Hvordan installere en jordstang

De fleste huseiere tenker aldri på jordingssystemet før noe går galt. En utløst bryter, et stekt apparat eller verre. Jordstangen er den delen av ditt elektriske system som ingen ser og nesten ingen snakker om, men den gjør virkelig arbeid hver gang det er en feil, en overspenning eller et lynnedslag i nærheten. Det er ikke vanskelig å få den riktig installert, men det er et par ting som tar folk på vakt første gang.

Denne veiledningen dekker hele installasjonen fra start til slutt, inkludert hva NEC faktisk krever, hvordan du skal håndtere hardt eller steinete underlag, og hvilke feil som mest sannsynlig vil koste deg senere.

Jordstanginstallasjon kjører ned i jord

Hvorfor jordstangen eksisterer

Her er den korte versjonen: elektrisitet vil alltid ha en vei til jord. Når alt fungerer normalt, flyter strømmen gjennom de varme ledningene dine, gjør jobben sin og går tilbake på nøytralen. Når noe svikter, som en ledning som løsner og berører et metallhus, må strømmen gå et annet sted. Hvis systemet ditt er riktig jordet, flyter det ufarlig ned i jorden og slår ut en bryter i prosessen. Hvis den ikke er jordet, flyter den gjennom den neste tilgjengelige banen. Den veien kan være deg.

Jordstenger håndterer også spenningsreferanseproblemet. Ditt forsyningsselskap jorder transformatorene deres. Hjemmet ditt må dele den samme referansen, ellers får du små, men reelle spenningsforskjeller mellom nøytral og jord som forårsaker flimring, skadet elektronikk og utstyr som oppfører seg merkelig. En riktig installert jordstang binder alt sammen.

NEC dekker alt dette i artikkel 250. Seksjon 250.53 er den delen som spesifikt regulerer hvordan jordstenger blir installert, og vi vil komme tilbake til det gjennom denne veiledningen.

Før du kjøper noe: Ring 811

Dette trinnet kommer først fordi folk hopper over det og deretter treffer en gassledning. Ring 811 minst to eller tre virkedager før den planlagte installasjonsdatoen. Det er den nasjonale "ring før du graver"-linjen i USA. Utility locators vil komme ut og merke nedgravde linjer i hagen din gratis. Jordstenger går flere meter ned i jorden, som er akkurat den dybden der nedgravde gassledninger og vannrør lever.

Hvis du er utenfor USA, har landet ditt en tilsvarende tjeneste. Finn den og bruk den.

Velge riktig stang

NEC setter et gulv her: stangen må være minst 8 fot lang og minst 5/8 tomme i diameter, med mindre den har en spesifikk liste som sier noe annet. De fleste jernvarebutikker har standard 8-fots, 5/8-tommers stenger, og de fungerer fint for de aller fleste boliginstallasjoner. Noen entreprenører strekker seg etter 10 fots stenger når de vet at det øverste jordlaget er tørt eller løst, siden den ekstra lengden hjelper til med å nå den mer ledende jorden under.

Det større spørsmålet er materiell. Du har tre reelle alternativer.

Solid kobberer premiumvalget. Den ruster ikke, den holder en tilkobling med lav-motstand i 50 år eller mer, og den yter bra selv om jordforholdene endrer seg rundt den. Ulempen er prisen. En solid kobberstang koster betydelig mer enn alternativene, og det er grunnen til at de fleste boliginstallasjoner ikke bruker den.

Kobber-belagt ståler det du finner hos de fleste elektriske forsyningshus og store boksbutikker. Stålkjernen gir den mekanisk styrke til å hamres gjennom tett jord uten å bøye seg, og kobberets ytre lag håndterer ledningsevnen. Det viktigste å sjekke når du kjøper kobber-kledde stenger, er bindingsprosessen. En riktig laget stang har kobberet molekylært bundet til stålet, ikke bare galvanisert over det. Hvis du bøyer en prøvestav og kobberlaget sprekker eller løfter seg i det hele tatt, er bindingen dårlig og stangen vil begynne å korrodere under jorden i løpet av få år. Victory ElectricKobberkledd jordingsstangbruker 99,9 % elektrolytisk kobber på en høy-stålkjerne og kommer i versjoner med flat-ende eller gjenget-ende, avhengig av installasjonen din.

Galvanisert ståler budsjettalternativet og NEC tillater det. Den holder seg fint i nøytral jord med rimelig fuktighet. Der den sliter er i sur grunn, som jord nær tungt organisk materiale eller industriområder, hvor sinkbelegget brytes ned raskere enn forventet. Hvis du vet at jorda er på den sure siden, bruk de ekstra pengene på kobber-kledd. Victory Electric lager også enGalvanisert jordstagmed varm-galvanisering for standardapplikasjoner.

En ting er NEC klar på: ingen armeringsjern. Den korroderer, den leder dårlig for jordingsformål, og enhver inspektør som er verdt saltet vil flagge den.

Hvis du gjør et prosjekt der jordingssystemet virkelig trenger å vare uten vedlikehold, for eksempel en fjernkommunikasjonsinstallasjon eller en permanent verktøystruktur, Victory ElectricsJordingsstang av solid kobberer verdt prisen. Den har et flatt drivhode og konisk spiss for installasjon og er designet for å pares med kobberslipte stangklemmer.

VICTORY Kobberkledd jordingsstang

Hva annet du trenger

En slegge i 4-pundsserien takler myk til middels jord uten store problemer. Hvis du har hard leire, tett komprimert grunn eller steinete jord, lei eller kjøp en borehammer med skjærestang. Festet er en hul stålhylse som passer over toppen av stangen og absorberer hammerslagene slik at du ikke slår direkte på stangen. Dette har betydning fordi en stang som får sopp på toppen er vanskeligere å klemme og svakere ved tilkoblingspunktet.

Jordingsklemmen er den delen som folk undervurderer. Den kobler stangen til kobbertråden som går til panelet ditt, og den tilbringer hele livet begravd under jorden i hvilken som helst fuktighet, surhet og mikrobiell aktivitet jorda din inneholder. En klemme som ikke er spesifikt vurdert for direkte nedgraving vil korrodere og miste kontakten i løpet av noen år, og du har ingen anelse før du faktisk tester systemet eller noe vondt skjer.

Standardtypen er en eikenøttklemme, oppkalt etter formen. Den må ha en UL-oppføring for direkte begravelse. Bruk de ekstra få dollarene her. Victory Electric lager enKobber jordstangklemmemed høy-kobberkonstruksjon for å motstå galvanisk korrosjon ved kontaktpunktet. Noen versjoner bruker en Hammerlock-design som skaper en permanent tilkobling med høy-ledningsevne i stedet for å stole på boltspenning alene.

Utover disse to elementene, trenger du kobberjordingsledning dimensjonert til NEC-tabell 250.66 (vanligvis 4 AWG for en 200-amp-tjeneste, 6 AWG for 100-amp), en ledningsfjerner og rør hvis ledningen vil løpe over nivå der den kan bli fysisk skadet.

Installasjon, trinn for trinn

Velge stedet

Nær hovedpanelet er målet. Jordingselektrodelederen (ledningen som går fra stangen tilbake til panelet) bør ta den mest direkte ruten som mulig, med så få bøyninger du klarer. Hver ekstra fot med ledning og hver unødvendig bøyning legger til impedans, noe som betyr mest under den raske forbigående strømmen til et lynnedslag.

Hold deg unna altfor tørr eller sandholdig grunn hvis du har noe valg i saken. Jord som holder på fuktighet året-leder bedre. En plass med litt skygge som ikke tørker ut om sommeren er virkelig å foretrekke fremfor en solrik plass med løs sandjord.

Hold stangen minst et par meter fra fundamentet ditt. Det er ikke en hard NEC-regel i de fleste jurisdiksjoner, men tilbakefylling av fundament er ofte inkonsekvent og drenerer dårlig. Jorden lenger unna har en tendens til å gi deg en mer pålitelig forbindelse.

Kjører stangen

Sett stangen vertikalt, spiss enden ned. Hvis jorda i det hele tatt er myk, kan du skyve spissen inn noen centimeter for hånd for å få den i gang rett. Ta deg god tid i den første foten fordi å fikse en dårlig vinkel senere betyr å trekke stangen ut og starte på nytt.

Kjør den ned med jevne slag. Hvis du treffer motstand, ikke begynn å hamre hardere på samme sted umiddelbart. Ta en pause, sjekk at stangen fortsatt er rett, og fortsett så. Stenger som er av-vertikale til og med 10 eller 15 grader, har en tendens til å møte mer motstand etter hvert som de går dypere.

Toppen av stangen må havne i flukt med bakkeoverflaten eller under den. NEC Section 250.53(G) krever 8 fot med stang i kontakt med jorda. For en standard 8-fotsstang betyr det at den går helt inn. Hvis du forlater 6 tommer over bakken, har du nå bare 7,5 fot i bakken, og du er allerede ikke-kompatibel.

Når stangen stopper kort

Steinete jord stopper mange stenger før de når 8 fot. Her er alternativene dine under NEC:

Vinkel stangen opp til 45 grader fra vertikalen og fortsett å kjøre. Dette lar ofte spissen jobbe rundt et stein- eller hardpan-lag. Stangen trenger fortsatt 8 fot jordkontakt målt langs lengden, ikke bare den vertikale dybden, så sjekk regnestykket.

Hvis fiske ikke fungerer, kan du legge stanga horisontalt i en grøft på minst 30 tommer dyp. Dette er en legitim siste utvei under koden, ikke en løsning. Grav grøften, legg stangen, fyll den på igjen og gjør tilkoblingen slik du ville gjort for en vertikal installasjon.

I områder med vedvarende hardhet eller dårlig jordledningsevne bruker noen installatører jordforbedringsmateriale. Det er en ledende forbindelse som helles rundt stangen for å forbedre kontaktområdet og bidra til å holde på fuktigheten. For å bruke den, graver du hullet litt bredere enn stangdiameteren, blander blandingen til en slurry i henhold til instruksjonene, hell den i, sett deretter stangen og fyll på normalt.

Koble til ledningen

Fest jordingsklemmen til toppen av stangen. Få det stramt. Denne forbindelsen er underjordisk, og du vil ikke se den igjen. En løs klemme er det vanligste feilpunktet i jordingssystemer i boliger og en av de vanskeligste tingene å diagnostisere i ettertid.

Kjør kobbertråden fra klemmen til panelet. Der den går over stigning, beskytt den med rør. Tråden bør ikke stiftes til siden av huset ditt uten beskyttelse. Stien bør være så direkte som du kan gjøre den, bøy forsiktig der svinger er uunngåelige, og aldri ha en skarp 90-graders sving.

På panelet

Slå av hovedbryteren. Dette er viktig, men det er ikke det samme som å gjøre panelet dødt. Serviceinngangslederne som kommer inn fra verktøyet på toppen av panelet er fortsatt strømførende uavhengig av hvilken posisjon hovedbryteren er i. Ikke berør disse ledningene. Hvis installasjonen din krever arbeid i nærheten av dem, leie en autorisert elektriker.

Før ledningen gjennom en knockout på bunnen av panelet, fjern ca. 3/4 tommers isolasjon fra enden, og koble den til jordingsskinnen. Stram terminalskruen godt til. I et hovedservicepanel er jordingsbussen og den nøytrale bussen bundet sammen. I et underpanel må de forbli separate, som er en annen installasjon med andre regler.

Det andre stangspørsmålet

NEC seksjon 250.53 krever at en enkelt jordingsstang oppnår 25 ohm eller mindre motstand mot jord. Å teste den motstanden krever utstyr de fleste huseiere ikke har. Kodens praktiske løsning er enkel: installer en andre stang. Når du har to stenger minst 6 fot fra hverandre og bundet sammen med kobbertråd, aksepterer koden installasjonen uten at du faktisk må måle motstanden.

Dette er ikke bare en kodeteknisk sak. To stenger med god avstand fra hverandre gir deg virkelig bedre ytelse, fordi de får tilgang til forskjellige mengder jord. Minimumsavstanden på 6 fot er et gulv, ikke et mål. 10 eller 12 fot er bedre. Stenger plassert for nært deler overlappende soner med innflytelse og mister mesteparten av fordelen med å ha to.

Merknader om jordtype

Steinete grunner dekket ovenfor. Vinkel først, deretter vannrett om nødvendig.

Sandholdig eller tørr jorder vanlig i sørvest og i områder med raskt-drenerende jord. Problemet er at tørr sand har svært høy elektrisk motstand. Gå dypere hvis du kan, siden jorda under det tørre overflatelaget vanligvis er mer ledende. Jordforbedringsmateriale hjelper også her.

Leireer lett å jobbe med elektrisk (den holder på fuktighet og leder godt) men vanskelig å kjøre gjennom mekanisk. Vanning av området før og under installasjon mykner det. Noen få centimeter fremgang, hell deretter en bøtte med vann ned i hullet, vent noen minutter og fortsett. Det er tregt, men det fungerer.

Noen få ting som ofte går galt

Stangen er ikke dyp nok.Det vanligste problemet. Åtte fot er minimum NEC tillater, ikke et forslag. Hvis stangen stoppet ved 5 eller 6 fot fordi jorden ble hard, er installasjonen ikke ferdig.

Feil klemme.En standard bjelkeklemme eller uklassifisert maskinvarekontakt vil korrodere under jorden. Klemmen må være oppført spesielt for direkte nedgraving.

For mange bøyninger i ledningen.Hold jordingsledningens bane så rett som praktisk mulig. En opprullet eller overdrevent bøyd GEC fungerer ikke så godt som en direkte kjøring, spesielt under forbigående hendelser.

Stang installert inne i bygningen.Noen kodesituasjoner tillater at en stang drives gjennom et kjellergulv ned i jorden under. Stopp inne i betongplaten teller ikke. Stangen trenger faktisk jordkontakt.

To stenger for nær hverandre.Mindre enn 6 fot fra hverandre oppfyller ikke koden og gir deg ikke den elektriske fordelen du er ute etter.

Tillatelser

De fleste jurisdiksjoner krever tillatelse for dette arbeidet. Det er vanligvis en enkel prosess, avgiften er liten, og inspeksjonen gir deg et uavhengig sett med øyne som bekrefter at installasjonen er riktig. Kontakt din lokale AHJ før du starter. Noen områder har kodeendringer som skiller seg fra den grunnleggende NEC, og å vite om dem på forhånd sparer bryet med å gjøre om arbeidet.

Innpakning

En riktig installert jordstang er usynlig når den er ferdig. Det er poenget. Den sitter under jorden, rolig koblet til panelet ditt, og enten har det elektriske systemet ditt aldri en alvorlig feil, eller så gjør det det og jordstangen håndterer det slik det skal.

Tingene det er verdt å ta hensyn til er stangmaterialet og kvaliteten, klemmenes vurdering, dybden og wirebanen. Ingen av dem er kompliserte, men å hoppe over hjørner på noen av dem skaper et system som ser bra ut og yter dårlig. Bruk en riktig festet kobber-kledd eller solid kobberstang, bruk en -klassifisert klemme, få den til 8 fot, og trekk ledningen rett.