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 .
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 документе, представленном на Западной технической конференции IEEE Appliance в 1963 году . Правила электробезопасности (NEC) 1968 года. Его не требовалось использовать при наличии водопроводной трубы или другого заземляющего электрода . 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 Уфера» стал синонимом использования любого типа заземляющего проводника в бетоне, независимо от того, соответствует ли он оригинальной схеме заземления Уфера или нет. [3]
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 в какой-либо конкретной области.
Заземление Ufer указанных минимальных размеров признано Национальным электротехническим кодексом 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]