تعریف و درک اتصال زمین یوفر( UFER )

این مقاله در خصوص تعریف و تفهیم الکترود زمین یوفر ufer و تاریخچه آن میباشد. بر گرفته از مقاله آقای       Michael Johnston  مدیر اجرایی کدها و استانداردهای NECA و عضو کمیته همبستگی NEC میباشد. تدوین این مقاله توسط واحد فنی شرکت تاراز نیر آداک انجام شده و حقوق معنوی آن متعلق به این شرکت میباشد.

جهت دریافت مقاله های بیشتر به آدرس وبسایت ما مراجعه فرمایید.    WWW.TARAZNIR.COM

زمین یوفر "UFER" چیست؟

 این سوال رایج ارزش توضیح مفصل را دارد. زمین یوفر «UFER» به معنای چیزی است که کد ملی برق آمریکا (NEC) به عنوان یک الکترود زمین با پوشش بتن به آن اشاره می‌کند. در حالی که اصطلاح "UFER" در کد وجود ندارد، اما توسط بسیاری در صنعت برق استفاده می شود و از نام مهندسی که آن را به عنوان راه حلی برای مشکلات گراندینگ مهم کشف شده توسط ارتش ایالات متحده ایجاد کرده است، مشتق شده است.

تعریف

این کد استاندارد ملی آمریکا، "الکترود زمین" را به عنوان "یک جسم رسانا که از طریق آن یک اتصال مستقیم به زمین برقرار می شود" تعریف می کند. یکی از ویژگی های مهم این است که الکترود در تماس مستقیم با زمین است و اتصال به زمین ایجاد می کند. بدون چنین اتصالی، هیچ اتصال زمینی وجود ندارد. این مقاله نگاهی دقیق‌تر به آنچه که یک الکترود با پوشش بتن یوفر (UFER) را تشکیل می‌دهد، و تکنیک‌های نصب و اجرای آن می‌پردازد.

جزئیات و توضیحات

بخش 250.52 کد ملی آمریکا به وضوح مشخص می کند که چه چیزی یک الکترود با پوشش بتن را تشکیل می دهد. الکترود محصور شده با بتن می‌تواند به صورت لخت، گالوانیزه ، یا سایر میله‌ها یا آرماتورهای فولادی پوشش‌داده شده با رسانای الکتریکی باشد که قطر آنها کمتر از ½ اینچ نباشد و در یک طول پیوسته 6 متری نصب شود. اگر در چندین قطعه باشد، می توان آن را با سیم های فولادی معمولی، جوش اگزوترمیک یا احتراقی(کدولد)، جوشکاری برق یا سایر ابزارهای موثر برای ایجاد طول  6 متر یا بیشتر متصل کرد.

یک الکترود محصور شده با بتن همچنین می تواند با استفاده از 6 متر یا بیشتر هادی مسی لخت با سطح مقطع حداقل 25 میلیمتر مربع ساخته شود. توجه داشته باشید که طول 6 متری میله های هادی یا سیم لخت استفاده شده در ایجاد یک الکترود محصور شده با بتن، اتصال را تنها با بتن برقرار می کند. همانطور که در تعریف توضیح داده شد، ترکیب بتن و هادی به عنوان الکترود زمین عمل می کند.

سیستم الکترود زمین

بخش 250.50 به نیازمندی های تمام الکترودهای زمین برای تشکیل سیستم الکترود زمین اشاره کرده است. این شامل تمام الکترودهای محصور در بتن موجود در ساختمان یا سازه می شود. یک استثنا در بخش 250.50 این الزام اجباری را برای ساختمان‌ها و سازه‌ها کاهش می‌دهد  و ان این است:

اتصال الکترود محصور شده با بتن می‌تواند به یکپارچگی سازه ساختمان آسیب برساند یا ساخت و ساز موجود را مختل کند.

از آنجایی که نصب پایه و فونداسیون یکی از اولین عناصر یک پروژه ساختمانی است و در اکثر موارد تا زمان نصب سرویس برق به اتمام رسیده است، این قانون نیازمند آگاهی و تلاش هماهنگ طراحان ساختمان است. به این منظور که اطمینان حاصل شود ، الکترود محصور شده با بتن در سیستم الکترود زمین در هنگام قرار دادن میلگرد و پایه های بتنی گنجانده شده است. اگر الکترود محصور شده با بتن در ساختمان یا سازه وجود نداشته باشد، لازم نیست از سیم مسی 25 میلیمتر مربع برای تشکیل یک الکترود استفاده شود، اما در نظر داشته باشید که این یک گزینه است.

عملکرد الکترود

الکترود محصور شده با بتن ثابت کرده است که عملکرد و طول عمر مطلوبی را ارائه می دهد. پایه یا فونداسیون هر ساختمانی معمولاً تا زمانی که ساختمان وجود دارد وجود دارد. از آنجایی که تمام میلگردها در محیط زیرین پایه ساختمان معمولاً با سیم های مفتولی به هم متصل میشوند، الکترود مانند الکترود رینگ ارت یا حلقه زمین عمل می کند، با این تفاوت که سطح بسیار بیشتری در اتصال بتن به زمین دارد. پایه فونداسیون در اطراف سازه و در قسمت پایین محیط ان وجود دارد، به این معنی که تماس قابل توجهی بین زمین و الکترودهای محصور در بتن وجود دارد.

بتن رطوبت را حفظ می کند و به طور مداوم رطوبت را از طریق پایه فونداسیون جذب می کند. این ارتباط بین پایه فونداسیون و زمین را  به صورت موثر نگه می دارد. همچنین، پایه فونداسیون یک ساختمان به طور معمول بزرگترین الکترود زمین در هر ساختمان است.

تاریخچه مختصر

Herbert G. Ufer یک مهندس در آزمایشگاه Underwriters (UL) بود که به ارتش ایالات متحده در مشکلات مقاومت زمینی در تأسیسات در آریزونا کمک کرد. یافته های او در دهه 1940 اثربخشی الکترودهای زمینی با پوشش بتن را ثابت کرد. ارتش به سیستم اتصال زمین با مقاومت کم (5 اهم یا کمتر) برای سیستم های حفاظت در برابر صاعقه نصب شده در سایت های ذخیره مهمات و آتش سوزی خود در انبار مهمات Navajo در میله های پرچم در پایگاه نیروی هوایی Davis-Monthan در Tucson نیاز داشت.

Ufer طرح اولیه را برای یک الکترود زمین با پوشش بتنی توسعه داد که شامل میله‌های تقویت‌کننده ½ اینچی به طول 6 متر بود که در داخل و در نزدیکی قسمت پایینی پایه‌های بتنی به عمق 60 سانتیمتر برای ساختمان‌های ذخیره‌سازی مهمات قرار گرفته بودند. قرائت آزمایش در طول 20 سال مقادیر مقاومت ثابت 2 تا 5 اهم را نشان داد که نیازمندی دولت ایالات متحده در آن زمان را برآورده می کرد.

این کار در نهایت منجر به چیزی شد که ما به عنوان الکترود محصور در بتن در NEC می شناسیم. جزئیات بیشتر در مورد تحقیقات و یافته های Ufer در مقاله IEEE CP-978 ارائه شده است: "تحقیق و آزمایش الکترودهای زمین نوع پایه برای تاسیسات الکتریکی".

بر گرفته از مقاله آقای Michael Johnston

عضو کمیته NEC