Cách lắp đặt cọc nối đất

Hầu hết các chủ nhà không bao giờ nghĩ đến hệ thống nối đất của mình cho đến khi có sự cố xảy ra. Cầu dao bị vấp, thiết bị chiên rán hoặc tệ hơn. Thanh nối đất là một phần trong hệ thống điện của bạn mà không ai nhìn thấy và hầu như không ai nói đến, nhưng nó hoạt động thực sự mỗi khi có sự cố, đột biến điện hoặc sét đánh gần đó. Việc cài đặt nó đúng cách không khó, nhưng có một số điều khiến mọi người mất cảnh giác trong lần đầu tiên.

Hướng dẫn này bao gồm quá trình cài đặt đầy đủ từ đầu đến cuối, bao gồm những gì NEC thực sự yêu cầu, cách xử lý nền cứng hoặc nhiều đá và những lỗi nào có thể khiến bạn phải trả giá sau này.

Lắp đặt cọc tiếp địa vào đất

Tại sao thanh đất tồn tại

Đây là phiên bản ngắn gọn: điện luôn muốn có đường dẫn xuống đất. Khi mọi thứ hoạt động bình thường, dòng điện chạy qua dây nóng của bạn, thực hiện công việc của nó và trở về trạng thái trung tính. Khi có sự cố xảy ra, chẳng hạn như dây điện bị lỏng và chạm vào vỏ thiết bị bằng kim loại, dòng điện cần đi nơi khác để đi. Nếu hệ thống của bạn được nối đất đúng cách, nó sẽ chảy vào đất một cách vô hại và làm đứt cầu dao trong quá trình này. Nếu nó không được nối đất, nó sẽ chảy qua đường dẫn sẵn có tiếp theo. Con đường đó có thể là bạn.

Thanh nối đất cũng xử lý vấn đề tham chiếu điện áp. Công ty tiện ích của bạn nối đất máy biến áp của họ. Ngôi nhà của bạn cần chia sẻ cùng một tham chiếu đó, nếu không, bạn sẽ nhận được sự chênh lệch điện áp nhỏ nhưng thực tế giữa trung tính và mặt đất, gây ra hiện tượng nhấp nháy, hư hỏng thiết bị điện tử và thiết bị hoạt động kỳ lạ. Một thanh nối đất được lắp đặt đúng cách sẽ liên kết mọi thứ lại với nhau.

NEC đề cập đến tất cả những điều này trong Điều 250. Mục 250.53 là phần quy định cụ thể cách lắp đặt các thanh nối đất và chúng tôi sẽ quay lại vấn đề đó trong suốt hướng dẫn này.

Trước khi bạn mua bất cứ thứ gì: Hãy gọi 811

Bước này đến trước vì mọi người bỏ qua và sau đó chạm vào đường dẫn xăng. Hãy gọi 811 ít nhất hai hoặc ba ngày làm việc trước ngày lắp đặt dự kiến ​​của bạn. Đây là đường dây "gọi trước khi đào" quốc gia ở Hoa Kỳ. Các công cụ định vị tiện ích sẽ xuất hiện và đánh dấu các đường chôn trong sân của bạn miễn phí. Các thanh nối đất đi sâu vào lòng đất vài feet, chính xác là độ sâu nơi các đường dẫn khí và ống nước bị chôn vùi sinh sống.

Nếu bạn ở bên ngoài Hoa Kỳ, quốc gia của bạn có dịch vụ tương đương. Hãy tìm nó và sử dụng nó.

Chọn đúng thanh

NEC đặt ra giới hạn ở đây: thanh cần phải dài ít nhất 8 feet và đường kính ít nhất 5/8 inch, trừ khi nó có danh sách cụ thể có quy định khác. Hầu hết các cửa hàng phần cứng đều có sẵn các thanh 8 feet, 5/8 inch tiêu chuẩn và chúng hoạt động tốt cho phần lớn việc lắp đặt khu dân cư. Một số nhà thầu sử dụng các thanh dài 10 foot khi họ biết lớp đất trên cùng khô hoặc lỏng lẻo vì chiều dài tăng thêm giúp tiếp cận lớp đất dẫn điện tốt hơn bên dưới.

Câu hỏi lớn hơn là vật chất. Bạn có ba lựa chọn thực sự.

đồng rắnlà sự lựa chọn cao cấp. Nó không bị rỉ sét, có kết nối điện trở thấp-trong 50 năm trở lên và hoạt động tốt ngay cả khi điều kiện đất xung quanh thay đổi. Nhược điểm là giá cả. Một thanh đồng rắn có giá cao hơn đáng kể so với các thanh thay thế, đó là lý do tại sao hầu hết các công trình lắp đặt tại khu dân cư không sử dụng nó.

Thép mạ đồng-là những gì bạn sẽ tìm thấy ở hầu hết các nhà cung cấp điện và các cửa hàng hộp lớn. Lõi thép mang lại cho nó độ bền cơ học để có thể xuyên qua lớp đất dày đặc mà không bị uốn cong và lớp đồng bên ngoài xử lý độ dẫn điện. Điều quan trọng cần kiểm tra khi mua thanh bọc đồng-là quá trình liên kết. Một thanh được chế tạo đúng cách có đồng liên kết phân tử với thép chứ không chỉ được mạ điện trên nó. Nếu bạn uốn một thanh mẫu và lớp đồng bị nứt hoặc nhấc lên, thì mối liên kết kém và thanh sẽ bắt đầu ăn mòn dưới lòng đất trong vòng một vài năm. Điện lực VictoryThanh nối đất bọc đồngsử dụng đồng điện phân 99,9% trên lõi thép có độ bền-cao và có phiên bản đầu-dẹt hoặc đầu có ren-tùy thuộc vào cách cài đặt của bạn.

Thép mạ kẽmlà lựa chọn ngân sách và NEC cho phép điều đó. Nó giữ tốt trong đất trung tính với độ ẩm hợp lý. Nơi nó gặp khó khăn là ở vùng đất có tính axit, như đất gần chất hữu cơ nặng hoặc khu công nghiệp, nơi lớp mạ kẽm bị phân hủy nhanh hơn dự kiến. Nếu bạn biết đất của mình có tính axit, hãy chi thêm tiền cho lớp phủ đồng-. Victory Electric cũng sản xuấtThanh nối đất mạ kẽmvới mạ kẽm nhúng nóng-cho các ứng dụng tiêu chuẩn.

Một điều mà NEC nói rõ: không có thanh cốt thép. Nó bị ăn mòn, dẫn điện kém khi dùng cho mục đích nối đất và bất kỳ thanh tra viên nào có uy tín sẽ đánh dấu nó.

Nếu bạn đang thực hiện một dự án mà hệ thống nối đất thực sự cần được duy trì lâu dài mà không cần bảo trì, chẳng hạn như lắp đặt hệ thống liên lạc từ xa hoặc công trình tiện ích lâu dài, thì Victory Electric'sThanh nối đất bằng đồng rắnlà giá trị chi phí. Nó có một đầu truyền động phẳng và một điểm hình nón để lắp đặt và được thiết kế để ghép nối với các kẹp thanh nối đất bằng đồng.

Thanh nối đất bọc đồng VICTORY

Bạn cần gì nữa

Một chiếc búa tạ loại nặng 4 pound có thể xử lý đất mềm đến trung bình mà không gặp nhiều khó khăn. Nếu bạn có đất sét cứng, đất nén chặt hoặc đất đá, hãy thuê hoặc mua máy khoan búa quay có phụ kiện dẫn động thanh nối đất. Phần đính kèm là một ống thép rỗng vừa khít với đầu thanh và hấp thụ các cú đánh của búa để bạn không đập trực tiếp vào thanh. Điều này quan trọng vì thanh mọc lên như nấm ở phía trên sẽ khó kẹp hơn và yếu hơn ở điểm kết nối.

Kẹp nối đất là bộ phận được mọi người đánh giá thấp. Nó kết nối thanh với dây đồng chạy đến bảng điều khiển của bạn và dành toàn bộ thời gian tồn tại của mình để chôn dưới lòng đất trong bất kỳ hoạt động ẩm, axit và vi sinh vật nào trong đất của bạn. Một chiếc kẹp không được xếp hạng cụ thể để chôn trực tiếp sẽ bị ăn mòn và mất liên lạc trong một vài năm và bạn sẽ không biết gì cho đến khi bạn thực sự kiểm tra hệ thống hoặc điều gì đó tồi tệ xảy ra.

Loại tiêu chuẩn là kẹp quả sồi, được đặt tên theo hình dạng. Nó cần phải có danh sách UL để chôn cất trực tiếp. Chi thêm vài đô la ở đây. Victory Electric sản xuất mộtKẹp đất bằng đồngvới cấu trúc đồng-có độ tinh khiết cao để chống ăn mòn điện tại điểm tiếp xúc. Một số phiên bản sử dụng thiết kế Hammerlock để tạo ra kết nối lâu dài,{2}}có độ dẫn điện cao thay vì chỉ dựa vào độ căng của bu lông.

Ngoài hai hạng mục đó, bạn cần dây nối đất bằng đồng có kích thước theo Bảng NEC 250.66 (thường là 4 AWG cho dịch vụ 200-amp, 6 AWG cho dịch vụ 100-amp), bộ tháo dây và ống dẫn nếu dây chạy trên mức có thể bị hư hỏng vật lý.

Cài đặt, từng bước

Chọn vị trí

Gần bảng điều khiển chính là mục tiêu. Dây dẫn điện cực nối đất (dây chạy từ thanh trở lại bảng điều khiển) phải đi theo tuyến đường trực tiếp nhất có thể, với ít chỗ uốn cong nhất có thể. Mỗi foot dây thừa và mỗi chỗ uốn cong không cần thiết đều tăng thêm trở kháng, điều này quan trọng nhất khi có dòng điện chuyển tiếp nhanh khi bị sét đánh.

Tránh xa nền đất quá khô hoặc nhiều cát nếu bạn có bất kỳ lựa chọn nào trong vấn đề này. Đất giữ được độ ẩm quanh năm-sẽ dẫn điện tốt hơn. Một nơi có một chút bóng râm không bị khô vào mùa hè thực sự thích hợp hơn một nơi đầy nắng với đất cát tơi xốp.

Giữ thanh cách nền móng của bạn ít nhất vài feet. Đây không phải là một quy tắc cứng nhắc của NEC ở hầu hết các khu vực pháp lý, nhưng việc san lấp nền móng thường không nhất quán và thoát nước kém. Đất ở xa hơn có xu hướng mang lại cho bạn kết nối đáng tin cậy hơn.

Lái thanh

Đặt thanh thẳng đứng, đầu nhọn hướng xuống dưới. Nếu đất của bạn hơi mềm, bạn có thể dùng tay ấn đầu nhọn vào vài inch để bắt đầu thẳng. Hãy dành thời gian cho bước chân đầu tiên vì việc sửa góc xấu sau này đồng nghĩa với việc phải rút cần ra và bắt đầu lại.

Đẩy nó xuống bằng những cú đánh đều đặn. Nếu bạn gặp phải lực cản, đừng bắt đầu đập mạnh hơn vào cùng một điểm ngay lập tức. Tạm dừng, kiểm tra xem thanh có còn thẳng không rồi tiếp tục đi. Các thanh lệch-theo phương thẳng đứng thậm chí 10 hoặc 15 độ có xu hướng gặp nhiều lực cản hơn khi chúng đi sâu hơn.

Đầu của thanh phải ngang bằng với mặt đất hoặc bên dưới nó. Mục 250.53(G) của NEC yêu cầu thanh dài 8 feet tiếp xúc với đất. Đối với một thanh tiêu chuẩn dài 8{8}}foot, điều đó có nghĩa là nó phải đi sâu vào trong. Nếu bạn để cao hơn mặt đất 6 inch thì bây giờ bạn chỉ còn 7,5 feet trên mặt đất và bạn đã không tuân thủ.

Khi cần câu dừng lại

Đất đá chặn rất nhiều thanh trước khi chúng đạt tới độ cao 8 feet. Dưới đây là các lựa chọn của bạn theo NEC:

Nghiêng thanh lên tới 45 độ so với phương thẳng đứng và tiếp tục lái. Điều này thường cho phép đầu nhọn hoạt động xung quanh lớp đá hoặc lớp cứng. Thanh vẫn cần tiếp xúc với đất 8 feet, đo dọc theo chiều dài của nó chứ không chỉ độ sâu theo chiều dọc, vì vậy hãy kiểm tra phép toán của bạn.

Nếu câu cá không hiệu quả, bạn có thể đặt cần câu theo chiều ngang trong rãnh sâu ít nhất 30 inch. Đây là giải pháp cuối cùng hợp pháp theo mã, không phải là giải pháp thay thế. Đào rãnh, đặt thanh, lấp lại và thực hiện kết nối như cách bạn muốn lắp đặt theo chiều dọc.

Ở những khu vực có độ cứng dai dẳng hoặc độ dẫn của đất kém, một số người lắp đặt sử dụng vật liệu cải tạo mặt đất. Nó là một hợp chất dẫn điện được đổ xung quanh thanh để cải thiện diện tích tiếp xúc và giúp giữ ẩm. Để sử dụng nó, hãy đào lỗ rộng hơn một chút so với đường kính que, trộn hợp chất thành bùn theo hướng dẫn, đổ vào, sau đó đặt que và lấp lại bình thường.

Kết nối dây

Gắn kẹp nối đất vào đầu thanh. Hãy giữ chặt nó. Kết nối này là ngầm và bạn sẽ không nhìn thấy nó nữa. Kẹp lỏng là điểm hư hỏng phổ biến nhất trong hệ thống nối đất dân dụng và là một trong những điều khó chẩn đoán nhất sau thực tế.

Chạy dây đồng từ kẹp đến bảng điều khiển. Nơi nó chạy trên lớp, hãy bảo vệ nó bằng ống dẫn. Không nên ghim dây vào bên hông nhà mà không có lớp bảo vệ. Đường đi phải thẳng nhất có thể, uốn cong nhẹ nhàng ở những nơi không thể tránh khỏi những khúc cua và không bao giờ rẽ ngoặt 90 độ.

Tại bảng điều khiển

Tắt cầu dao chính. Điều này quan trọng nhưng nó không giống như việc làm chết bảng điều khiển. Các dây dẫn lối vào dịch vụ đi vào từ tiện ích ở đầu bảng vẫn hoạt động bất kể cầu dao chính của bạn ở vị trí nào. Không chạm vào các dây đó. Nếu việc lắp đặt của bạn yêu cầu phải làm việc gần chúng, hãy thuê một thợ điện được cấp phép.

Luồn dây qua một lỗ khoét ở dưới cùng của bảng điều khiển, tước khoảng 3/4 inch lớp cách điện từ đầu và nối nó với thanh cái nối đất. Siết chặt vít đầu cuối. Trong bảng điều khiển chính, thanh nối đất và thanh trung tính được liên kết với nhau. Trong bảng điều khiển con, chúng phải tách biệt, đây là một cách cài đặt khác với các quy tắc khác.

Câu hỏi que thứ hai

Mục 250.53 của NEC yêu cầu một thanh nối đất duy nhất phải đạt được điện trở nối đất từ ​​25 ohm trở xuống. Việc kiểm tra điện trở đó cần có thiết bị mà hầu hết các chủ nhà không có. Giải pháp thực tế của mã rất đơn giản: lắp thanh thứ hai. Khi bạn có hai thanh cách nhau ít nhất 6 feet và được liên kết với nhau bằng dây đồng, mã sẽ chấp nhận việc lắp đặt mà không yêu cầu bạn phải đo điện trở thực sự.

Đây không chỉ là một kỹ thuật mã. Hai thanh cách xa nhau thực sự mang lại cho bạn hiệu suất tốt hơn vì chúng tiếp cận được các khối lượng đất khác nhau. Khoảng cách tối thiểu 6 feet là một tầng chứ không phải mục tiêu. 10 hoặc 12 feet thì tốt hơn. Các thanh được đặt quá gần sẽ chia sẻ các vùng ảnh hưởng chồng chéo và mất đi phần lớn lợi ích của việc có hai thanh.

Loại đất Ghi chú

Đất đáđược bao phủ ở trên. Đầu tiên là góc, sau đó là ngang nếu cần.

Đất cát hoặc đất khôphổ biến ở vùng Tây Nam và ở những khu vực có đất-thoát nước nhanh. Vấn đề là cát khô có điện trở rất cao. Hãy đào sâu hơn nếu có thể, vì lớp đất bên dưới lớp bề mặt khô thường dẫn điện tốt hơn. Vật liệu nâng cao mặt đất cũng giúp ích ở đây.

Đất sétdễ dàng làm việc bằng điện (nó giữ ẩm và dẫn điện tốt) nhưng khó truyền động bằng máy móc. Tưới nước cho khu vực trước và trong khi lắp đặt sẽ làm mềm nó. Tiến triển được vài inch thì đổ một xô nước xuống hố, đợi vài phút rồi tiếp tục. Nó chậm nhưng nó hoạt động.

Một vài điều thường xảy ra sai sót

Thanh không đủ sâu.Vấn đề phổ biến nhất. Tám feet là mức tối thiểu mà NEC cho phép, không phải là một gợi ý. Nếu thanh dừng ở độ cao 5 hoặc 6 feet do đất cứng thì việc lắp đặt chưa hoàn tất.

Kẹp sai.Kẹp chùm tiêu chuẩn hoặc đầu nối phần cứng không được xếp hạng sẽ bị ăn mòn dưới lòng đất. Kẹp phải được liệt kê cụ thể để chôn trực tiếp.

Dây bị uốn cong quá nhiều.Giữ đường đi của dây nối đất càng thẳng càng tốt. GEC bị cuộn hoặc bị uốn cong quá mức sẽ không hoạt động tốt như khi chạy trực tiếp, đặc biệt là trong các sự kiện nhất thời.

Thanh được lắp đặt bên trong tòa nhà.Một số tình huống mã cho phép một thanh được đóng xuyên qua tầng hầm vào lớp đất bên dưới. Dừng lại bên trong tấm bê tông không được tính. Thanh cần tiếp xúc với đất thực tế.

Hai thanh quá gần nhau.Cách nhau dưới 6 feet không đáp ứng quy tắc và không mang lại lợi ích về điện mà bạn mong muốn.

Giấy phép

Hầu hết các khu vực pháp lý đều yêu cầu giấy phép cho công việc này. Đây thường là một quy trình đơn giản, mức phí thấp và việc kiểm tra mang lại cho bạn một đôi mắt độc lập để xác nhận việc cài đặt là chính xác. Hãy liên hệ với AHJ địa phương của bạn trước khi bắt đầu. Một số khu vực có các sửa đổi mã khác với NEC cơ sở và việc biết trước về chúng sẽ giúp giảm bớt rắc rối khi thực hiện lại công việc.

Kết thúc

Một thanh nối đất được lắp đặt đúng cách sẽ không thể nhìn thấy được sau khi hoàn thành. Đó là vấn đề. Nó nằm dưới lòng đất, được kết nối lặng lẽ với bảng điều khiển của bạn và hệ thống điện của bạn không bao giờ gặp lỗi nghiêm trọng hoặc nó xảy ra và thanh nối đất xử lý nó theo cách nó được yêu cầu.

Những điều đáng chú ý là vật liệu và chất lượng của thanh, định mức kẹp, độ sâu và đường dẫn dây. Không có cái nào trong số chúng phức tạp, nhưng việc bỏ qua các góc trên bất kỳ cái nào trong số chúng sẽ tạo ra một hệ thống trông đẹp mắt nhưng hoạt động kém. Sử dụng một thanh đồng rắn hoặc được bọc bằng đồng -được liên kết đúng cách, sử dụng kẹp có định mức chôn-, kéo dài đến 8 feet và chạy thẳng dây.