Hoe een aardstaaf te installeren

De meeste huiseigenaren denken nooit aan hun aardingssysteem totdat er iets misgaat. Een kapotte stroomonderbreker, een kapot apparaat of erger. De aardingsstaaf is het deel van uw elektrische systeem dat niemand ziet en waar bijna niemand over praat, maar het doet echt werk elke keer als er een storing, een overspanning of een blikseminslag in de buurt is. Het correct installeren is niet moeilijk, maar er zijn een paar dingen die mensen de eerste keer overrompelen.

Deze handleiding behandelt de volledige installatie van begin tot eind, inclusief wat de NEC feitelijk nodig heeft, hoe om te gaan met harde of rotsachtige grond en welke fouten u later waarschijnlijk de meeste kosten gaan kosten.

Grondstaafinstallatie die in de grond rijdt

Waarom de aardstaaf bestaat

Hier is de korte versie: elektriciteit wil altijd een pad naar de aarde. Wanneer alles normaal werkt, stroomt de stroom door uw hete draden, doet zijn werk en keert terug naar de nulleider. Als er iets kapot gaat, bijvoorbeeld als een draad losraakt en een metalen behuizing raakt, moet de stroom ergens anders heen. Als uw systeem op de juiste manier is geaard, stroomt het onschadelijk de aarde in en schakelt daarbij een onderbreker uit. Als het niet geaard is, stroomt het door het volgende beschikbare pad. Dat pad zou jij kunnen zijn.

Aardstaven behandelen ook het spanningsreferentieprobleem. Uw nutsbedrijf aardt zijn transformatoren. Je huis moet dezelfde referentie delen, anders krijg je kleine maar reële spanningsverschillen tussen neutraal en aarde die flikkeringen, beschadigde elektronica en apparatuur veroorzaken die zich vreemd gedraagt. Een goed geïnstalleerde aardpen verbindt alles met elkaar.

De NEC behandelt dit allemaal in artikel 250. Sectie 250.53 is het deel dat specifiek regelt hoe aardingsstaven worden geïnstalleerd, en we komen er in deze gids op terug.

Voordat u iets koopt: bel 811

Deze stap komt op de eerste plaats omdat mensen deze overslaan en dan tegen een gasleiding aanlopen. Bel minimaal twee of drie werkdagen vóór de geplande installatiedatum 811. Het is de nationale ‘call before you dig’-lijn in de VS. Nutszoekers komen tevoorschijn en markeren gratis ondergrondse lijnen in uw tuin. Aardstaven gaan enkele meters de aarde in, wat precies de diepte is waar ondergrondse gasleidingen en waterleidingen zich bevinden.

Als u zich buiten de VS bevindt, heeft uw land een gelijkwaardige service. Vind het en gebruik het.

Het kiezen van de juiste hengel

De NEC stelt hier een norm: de hengel moet minimaal 2,5 meter lang zijn en minimaal 5/8 inch in diameter, tenzij er een specifieke vermelding op staat die anders zegt. De meeste bouwmarkten hebben standaard 8-foot, 5/8-inch staven op voorraad, en die werken prima voor de overgrote meerderheid van residentiële installaties. Sommige aannemers grijpen naar hengels van 3 meter als ze weten dat de bovenste laag grond droog of los is, omdat de extra lengte helpt de meer geleidende grond eronder te bereiken.

De grotere vraag is van materiële aard. Je hebt drie echte opties.

Massief koperis de premium keuze. Het roest niet, het heeft een verbinding met lage- weerstand gedurende 50 jaar of langer, en het presteert goed, zelfs als de bodemgesteldheid eromheen verandert. Het nadeel is de prijs. Een massieve koperen staaf kost aanzienlijk meer dan de alternatieven, en daarom gebruiken de meeste residentiële installaties deze niet.

Met koper-bekleed staalis wat u bij de meeste elektriciteitswinkels en grote winkels zult vinden. De stalen kern geeft het de mechanische kracht om zonder te buigen door dichte grond te worden gehamerd, en de koperen buitenlaag zorgt voor de geleidbaarheid. Het belangrijkste waar u op moet letten bij het kopen van met koper-beklede staven is het verbindingsproces. Bij een goed gemaakte staaf is het koper moleculair gebonden aan het staal, en niet alleen eroverheen gegalvaniseerd. Als je een monsterstaaf buigt en de koperlaag scheurt of helemaal loslaat, is de hechting slecht en zal de staaf binnen een paar jaar ondergronds gaan corroderen. Victory ElectricMet koper beklede aardingsstaafmaakt gebruik van 99,9% elektrolytisch koper op een stalen kern met hoge- sterkte en wordt geleverd in versies met platte- uiteinden of met schroefdraad-, afhankelijk van uw installatie.

Gegalvaniseerd staalis de budgetoptie en de NEC staat dit toe. Hij houdt zich prima in neutrale grond met redelijk vocht. Waar het het moeilijk heeft, is in zure grond, zoals grond in de buurt van zwaar organisch materiaal of industriële locaties, waar de zinklaag sneller afbreekt dan verwacht. Als u weet dat uw grond aan de zure kant is, geef dan het extra geld uit aan koper-clad. Victory Electric maakt ook eenGegalvaniseerde grondstaafmet thermisch verzinken- voor standaardtoepassingen.

Over één ding is NEC duidelijk: geen wapening. Het corrodeert, het geleidt slecht voor aardingsdoeleinden, en elke inspecteur die zijn geld waard is, zal het markeren.

Als u een project uitvoert waarbij het aardingssysteem echt zonder onderhoud moet meegaan, zoals een installatie voor communicatie op afstand of een permanente nutsvoorziening, dan is Victory Electric'sMassief koperen aardingsstaafis de kosten waard. Het heeft een platte aandrijfkop en een conisch punt voor installatie en is ontworpen om te combineren met koperen aardpenklemmen.

OVERWINNING Met koper beklede aardingsstaaf

Wat je nog meer nodig hebt

Een voorhamer in het bereik van 4 pond verwerkt zonder veel problemen zachte tot middelzware grond. Als u harde klei, dichte verdichte grond of rotsachtige grond heeft, huur of koop dan een boorhamer met een grondstangaandrijfhulpstuk. Het opzetstuk is een holle stalen huls die over de bovenkant van de stang past en de hamerslagen absorbeert zodat je niet direct op de stang slaat. Dit is van belang omdat een staaf die aan de bovenkant als paddestoelen uit de grond schiet, moeilijker vast te klemmen is en zwakker is op het verbindingspunt.

De aardingsklem is het onderdeel dat mensen onderschatten. Het verbindt de staaf met de koperdraad die naar uw paneel loopt, en brengt zijn hele leven ondergronds door, ongeacht het vocht, de zuurgraad en de microbiële activiteit die uw bodem bevat. Een klem die niet specifiek geschikt is voor directe ingraving zal binnen een paar jaar gaan roesten en het contact verliezen, en u zult er geen idee van hebben totdat u het systeem daadwerkelijk test of er iets ergs gebeurt.

Het standaardtype is een eikelklem, genoemd naar de vorm. Het moet een UL-lijst hebben voor directe begrafenis. Besteed de extra paar dollars hier. Victory Electric maakt eenKoperen aardingsklemmet een koperen constructie met een hoge-zuiverheid om galvanische corrosie op het contactpunt te weerstaan. Sommige versies gebruiken een Hammerlock-ontwerp dat een permanente verbinding met een hoge- hoge geleidbaarheid creëert, in plaats van alleen op boutspanning te vertrouwen.

Naast deze twee items heeft u een koperen aarddraad nodig die voldoet aan NEC Tabel 250.66 (doorgaans 4 AWG voor een dienst van 200 ampère, 6 AWG voor 100 ampère), een draadstripper en een kabelbuis als de draad boven het niveau loopt waar deze fysiek beschadigd kan raken.

Installatie, stap voor stap

Het kiezen van de plek

Dicht bij het hoofdpaneel is het doel. De aardelektrodegeleider (de draad die van de staaf terug naar het paneel loopt) moet de meest directe route volgen, met zo weinig mogelijk bochten. Elke extra meter draad en elke onnodige bocht voegt impedantie toe, wat het belangrijkst is tijdens de snelle transiënte stroom van een blikseminslag.

Blijf uit de buurt van extreem droge of zanderige grond als u enige keuze heeft. Bodem die het hele jaar door wat vocht vasthoudt,-geleidt beter. Een plek met wat schaduw die in de zomer niet uitdroogt, verdient echt de voorkeur boven een zonnige plek met losse zandgrond.

Houd de hengel minstens een paar meter van uw fundering verwijderd. Het is in de meeste rechtsgebieden geen harde NEC-regel, maar het opvullen van funderingen is vaak inconsistent en loopt slecht af. De grond verder weg geeft u doorgaans een betrouwbaardere verbinding.

Het besturen van de stang

Plaats de staaf verticaal, met het puntige uiteinde naar beneden. Als uw grond helemaal zacht is, kunt u de punt met de hand een paar centimeter indrukken om hem recht te laten beginnen. Neem de tijd bij de eerste voet, want het later corrigeren van een slechte hoek betekent dat je de hengel eruit moet trekken en opnieuw moet beginnen.

Drijf het neer met regelmatige slagen. Als u weerstand ondervindt, begin dan niet meteen harder op dezelfde plek te hameren. Pauzeer, controleer of de stang nog steeds recht is en ga dan verder. Hengels die zelfs maar 10 of 15 graden uit de verticale richting staan, ondervinden doorgaans meer weerstand naarmate ze dieper gaan.

De bovenkant van de hengel moet gelijk liggen met het grondoppervlak of eronder. NEC Sectie 250.53(G) vereist een staaf van 2,5 meter in contact met de grond. Voor een standaard hengel van 2,5 meter betekent dit dat hij helemaal naar binnen gaat. Als je 15 centimeter boven de grond uitkomt, heb je nu nog maar 2,5 meter in de grond en ben je al niet-conform.

Wanneer de hengel kort stopt

Rotsachtige grond houdt veel hengels tegen voordat ze 2,5 meter bereiken. Dit zijn uw opties onder de NEC:

Draai de hengel tot 45 graden ten opzichte van de verticale stand en blijf rijden. Hierdoor kan de punt vaak rond een steen- of hardpanlaag werken. De hengel heeft nog steeds 2,5 meter grondcontact nodig, gemeten over de lengte, niet alleen de verticale diepte, dus controleer je berekeningen.

Als vissen niet werkt, kunt u de hengel horizontaal in een greppel van minimaal 30 centimeter diep leggen. Dit is volgens de code een legitiem laatste redmiddel en geen oplossing. Graaf de greppel, leg de staaf, vul hem op en maak de verbinding zoals u dat bij een verticale installatie zou doen.

In gebieden met aanhoudende hardheid of een slechte geleidbaarheid van de bodem gebruiken sommige installateurs grondverbeteringsmateriaal. Het is een geleidende verbinding die rond de staaf wordt gegoten om het contactoppervlak te verbeteren en vocht vast te houden. Om het te gebruiken, graaf het gat iets breder dan de diameter van de staaf, meng het mengsel tot een slurry volgens de instructies, giet het erin, plaats dan de staaf en vul het normaal op.

De draad aansluiten

Bevestig de aardingsklem aan de bovenkant van de stang. Maak het strak. Deze verbinding is ondergronds en zie je niet meer terug. Een losse klem is het meest voorkomende storingspunt in aardingssystemen in woningen en een van de moeilijkste dingen om achteraf te diagnosticeren.

Leid de koperdraad van de klem naar het paneel. Waar het boven de grond loopt, bescherm het met een leiding. De draad mag niet zonder bescherming aan de zijkant van uw huis worden geniet. Het pad moet zo direct mogelijk zijn, licht buigen waar bochten onvermijdelijk zijn en nooit een scherpe bocht van 90 graden maken.

Bij het Paneel

Schakel de hoofdonderbreker uit. Dit is belangrijk, maar het is niet hetzelfde als het paneel dood maken. De geleiders van de dienstingang die binnenkomen via de nutsvoorziening bovenaan het paneel staan ​​nog steeds onder spanning, ongeacht in welke positie uw hoofdonderbreker zich bevindt. Raak deze draden niet aan. Als u voor uw installatie in de buurt moet werken, huur dan een erkende elektricien in.

Leid de draad door een uitbreekopening aan de onderkant van het paneel, strip ongeveer 3/4 inch isolatie van het uiteinde en sluit deze aan op de aardingsrail. Draai de aansluitschroef stevig vast. In een hoofdservicepaneel zijn de aardingsbus en de neutrale bus met elkaar verbonden. In een subpaneel moeten ze gescheiden blijven, wat een andere installatie is met andere regels.

De tweede staafvraag

NEC Sectie 250.53 vereist dat een enkele aardstaaf een weerstand van 25 ohm of minder ten opzichte van de aarde bereikt. Om die weerstand te testen is apparatuur nodig die de meeste huiseigenaren niet hebben. De praktische oplossing van de code is eenvoudig: installeer een tweede staaf. Zodra je twee staven hebt die minimaal 1,80 meter uit elkaar liggen en aan elkaar zijn verbonden met koperdraad, accepteert de code de installatie zonder dat je de weerstand daadwerkelijk hoeft te meten.

Dit is niet alleen een codetechnisch detail. Twee ver uit elkaar geplaatste hengels geven je echt betere prestaties, omdat ze toegang krijgen tot verschillende hoeveelheden grond. De minimale afstand van 1,80 meter is een vloer, geen doelwit. 10 of 12 meter is beter. Te dichtbij geplaatste staven delen overlappende invloedszones en verliezen het grootste deel van het voordeel van het hebben van twee.

Opmerkingen over bodemtype

Rotsachtige grondvalt hierboven. Eerst in een hoek, daarna horizontaal indien nodig.

Zandige of droge grondkomt veel voor in het zuidwesten en in gebieden met snel-doorlatende grond. Het probleem is dat droog zand een zeer hoge elektrische weerstand heeft. Ga dieper als je kunt, omdat de grond onder de droge oppervlaktelaag meestal beter geleidend is. Ook hier helpt grondverbeteringsmateriaal.

Kleiis elektrisch makkelijk te verwerken (houdt vocht vast en geleidt goed) maar mechanisch moeilijk door te rijden. Door het gebied voor en tijdens de installatie water te geven, wordt het zachter. Een paar centimeter vooruitgang, giet dan een emmer water in het gat, wacht een paar minuten en ga door. Het is langzaam, maar het werkt.

Een paar dingen die vaak fout gaan

Stang niet diep genoeg.Het meest voorkomende probleem. Acht voet is het minimum dat NEC toestaat, geen suggestie. Als de hengel op 1,5 of 1,8 meter stopte omdat de grond hard werd, is de installatie niet voltooid.

Verkeerde klem.Een standaard balkklem of een niet-geclassificeerde hardwareconnector zal ondergronds corroderen. De klem moet specifiek worden vermeld voor directe begraving.

Te veel bochten in de draad.Houd het pad van de aardingsdraad zo recht als praktisch mogelijk is. Een opgerolde of overmatig gebogen GEC presteert niet zo goed als een directe run, vooral tijdens tijdelijke gebeurtenissen.

Rod geïnstalleerd in het gebouw.In sommige codesituaties is het mogelijk dat een staaf door een keldervloer in de onderliggende grond wordt geslagen. Stoppen binnen de betonplaat telt niet mee. De hengel heeft daadwerkelijk grondcontact nodig.

Twee hengels te dicht bij elkaar.Minder dan 1,80 meter uit elkaar voldoet niet aan de code en geeft u niet het elektrische voordeel waar u naar op zoek bent.

Vergunningen

Voor de meeste rechtsgebieden is voor dit werk een vergunning vereist. Het is meestal een eenvoudig proces, de kosten zijn laag en de inspectie geeft u een onafhankelijk stel ogen dat bevestigt dat de installatie correct is. Neem contact op met uw plaatselijke AHJ voordat u begint. Sommige gebieden hebben codewijzigingen die afwijken van de basis-NEC, en als u hiervan vooraf op de hoogte bent, bespaart u zich de moeite van het opnieuw uitvoeren van werk.

Afronding

Een correct geïnstalleerde aardpen is onzichtbaar zodra deze klaar is. Dat is het punt. Het bevindt zich ondergronds, stilletjes verbonden met uw paneel, en uw elektrische systeem heeft nooit een ernstige storing, of dat is wel zo en de aardingsstaaf handelt het af zoals het hoort.

De dingen die de moeite waard zijn om op te letten zijn het staafmateriaal en de kwaliteit, de klemwaarde, de diepte en het draadpad. Geen van deze is ingewikkeld, maar als je bij een van de hoeken een hoekje overslaat, ontstaat een systeem dat er goed uitziet en slecht presteert. Gebruik een goed bevestigde koper-beklede of massieve koperen staaf, gebruik een klem die geschikt is voor ingraven-, zorg dat deze op 2,5 meter hoogte komt en leg de draad recht.