הארקת Ufer: שיטה אמינה לבטיחות חשמלית

מהי הארקה של אופר?

הארקת Ufer היא טכניקה של הארקת מערכות חשמליות על ידי חיבורן לאלקטרודה עטופה בבטון. המונח Ufer מגיע משמו של הרברט ג. Ufer, מהנדס שפיתח שיטה זו במהלך מלחמת העולם השנייה. הארקת Ufer ידועה גם כהארקת בטון או הארקת יסודות.

הארקת Ufer הייתה לא רק יעילה אלא גם חסכונית ופשוטה ליישום. Ufer העריך כי עלות הארקת מחסן בשיטתו הייתה כ-$60, בהשוואה ל-$5000 עבור מערכת מוטות ורשת קונבנציונלית. הארקה גם דרשה פחות תחזוקה ובדיקות, מכיוון שאלקטרודת הבטון הייתה מוגנת מפני קורוזיה ונזק פיזי.

הארקת Ufer אומצה על ידי צבא ארה"ב וחיל הים ומאוחר יותר על ידי קוד החשמל הלאומי (NEC), שהכיר בה כשיטת הארקה מקובלת בשנת 1968. מאז, הארקת Ufer נמצאת בשימוש נרחב ביישומים למגורים, מסחר ותעשייה, במיוחד באזורים עם מוליכות קרקע ירודה או פעילות ברקים גבוהה. הארקת Ufer הוכחה כדרך אמינה ובטוחה להגן על מערכות חשמל וצוות מפני התחשמלות, שריפות וקפיצות מתח.

מדוע הומצאה הארקת אופר?

הארקת Ufer הומצאה כפתרון לבעיה איתה התמודד צבא ארה"ב בשנות ה-40. הצבא היה צריך להגן על מחסני התחמושת שלו מפני פגיעות ברק, אך האדמה באזורי המדבר שבהם שכנו המחסנים הייתה יבשה ועמידה מדי מכדי לספק הארקה טובה. Ufer גילה כי לבטון, ששימש לבניית המחסנים, יש התנגדות נמוכה ויכול לשמש כאלקטרודת הארקה יעילה. הוא הגה דרך לחבר את חלקי המתכת של מערכת החשמל ליסודות הבטון, ובכך ליצור רשת הארקה גדולה ויציבה.

מהם היתרונות של הארקה של Ufer?

להארקת Ufer יש מספר יתרונות על פני סוגים אחרים של הארקה, כגון אלקטרודות מוט או לוח. חלק מהיתרונות הם:

• הארקת Ufer זולה וקלה יותר להתקנה, מכיוון שהיא אינה דורשת חפירה או קידוח חורים באדמה.
• הארקת Ufer אמינה ועמידה יותר מכיוון שהיא פחות מושפעת מקורוזיה, לחות, טמפרטורה או תנאי קרקע.
• הארקת Ufer מספקת התנגדות נמוכה יותר וקיבולת זרם תקלה גבוהה יותר, מה שמשפר את הביצועים והבטיחות של מערכת החשמל.
• הארקת Ufer מפחיתה את הסיכון לנזקי ברק, מכיוון שהיא יוצרת נתיב בעל עכבה נמוכה לפריקה לאדמה.

היכן משתמשים בהארקת Ufer?

הארקת Ufer נמצאת בשימוש נרחב במבני מגורים, מסחר ותעשייה, כמו גם במערכות טלקומוניקציה, חשמל ותחבורה. הארקת Ufer מתאימה במיוחד לאזורים עם קרקעות יבשות, סלעיות או חוליות, שבהן שיטות הארקה קונבנציונליות אינן יעילות או אינן מעשיות. הארקת Ufer מומלצת גם על ידי קוד החשמל הלאומי (NEC) וקוד הבנייה הבינלאומי (IBC) כנוהג סטנדרטי להארקת מערכות חשמל.

הארקת Ufer, המכונה גם הארקה עטופפת בטון או הארקת יסודות, היא שיטה להארקת מערכת חשמלית על ידי חיבור מוליך אלקטרודת הארקה למוט פלדה או חוט המוטמעים ביסודות הבטון של בניין. הבטון משמש כאלקטרוליט ומספק נתיב בעל התנגדות נמוכה לפיזור זרמי תקלה ונחשולי ברקים אל כדור הארץ.

הארקת Ufer וקוד החשמל הלאומי 250.52

על פי NEC 250.52(A)(3), אלקטרודה עטופה בבטון יכולה לשמש כאלקטרודת הארקה לכל מערכת חשמלית, אם היא עומדת בדרישות הבאות:

– האלקטרודה חייבת להיות מורכבת מלפחות 6.0 מטר (20 רגל) של מוטות חיזוק מפלדה מוליכה חשמלית בקוטר של לא פחות מ-13 מ"מ (1/2 אינץ') או מלפחות 6.0 מטר (20 רגל) של מוליך נחושת חשוף שלא קטן מ-4 AWG.

– האלקטרודה חייבת להיות מוקפת בלפחות 50 מ"מ (2 אינץ') של בטון, הממוקמת אופקית ליד התחתית או אנכית בתוך יסודות הבטון או הבסיס הנמצאים במגע ישיר עם האדמה.

– יש לחבר את האלקטרודה למוליך אלקטרודת ההארקה באמצעות התקן או שיטה מאושרים, כגון ריתוך אקסותרמי, חיבור חיבור רשום או מחבר לחץ רשום.

אם האלקטרודה העטוף בבטון אינה עומדת בדרישות אלה, עדיין יש לחבר אותה למערכת הארקה, ויש להתקין אלקטרודת הארקה אחרת העומדת בדרישות, כגון מוט הארקה קונבנציונלי.

בדיקות אופר

לפני יציקת הבטון, יש לבדוק את האלקטרודה העטוף בבטון על ידי מהנדס חשמל מוסמך או מפקח מוסמך כדי לוודא שהיא עומדת בדרישות הקוד הלאומי לחשמל (NEC). אין להשתמש בחשמלאים המתקינים את האלקטרודה כמפקחים; רשויות רבות ידחו בדיקה זו.

נניח שהבטון כבר יצוק, והאופר אינו נגיש לבדיקה. במקרה כזה, על המתקין לספק תיעוד המוכיח שהאופר הותקן בהתאם להוראות NECזה עשוי לכלול תמונות (העומדות בדרישות מחמירות מסוימות), שרטוטים, חשבוניות או אישורים מהיצרן או הספק של המוליך או הבטון. הדרישות של תיעוד זה הן בדרך כלל כאלה שיש לעמוד בפניו בבית המשפט תחת פיקוח קפדני. רק דמיינו מישהו מקבל הלם או התחשמלות במבנה, איכות התיעוד הזה תהפוך לחשובה. לרוב החשמלאים והבונים אין את היכולת לצלם תיעוד מצולם באיכות ראיות, ושכירת... מהנדס משפטי רק לצלם לוח זה יקר בצורה בלתי רגילה ברוב המקרים.

נניח שהתיעוד אינו זמין או מספיק. במקרה כזה, על המתקין והמפקח להניח שהמוט אינו עומד בדרישות ה-NEC ולהתקין אלקטרודת הארקה נוספת שעומדת בדרישות, כגון מוט הארקה קונבנציונלי. ברוב המקרים, העלות המשתלמת ביותר היא פשוט להתקין שני מוטות הארקה נוספים, אשר לא רק עומדים בדרישות NEC 250.52 עבור רוב מבני המגורים, אלא גם עומדים בדרישות להוספת מוט הארקה שני אם המוט הראשון אינו עומד בדרישת 25 אוהם להארקה מרוחקת.

בדיקת פוטנציאל נפילה על חיבור Ufer של משטח בטון

בדיקה זו מודדת את איכות הקשר החשמלי בין מערכת ההארקה החשמלית, דרך משטח הבטון, והחוצה לאדמה מרוחקת באמצעות שיטת נפילת הפוטנציאל. כאן, הבדיקה מראה 3.77 אוהם לאדמה מרוחקת.

היבט חשוב נוסף של בדיקות רשת רציפה הוא לוודא שהלוח רציף ומחובר חשמלית. משמעות הדבר היא שאין שברים או פערים בבטון שיפריעו לזרימת החשמל דרך הרשת. לוח לא רציף יכול להפחית את יעילותו. אופר כבסיס אלקטרודה ולהגביר את הסיכון לפוטנציאלי מדרגה-מדרגה בתוך הבית. פוטנציאלי מדרגה-מדרגה הם הפרשי מתח בין שתי נקודות על הקרקע שעלולים לגרום להתחשמלות למבוגרים, ילדים או בעלי חיים ההולכים עליהם.

בדיקת רציפות Ufer של לוח

בדיקה זו מודדת את עוצמת האות ההולך על גבי משטח מסחרי גדול. כאן, נמדד עומק של מבנה מתכתי בתוך המשטח במיקום ספציפי.

כדי לוודא את רציפות הלוח, חברת דריים הנדסה יכולה לבצע בדיקת גוון באמצעות מחולל גוונים וחיישן. מחולל הגוונים שולח אות דרך הגליל, והחיישן מזהה אותו בקצה השני ולאורך כל הלוח. אם האות ברור ועקבי, משמעות הדבר היא שהלוח רציף ומודבק היטב. אם האות חלש או לסירוגין, משמעות הדבר היא שישנם שברים או פערים בלוח שיש לתקן או לגשר עליהם באמצעות חוט נחושת. חברת דריים הנדסה יכולה גם לזהות את מיקומי השברים או הפערים ולספק פתרונות לתיקונם.

כיצד להשלים קרקע Ufer שאינה עומדת בתקן NEC 250.52

אם אין ברשותכם את התיעוד או הבדיקות כדי להוכיח שהמוליך עומד בדרישות ה-NEC, עליכם להתקין סוג אחר של אלקטרודת הארקה שעומדת בדרישות. אחת האפשרויות הנפוצות והחסכוניות ביותר היא להתקין מוט הארקה. מוט הארקה הוא מוט מתכת המוחדר לאדמה לעומק של לפחות 2.4 מטרים. המוט חייב להיות עשוי נחושת או ברזל מגולוון, וחייב להיות בקוטר מינימלי של 1.5 מ"מ לנחושת או 1.7 מ"מ לברזל מגולוון. יש לחבר את המוט למוליך אלקטרודת ההארקה באמצעות מהדק או מחבר מאושרים. החיבור חייב להיות נגיש לבדיקה.

על פי ה-NEC, מוט הארקה יחיד מקובל כאלקטרודת הארקה אם יש לו התנגדות לאדמה מרוחקת של 25 אוהם או פחות. עם זאת, התנגדות זו יכולה להשתנות בהתאם לתנאי הקרקע ולרמת הלחות. לכן, מומלץ למדוד את התנגדות מוט ההארקה באמצעות מכשיר הנקרא בודק התנגדות הארקה. הבודק מפעיל מתח וזרם ידועים על מוט ההארקה ומודד את ירידת המתח הנובעת מכך.

אם ההתנגדות של מוט ההארקה גבוהה מ-25 אוהם, עליך להתקין מוט הארקה שני במרחק של לפחות 2 מטרים מהראשון, ולחבר אותם במקביל למוליך אלקטרודת ההארקה. תקן NEC אינו דורש למדוד את ההתנגדות של מוט ההארקה השני, כל עוד אתה מתקין אותו בהתאם למפרטי הקוד. עם זאת, מומלץ לוודא שההתנגדות של מוטות ההארקה המשולבים נמוכה מההתנגדות של מוט ההארקה היחיד.

חברת דריים הנדסה יכולה לעזור לכם בבדיקת מוטות הארקה עבור הפרויקט שלכם. יש לנו את הציוד והמומחיות לבצע מדידות התנגדות הארקה מדויקות ואמינות. אנו יכולים גם לייעץ לכם לגבי המיקום והריווח האופטימליים של מוטות הארקה, ולוודא שהם מחוברים כראוי למערכת ההארקה. אנו יכולים לספק לכם דוח המתעד את תוצאות הבדיקות שלנו ואת עמידת מוטות הארקה שלכם בתקני NEC.

למה לבחור ב-Dreiym Engineering עבור בדיקות Ufer?

בדיקות Ufer הן קריטיות להבטחת הבטיחות והאמינות של מערכת החשמל שלכם. Ufer שאינו עומד בתקני NEC עלול לפגוע בהארקת המערכת שלכם, מה שעלול להוביל לסכנות חשמליות, נזק לציוד או הפסקות חשמל. זו הסיבה שאתם זקוקים לשותף אמין כמו Dreiym Engineering כדי לבצע בדיקות Ufer עבור הפרויקט שלכם.

לחברת Dreiym Engineering המומחיות והניסיון לבצע בדיקות מערכות הארקה של Ufer לפני או אחרי יציקת הבטון. ביצענו מאות בדיקות למערכות הארקה של Ufer. יש לנו מהנדסי חשמל ומפקחים מוסמכים המכירים את דרישות ה-NEC ואת שיטות העבודה המומלצות להתקנת Ufer. אנו יכולים לוודא שה-Ufer שלכם עומד במפרטים של גודל, אורך, מיקום, מעטפה וחיבור למוליך הארקה. אנו יכולים גם לספק תיעוד התומך בממצאים ובהמלצות שלנו.

אם הבטון שלכם כבר יצוק וה-Ufer שלכם אינו נגיש לבדיקה, נוכל לעזור לכם להשיג או להכין את המסמכים הדרושים כדי להוכיח שה-Ufer שלכם הותקן בהתאם לתקן NEC. נוכל לבדוק את התמונות, השרטוטים, החשבוניות או האישורים שלכם ולוודא שהם עומדים בקריטריונים המחמירים לקבלה. נוכל גם לבדוק את מערכת ההארקה שלכם מבחינת התנגדות והמשכיות ולספק דוח של התוצאות שלנו.

בדריים הנדסה, אנו דואגים לבטיחותכם ולשביעות רצונכם. אנו מציעים בדיקות קצה במחירים תחרותיים ובלוחות זמנים גמישים. אנו עובדים עם קבלנים, בעלי בתים, אדריכלים ו... מהנדסים כדי להבטיח שהחשמל שלך המערכת מחוברת כראוי ועומדת בתקן NEC. צרו קשר עוד היום כדי לתאם את בדיקת ה-UFER שלך או ללמוד עוד על השירותים שלנו.

התייעץ תמיד עם מתקין חשמל/תכנון מורשה כדי לוודא שכל דרישות ה-NEC ותקנים רלוונטיים אחרים עומדות.