время Второй мировой войны армии США потребовалась система заземления для хранилищ бомб возле Тусона и Флагстаффа, штат Аризона . Обычные системы заземления в этом месте не работали должным образом, поскольку в пустынной местности не было уровня грунтовых вод и очень мало осадков. Чрезвычайно сухая почва потребовала бы вбить в землю сотни футов стержней, чтобы создать заземление с низким сопротивлением и защитить здания от ударов молнии.

В 1942 году Герберт Г. Уфер работал консультантом в армии США. Перед Уфером была поставлена задача найти более дешевую и более практичную альтернативу традиционным заземлениям из медных стержней для этих засушливых мест. Уфер обнаружил, что бетон имеет лучшую проводимость, чем большинство типов почвы. Затем Уфер разработал схему заземления, основанную на заключении заземляющих проводников в бетон. Этот метод оказался очень эффективным и был реализован на всем полигоне в Аризоне.

После войны Уфер продолжил испытания своего метода заземления, и его результаты были опубликованы в докладе, представленном на технической конференции IEEE Western Appliance в 1963 году. ^[1]^[2] Использование заземляющих проводников в бетонном корпусе было добавлено в Национальный электротехнический кодекс США (NEC) в 1968 году. Их не требовалось использовать, если водопроводная труба или другой заземляющий электрод присутствовала . В 1978 году NEC разрешил использовать арматуру толщиной 1/2 дюйма в качестве заземляющего электрода [NEC 250.52(A)(3)]. NEC называет этот тип заземления «электродом в бетонном корпусе» (CEE) вместо использования названия Ufer ground.

С годами термин «заземление Ufer» стал синонимом использования любого типа заземляющего проводника в бетоне, независимо от того, соответствует ли он оригинальной схеме заземления Ufer или нет. ^[3]

Строительство

Бетон по своей природе является основным (имеет высокий уровень pH ). Уфер заметил, что это означает, что она имеет готовый запас ионов и поэтому обеспечивает лучшее электрическое заземление, чем почти любой тип почвы. Уфер также обнаружил, что почва вокруг бетона стала «легированной», а последующее повышение pH привело к снижению общего сопротивления самой почвы. ^[2] Бетонное ограждение также увеличивает площадь поверхности соединения между заземляющим проводником и окружающей почвой, что также помогает снизить общее сопротивление соединения.

В оригинальной схеме заземления Уфера использовалась медь, заключенная в бетон. Однако высокий уровень pH бетона часто приводит к сколам и отслаиванию меди. По этой причине вместо меди часто используют сталь.

Когда дома построены на бетонных плитах , общепринятой практикой является выведение одного конца арматурного стержня из бетона в удобном месте, чтобы обеспечить удобную точку подключения заземляющего электрода. ^[4]

Уферные заземления, если таковые имеются, предпочтительнее использования заземляющих стержней. В некоторых районах (например, в Де-Мойне, штат Айова ) для всех жилых и коммерческих зданий требуется земля Ufer. ^[5] Проводимость почвы обычно определяет, требуются ли уферные грунты на каком-либо конкретном участке.

Заземление Ufer указанных минимальных размеров признано Национальными электротехническими нормами США в качестве заземляющего электрода. ^[6] Заземляющие проводники должны иметь достаточное покрытие бетоном для предотвращения повреждений при рассеивании сильноточных ударов молнии. ^[7]

Недостатком грунтов Ufer является то, что влага в бетоне может превратиться в пар во время удара молнии или аналогичного повреждения с высокой энергией. Это может привести к растрескиванию окружающего бетона и повреждению фундамента здания. ^[8]

Ссылки

^ Симмонс, Дж. Филип (2005). Электрическое заземление и соединение . Клифтон-Парк, Нью-Йорк: Thomson Delmar Learning. п. 292. ИСБН 9781401859381 .
^ Jump up to: ^а ^б Уфер, Х.Г. (1964). «Исследование и испытания заземлителей опорного типа для электроустановок» . Транзакции IEEE по силовому оборудованию и системам . 83 (10): 1042–1048. Бибкод : 1964ITPAS..83.1042U . дои : 10.1109/TPAS.1964.4765938 . Проверено 5 сентября 2020 г.
^ "Словарь электрических терминов NFPA" Х. Брук Стауффер
^ «Электрическая проводка в жилых домах: на основе Национального электротехнического кодекса 2005 года», Рэй К. Маллин
^ Центр разрешений и развития «Ufer Grounding System», Общественное развитие города Де-Мойн
^ Правило NEC 250.52 (3)
^ Джерри К. Уитакер (1998), Справочник по системам электропитания переменного тока , CRC Press, стр. 385–387, ISBN 0-8493-7414-6
^ «Симпозиум по электрическим перенапряжениям/электростатическим разрядам, том 22», Ассоциация ESD, Институт инженеров по электротехнике и электронике

Внешние ссылки

«Уферская земля» . 1995. Архивировано из оригинала 4 марта 2022 г. Проверено 13 сентября 2022 г.
Новый взгляд на наземную систему Ufer

[Simmons-1] Симмонс, Дж. Филип (2005). Электрическое заземление и соединение . Клифтон-Парк, Нью-Йорк: Thomson Delmar Learning. п. 292. ИСБН 9781401859381 .

[Ufer-2] Jump up to: ^а ^б Уфер, Х.Г. (1964). «Исследование и испытания заземлителей опорного типа для электроустановок» . Транзакции IEEE по силовому оборудованию и системам . 83 (10): 1042–1048. Бибкод : 1964ITPAS..83.1042U . дои : 10.1109/TPAS.1964.4765938 . Проверено 5 сентября 2020 г.

[3] "Словарь электрических терминов NFPA" Х. Брук Стауффер

[4] «Электрическая проводка в жилых домах: на основе Национального электротехнического кодекса 2005 года», Рэй К. Маллин

[5] Центр разрешений и развития «Ufer Grounding System», Общественное развитие города Де-Мойн

[6] Правило NEC 250.52 (3)

[7] Джерри К. Уитакер (1998), Справочник по системам электропитания переменного тока , CRC Press, стр. 385–387, ISBN 0-8493-7414-6

[8] «Симпозиум по электрическим перенапряжениям/электростатическим разрядам, том 22», Ассоциация ESD, Институт инженеров по электротехнике и электронике

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]