Як встановити стрижень заземлення

Більшість домовласників ніколи не замислюються про свою систему заземлення, поки щось не піде не так. Спрацював автоматичний вимикач, засмажив прилад або ще гірше. Заземлювальний стрижень — це частина вашої електричної системи, яку ніхто не бачить і про яку майже ніхто не говорить, але вона справляє реальну роботу щоразу, коли виникає несправність, стрибок напруги або поблизу удар блискавки. Правильно встановити його неважко, але є кілька речей, які застають людей зненацька з першого разу.

Цей посібник охоплює повну установку від початку до кінця, включаючи те, що насправді вимагає NEC, як поводитися з твердим або кам’янистим ґрунтом і які помилки, найімовірніше, коштуватимуть вам пізніше.

Заглиблення заземлюючої установки в грунт

Чому існує заземлювач

Ось коротка версія: електриці завжди потрібен шлях до землі. Коли все працює нормально, струм тече через гарячі дроти, виконує свою роботу та повертається на нейтраль. Коли щось виходить з ладу, як-от дріт, що від’єднується та торкається металевого корпусу приладу, струм потрібно кудись пустити. Якщо ваша система належним чином заземлена, вона нешкідливо тече в землю та спрацьовує вимикач у процесі. Якщо він не заземлений, він тече через наступний доступний шлях. Таким шляхом можете бути ви.

Заземлюючі стрижні також вирішують проблему опорної напруги. Ваша комунальна компанія заземлює свої трансформатори. Ваш дім має використовувати той самий еталонний сигнал, інакше ви отримаєте невеликі, але реальні різниці напруги між нейтраллю та землею, що спричинить мерехтіння, пошкодження електроніки та обладнання, яке поводиться дивно. Правильно встановлений стрижень заземлення з’єднує все разом.

NEC охоплює все це в статті 250. Розділ 250.53 є частиною, яка конкретно регулює встановлення заземлюючих стрижнів, і ми повернемося до нього в цьому посібнику.

Перш ніж щось купити: зателефонуйте 811

Цей крок став першим, тому що люди пропускають його, а потім потрапляють на газопровід. Зателефонуйте за номером 811 принаймні за два-три робочі дні до запланованої дати встановлення. Це національна лінія «зателефонуй, перш ніж копати» в США. Локатори комунальних служб виїдуть і безкоштовно позначать закопані лінії у вашому дворі. Заземлюючі стрижні заглиблюються в землю на кілька футів, а це саме та глибина, де розташовані закопані газопроводи та водопровідні труби.

Якщо ви перебуваєте за межами США, у вашій країні є еквівалентна послуга. Знайдіть і використовуйте.

Вибір правильного стрижня

Тут NEC встановлює нижню межу: вудилище має бути принаймні 8 футів у довжину та принаймні 5/8 дюйма в діаметрі, якщо в конкретному списку не зазначено інше. У більшості будівельних магазинів є стандартні 8-футові 5/8-дюймові стрижні, і вони добре працюють для переважної більшості житлових установок. Деякі підрядники тягнуться до 10-футових стрижнів, коли знають, що верхній шар ґрунту сухий або пухкий, оскільки додаткова довжина допомагає дістатися до більш провідного ґрунту під ним.

Більше питання – матеріальне. У вас є три реальних варіанти.

Цільна мідьє преміальним вибором. Він не іржавіє, зберігає низький{1}}опір з’єднання протягом 50 і більше років і добре працює, навіть коли ґрунт навколо нього змінюється. Недоліком є ​​ціна. Суцільний мідний стрижень коштує значно дорожче, ніж інші альтернативи, тому більшість житлових приміщень його не використовують.

Обміднена-стальце те, що ви знайдете в більшості будинків електропостачання та великих магазинів. Сталевий сердечник надає йому механічної міцності, щоб пробивати його крізь щільний ґрунт без згинання, а мідний зовнішній шар забезпечує провідність. Головне, на що слід звернути увагу, купуючи-плаковані міддю стрижні, — це процес з’єднання. Правильно виготовлений стрижень має мідь, молекулярно зв’язану зі сталлю, а не просто нанесену на неї гальванічним покриттям. Якщо ви зігнете зразковий стрижень і мідний шар трісне або взагалі підніметься, зв’язок поганий і стрижень почне кородувати під землею протягом кількох років. Електрик ПеремогиЗаземлюючий стрижень із мідним покриттямвикористовує 99,9% електролітичної міді на сердечнику з високої-сталі та поставляється у версіях із плоским-кінцем або різьбовим-кінцем залежно від вашої установки.

Оцинкована стальце бюджетний варіант, і NEC це дозволяє. Добре зберігається на нейтральному ґрунті з достатньою вологістю. Там, де він бореться, так це в кислому ґрунті, як-от ґрунт поблизу важкої органіки або промислових об’єктів, де цинкове покриття руйнується швидше, ніж очікувалося. Якщо ви знаєте, що ваш ґрунт кислий, витратите додаткові гроші на мідне -плакування. Victory Electric також виготовляє aОцинкований стрижень заземленняіз гарячим-цинкуванням для стандартних застосувань.

Одна річ NEC чітка: жодної арматури. Він піддається корозії, погано проводить заземлення, і будь-який інспектор, вартий їх солі, помітить це.

Якщо ви виконуєте проект, де система заземлення справді потребує тривалого терміну служби без обслуговування, наприклад, віддалена комунікаційна установка або постійна інженерна структура, компанія Victory ElectricСуцільний мідний заземлюючий стриженьвартий вартості. Він має плоску головку приводу та конічну точку для встановлення та призначений для з’єднання з мідними затискачами заземлення.

Заземлюючий стрижень VICTORY з мідним покриттям

Що ще вам потрібно

Кувалда в діапазоні 4 фунтів справляється з м’яким і середнім ґрунтом без особливих проблем. Якщо у вас тверда глина, щільний ущільнений ґрунт або кам’янистий ґрунт, візьміть напрокат або купіть перфоратор із насадкою для забивання ґрунту. Насадка являє собою порожнисту сталеву втулку, яка надягає верхню частину вудилища та поглинає удари молотка, щоб ви не били прямо по вудилищу. Це важливо, тому що стрижень, який має грибоподібну форму вгорі, важче затиснути і слабший у точці з’єднання.

Затискач заземлення - це частина, яку люди недооцінюють. Він з’єднує стрижень із мідним дротом, який проходить до вашої панелі, і проводить весь свій термін служби під землею в будь-якій вологості, кислотності та мікробній активності вашого ґрунту. Затискач, який спеціально не призначений для прямого закопування, піддасться корозії та втратять контакт через кілька років, і ви не матимете жодного уявлення, доки не перевірите систему, або трапиться щось погане.

Стандартним типом є затискач для жолудів, названий за формою. Він повинен мати список UL для прямого поховання. Витратьте зайві кілька доларів тут. Victory Electric виробляє aЗатискач мідного заземлювачаз -високочистою мідною конструкцією для захисту від гальванічної корозії в точці контакту. Деякі версії використовують конструкцію Hammerlock, яка створює постійне з’єднання з високою-провідністю, а не покладається лише на натяг болта.

Крім цих двох пунктів, вам знадобиться мідний дріт заземлення розміром відповідно до таблиці NEC 250.66 (зазвичай 4 AWG для 200-амперної служби, 6 AWG для 100-амперної), засіб для зачистки дроту та канал, якщо дріт буде проходити вище рівня, де він може бути фізично пошкоджений.

Монтаж, крок за кроком

Вибір місця

Близько до головної панелі знаходиться ціль. Провід заземлюючого електрода (дріт, який тягнеться від стрижня назад до панелі) має проходити якомога прямим шляхом, з якомога меншою кількістю вигинів. Кожен додатковий фут дроту та кожен непотрібний вигин додає імпеданс, що має найбільше значення під час швидкого перехідного струму удару блискавки.

Уникайте надмірно сухої або піщаної землі, якщо у вас є вибір. Ґрунт, який утримує деяку кількість вологи протягом року-проводить краще. Місце з невеликою кількістю тіні, яке не висихає влітку, справді краще, ніж сонячне місце з пухким піщаним ґрунтом.

Тримайте стрижень принаймні на пару футів від фундаменту. Це не є жорстким правилом NEC у більшості юрисдикцій, але засипка фундаменту часто є непослідовною та має поганий дренаж. Грунт, який знаходиться далі, забезпечує більш надійне з’єднання.

Ведення штанги

Встановіть стрижень вертикально, гострим кінцем вниз. Якщо ваш ґрунт зовсім м’який, ви можете втиснути кінчик на кілька дюймів рукою, щоб почати рівно. Не поспішайте на першому етапі, тому що виправлення неправильного кута пізніше означає витягнути вудку та почати спочатку.

Збивайте його рівномірними ударами. Якщо ви натрапили на опір, не починайте негайно бити сильніше в те саме місце. Зробіть паузу, переконайтеся, що вудилище все ще рівне, а потім продовжуйте. Вудилища, відхилені-від вертикалі навіть на 10 або 15 градусів, як правило, зустрічають більший опір, коли вони занурюються глибше.

Верхівка стрижня повинна бути на одному рівні з поверхнею землі або під нею. Розділ NEC 250.53(G) вимагає 8 футів стрижня в контакті з ґрунтом. Для стандартного 8--футового вудилища це означає, що воно входить до кінця. Якщо ви залишите 6 дюймів над рівнем, тепер у вас буде лише 7,5 футів у землі, і ви вже не відповідаєте вимогам.

Коли штанга зупиняється

Кам'янистий ґрунт зупиняє багато вудилищ, перш ніж вони досягнуть 8 футів. Ось ваші варіанти в рамках NEC:

Нахиліть вудку під кутом до 45 градусів від вертикалі та продовжуйте рух. Це часто дозволяє наконечнику працювати навколо каменю або шару хардпану. Вудилище все ще потребує 8 футів контакту з ґрунтом, виміряних уздовж його довжини, а не лише вертикальної глибини, тому перевірте свою математику.

Якщо риболовля не працює, ви можете покласти вудку горизонтально в траншею глибиною не менше 30 дюймів. Відповідно до коду це законний крайній засіб, а не обхідний шлях. Викопайте траншею, покладіть стрижень, засипте його та зробіть з’єднання, як для вертикальної установки.

У місцях зі стійкою твердістю або поганою електропровідністю ґрунту деякі монтажники використовують матеріал для покращення ґрунту. Це провідна суміш, яка наливається навколо стрижня, щоб покращити контактну площу та допомогти утримувати вологу. Щоб використовувати його, викопайте яму трохи ширше діаметра стрижня, змішайте суміш у суспензію відповідно до інструкцій, залийте її, потім посадіть стрижень і засипте звичайним способом.

Підключення дроту

Прикріпіть затискач заземлення до верхньої частини стрижня. Затягніть його. Цей зв'язок є підземним, і ви більше його не побачите. Ослаблений затискач є найпоширенішою точкою збою в системах заземлення житлових будинків і однією з найскладніших речей, які діагностувати після факту.

Проведіть мідний дріт від затискача до панелі. Там, де він проходить вище рівня, захистіть його трубою. Дріт не можна прикріплювати скобами до стіни вашого будинку без захисту. Шлях має бути настільки прямим, наскільки це можливо, згинати плавно там, де поворотів не уникнути, і ніколи не мати різких поворотів на 90 градусів.

На Панелі

Вимкніть головний вимикач. Це важливо, але це не те саме, що зробити панель мертвою. Провідники службового входу, що йдуть від комунальної мережі у верхній частині панелі, все ще знаходяться під напругою незалежно від того, в якому положенні знаходиться ваш головний вимикач. Не торкайтеся цих проводів. Якщо ваша установка вимагає роботи поруч із ними, найміть ліцензованого електрика.

Протягніть провід через отвір у нижній частині панелі, зніміть ізоляцію приблизно на 3/4 дюйма з кінця та підключіть його до шини заземлення. Міцно затягніть гвинт клеми. У головній панелі обслуговування шини заземлення та нейтралі з’єднані разом. У підпанелі вони повинні залишатися окремими, що є іншою установкою з іншими правилами.

Питання другого стрижня

Розділ 250.53 NEC вимагає, щоб один стрижень заземлення мав опір землі 25 Ом або менше. Перевірка стійкості вимагає обладнання, якого немає у більшості домовласників. Практичне рішення коду просте: встановити другий стрижень. Якщо у вас є два стрижні на відстані щонайменше 6 футів один від одного та з’єднані разом мідним дротом, код приймає установку, не вимагаючи фактичного вимірювання опору.

Це не просто технічний код. Дві штанги, розташовані на великій відстані один від одного, справді забезпечують кращу продуктивність, оскільки вони мають доступ до різних об’ємів ґрунту. Мінімальна відстань у 6 футів – це підлога, а не ціль. 10 або краще 12 футів. Стрижні, розміщені занадто близько, ділять зони впливу, що перекриваються, і втрачають більшість переваг наявності двох.

Примітки щодо типу ґрунту

Кам'янистий грунтописано вище. Спочатку кут, потім горизонтально, якщо потрібно.

Піщаний або сухий грунтпоширений на південному заході та в районах із швидко{0}}осушуючими ґрунтами. Проблема в тому, що сухий пісок має дуже високий електричний опір. Якщо можете, заглибтеся, оскільки ґрунт під сухим поверхневим шаром зазвичай є більш електропровідним. Тут також допомагає матеріал для укріплення землі.

глиназ ним легко працювати електрично (він утримує вологу та добре проводить), але важко проходити механічно. Полив до і під час установки пом'якшує її. Кілька дюймів прогресу, потім вилийте відро води в яму, зачекайте кілька хвилин і продовжуйте. Це повільно, але працює.

Декілька речей, які зазвичай йдуть не так

Стрижень недостатньо глибокий.Єдина найпоширеніша проблема. Вісім футів — це мінімум, який дозволяє NEC, а не пропозиція. Якщо стрижень зупинився на 5 або 6 футах, тому що ґрунт став твердим, встановлення не виконано.

Неправильний затискач.Стандартний балковий затискач або апаратний з’єднувач без номінальних характеристик піддадуться корозії під землею. Затискач повинен бути вказаний спеціально для прямого закопування.

Забагато вигинів дроту.Тримайте шлях заземлюючого дроту максимально прямим. Згорнутий або надмірно зігнутий GEC не працює так добре, як прямий запуск, особливо під час перехідних подій.

Штанга встановлена ​​всередині будівлі.У деяких ситуаціях з кодом допускається введення стрижня через підлогу підвалу в ґрунт. Зупинка всередині бетонної плити не зараховується. Стрижня потребує фактичного контакту з ґрунтом.

Два стрижня занадто близько один до одного.Відстань менше 6 футів один від одного не відповідає нормам і не дає вам бажаної електричної переваги.

Дозволи

Більшість юрисдикцій вимагають дозволу на цю роботу. Зазвичай це простий процес, плата невелика, а перевірка дає вам незалежний набір очей, що підтверджує правильність встановлення. Перед початком зверніться до місцевого AHJ. Деякі регіони мають поправки до коду, які відрізняються від базового NEC, і знання про них заздалегідь позбавляє від клопоту повторної роботи.

Підведення підсумків

Правильно встановлений стрижень заземлення стає невидимим після того, як це зроблено. Це суть. Він знаходиться під землею, тихо підключений до вашої панелі, і або ваша електрична система ніколи не має серйозної несправності, або вона є, і заземлюючий стержень справляється з нею так, як йому належить.

Варто звернути увагу на матеріал і якість стрижня, потужність затиску, глибину та шлях дроту. Жоден із них не є складним, але пропускання поворотів на будь-якому з них створює систему, яка виглядає добре, але працює погано. Використовуйте належним чином з’єднаний мідний-плакований або суцільний мідний стрижень, використовуйте затиск-для поховання, підведіть його до 8 футів і протягніть дріт прямо.