home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ ftp.pasteur.org/FAQ/ / ftp-pasteur-org-FAQ.zip / FAQ / electrical-wiring / part1 next >
Encoding:
Internet Message Format  |  2004-03-13  |  59.4 KB

  1. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!news.rediris.es!irazu.switch.ch!switch.ch!solnet.ch!solnet.ch!fu-berlin.de!uni-berlin.de!h231s148a129n47.user.nortelnetworks.COM!not-for-mail
  2. From: clewis@ferret.ocunix.on.ca (Chris Lewis)
  3. Newsgroups: alt.home.repair,misc.consumers.house,rec.woodworking,sci.electronics.misc,news.answers,misc.answers,rec.answers,sci.answers,alt.answers
  4. Subject: Electrical Wiring FAQ (Part 1 of 2)
  5. Supersedes: <wirefaq-1-1079123195@ferret.ocunix.on.ca>
  6. Followup-To: alt.home.repair
  7. Date: 12 Mar 2004 20:27:59 GMT
  8. Organization: Eh?
  9. Lines: 1285
  10. Approved: news-answers-request@mit.edu
  11. Expires: Fri, 26 Mar 04 15:27:57 EDT
  12. Message-ID: <wirefaq-1-1079123277@ferret.ocunix.on.ca>
  13. Reply-To: clewis@ferret.ocunix.on.ca (Chris Lewis)
  14. NNTP-Posting-Host: h231s148a129n47.user.nortelnetworks.com (47.129.148.231)
  15. X-Trace: news.uni-berlin.de 1079123279 68952085 I 47.129.148.231 ([118425])
  16. Summary: A series of questions and answers about house wiring
  17. Keywords: Electrical Wiring FAQ
  18. X-Posting-Frequency: Posted every 14 days
  19. X-Content-Currency: This FAQ hasn't been updated in a number of years,
  20.     and is somewhat out of date with the last revision or two of the NEC
  21.     and CEC.  We anticipate this will be changing soon.
  22. Xref: senator-bedfellow.mit.edu alt.home.repair:496837 misc.consumers.house:286914 rec.woodworking:989781 sci.electronics.misc:133732 news.answers:267787 misc.answers:17062 rec.answers:85792 sci.answers:15862 alt.answers:71941
  23.  
  24. Posted-By: auto-faq 3.3.1 (Perl 5.006)
  25. Archive-name: electrical-wiring/part1
  26.  
  27. Updated: WARNING
  28.  
  29. This FAQ has not been updated or posted in a number of years.  It
  30. is intended that it will be updated to bring it more into compliance
  31. with current code.  Comments welcome at wirefaq(@)ferret.ocunix.on.ca
  32.  
  33.         Frequently Asked Questions on Electrical Wiring
  34.  
  35.                         Copyright 1991-2004
  36.         Steven Bellovin (smb(at)research.att.com)
  37.         Chris Lewis (clewis(at)ferret.ocunix.on.ca)
  38.  
  39.         Redistribution for profit, or in altered content/format
  40.         prohibited without permission of the authors.
  41.         Redistribution via printed book or CDROM expressly
  42.         prohibited without consent of the author.  Any other
  43.         redistribution must include this copyright notice and
  44.         attribution.
  45.  
  46.         Comments to: wirefaq@ferret.ocunix.on.ca
  47.  
  48. The latest FAQ can always be obtained from:
  49.  
  50.     http://www.landfield.com/faqs/electrical-wiring
  51.     ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/news.answers/electrical-wiring/part1
  52.     ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/news.answers/electrical-wiring/part2
  53.  
  54. This FAQ is formatted as a digest.  Most news readers can skip from one
  55. question to the next by pressing ^G.
  56.  
  57. Answers to many other topics related to houses can be obtained from the
  58. misc.consumers.house archive; send an empty piece of mail to
  59. house-archive@dg-rtp.dg.com for information.
  60.  
  61. Changes to previous issue marked with "|" in left column.  Watch
  62. particularly for "NEW" in the Questions list for new or substantively
  63. changed answers.  "g^|" will get you to the changed sections quickly in
  64. most newsreaders.
  65.  
  66. ------------------------------
  67. Subject: Questions answered in this FAQ
  68.  
  69.     Introduction/Disclaimers
  70.     What is the NEC?  Where can I get a copy?
  71.     What is the CEC?  Where can I get a copy?
  72.     Can I do my own wiring?  Extra pointers?
  73.     What do I need in the way of tools?
  74.     What is UL listing?
  75.     What is CSA approval?
  76.     What impact does NAFTA have on wiring standards and approvals?
  77.     Are there any cheaper, easier to read books on wiring?
  78.     Other Resources on Wiring
  79.     Inspections how and what?  Why should I get my wiring inspected?
  80.     My house doesn't meet some of these rules and regulations.
  81.     A word on voltages: 110/115/117/120/125/220/240
  82.     What does an electrical service look like?
  83.     What is a circuit?
  84.     "grounding" versus "grounded" versus "neutral".
  85.     What does a fuse or breaker do?  What are the differences?
  86.     Breakers?  Can't I use fuses?
  87.     What size wire should I use?
  88.     Where do these numbers come from?
  89.     What does "14-2" mean?
  90.     What is a "wire-nut"/"marrette"/"marr connector".  How are they used?
  91.     What is a GFI/GFCI?
  92.     Where should GFCIs be used?
  93.     Where shouldn't I use a GFCI?
  94.     What is the difference between a GFCI outlet and a GFCI breaker?
  95.     What's the purpose of the ground prong on an outlet, then?
  96.     Grounding electrode system (NEW)
  97.     Bonding requirements (NEW)
  98.     Testing grounding conductors and grounding electrodes. (NEW)
  99.     Why is one prong wider than the other?  Polarization
  100.     How do I convert two prong receptacles to three prong?
  101.     Surges, spikes, zaps, grounding and your electronics
  102.     Are you sure about GFCIs and ungrounded outlets?
  103.         Should the test button work?
  104.     How to wire 3-way and 4-way switches
  105.     What kind of outlets do I need in a kitchen?
  106.     Where must outlets and switches be in bathrooms?
  107.     General outlet placement rules/line capacities
  108.     What is Romex/NM/NMD?  What is BX?  When should I use each?
  109.     Should I use plastic or metal boxes?
  110.     Junction box positioning?
  111.     Can I install a replacement fixture?
  112.     Noisy fluorescent fixtures, what do I do?
  113.     Noisy lights with dimmer switches, what do I do? (NEW)
  114.     What does it mean when the lights brighten when a motor starts?
  115.     What is 3 phase power?  Should I use it?  Can I get it in my house?
  116.     Is it better to run motors at 110 or 220?
  117.     What is this nonsense about 3HP on 110V 15A circuits?
  118.     How should I wire my shop?
  119.     Underground wiring
  120.     Doorbell/telephone/cable other service wiring hints
  121.     Aluminum wiring
  122.     I'm buying a house!  What should I do?
  123.     What is this weird stuff?  Old style wiring
  124.     Where do I buy stuff?
  125.     Copper wire characteristics table
  126.     Smoke detector guidelines
  127.     Other links
  128.  
  129. ------------------------------
  130. Subject: Introduction/Disclaimers
  131.  
  132.     Although we've done a fair bit of wiring, we are not
  133.     electricians, and we cannot be responsible for what you do.  If
  134.     you're at all uncertain about what is correct or safe, *don't
  135.     do it*.  Contact someone qualified -- a licensed electrician,
  136.     or your local electrical inspector.  Electricity is no joke;
  137.     mistakes can result in shocks, fires, or electrocution.
  138.  
  139.     Furthermore, our discussion is based on the U.S. National
  140.     Electrical Code (NEC) and the Canadian Electrical code (CEC).
  141.     To the best of our abilities, we have confirmed every detail
  142.     with the electrical code, but we don't quote sections
  143.     simply to keep this thing readable.  If you think we're wrong,
  144.     we invite you to correct us, but please - quote references!
  145.  
  146.     The NEC and the CEC do not, in and of themselves, have the
  147.     force of law.  Many municipalities adopt it en toto.  Others,
  148.     however, do not.  Check your with your local building
  149.     department (and <provincial> Hydro Inspection Offices in
  150.     Canada) to find out what applies in your area.  Also,
  151.     your local electrical utility may also have special requirements
  152.     for electrical service installation.  Bear in mind, too, that
  153.     we say here applies primarily to ordinary single-family
  154.     residences.  Multi-family dwellings, mobile homes, commercial
  155.     establishments, etc., are sometimes governed by different
  156.     rules.
  157.  
  158.     Also note that, contrary to popular belief in the U.S. (and in
  159.     some parts of Canada), Canada is not a wholly-owned subsidiary
  160.     of the U.S.  Consequently, the NEC does not apply in Canada.
  161.     Lots of things are the same, including voltages, line
  162.     frequencies, and the laws of physics.  But there are a number
  163.     of crucial differences in the regulations.  Where we can, we've
  164.     noted them, flagging the relevant passages with ``NEC'' or
  165.     ``CEC''.
  166.  
  167.     Remember that the CEC and NEC are minimal standards.  It is often
  168.     smart to go beyond their minimal requirements.
  169.  
  170. ------------------------------
  171. Subject: What is the NEC?  Where can I get a copy?
  172.  
  173.     The NEC is a model electrical code devised and published by the
  174.     National Fire Protection Association, an insurance industry group.
  175.     It's revised every three years.  The 1993 version has been released.
  176.     You can buy a copy at a decent bookstore, or by calling them directly
  177.     at 800-344-3555.  The code exists in several versions.  There's the
  178.     full text, which is fairly incomprehensible.  There's an abridged
  179.     edition, which has only the sections likely to apply to most houses.
  180.     And there's the NEC Handbook, which contains the ``authorized
  181.     commentary'' on the code, as well as the full text.  That's the
  182.     recommended version.  Unfortunately, there's no handbook for
  183.     the abridged edition.  And the full handbook is expensive --
  184.     US$65 plus shipping and handling.
  185.  
  186. ------------------------------
  187. Subject: What is the CEC?  Where can I get a copy?
  188.  
  189.     The Canadian Standards Association is an organization made up
  190.     of various government agencies, power utilities, insurance
  191.     companies, electrical manufacturers and other organizations.
  192.     The CSA publishes CSA Standard C22.1 which is updated every two
  193.     or three years.  Each province adopts, with some amendments,
  194.     this standard and publishes a province-specific code book.
  195.     Since each province publishes its own slightly modified
  196.     standard, it would be somewhat confusing to obtain the CSA
  197.     standard itself.  In this FAQ, "CEC" really means the
  198.     appropriate provincial standard.  In particular, this FAQ is
  199.     derived from the Ontario Hydro Electrical Safety Code, 20th
  200.     edition (1990).  Which is in turn based on CSA C22.1-1990 (16th
  201.     edition).  While differences exist between the provinces, an
  202.     attempt has been made to avoid specific-to-Ontario detail.
  203.  
  204.     The appropriate provincial code can be obtained from electrical
  205.     inspection offices of your provincial power authority.  In
  206.     Ontario, it's Ontario Hydro.  The Ontario Hydro book isn't
  207.     overly fat.  It's about C$25, and includes mailed updates.  I
  208.     hear that these standards are somewhat easier to read than the
  209.     equivalent NEC publications.
  210.  
  211.     Don't bother asking in Quebec - DIY wiring is banned throughout
  212.     the province.
  213.  
  214. ------------------------------
  215. Subject: Can I do my own wiring?  Extra pointers?
  216.  
  217.     In most places, homeowners are allowed to do their own wiring.
  218.     In some, they're not.  Check with your local electrical
  219.     inspector.  Most places won't permit you to do wiring on other's
  220.     homes for money without a license.  Nor are you permitted to do
  221.     wiring in "commercial" buildings.  Multiple dwellings (eg: duplexes)
  222.     are usually considered "semi-commercial" or "commercial".  However,
  223.     many jurisdictions will permit you to work on semi-commercial
  224.     wiring if you're supervised by a licensed electrician - if you can
  225.     find one willing to supervise.
  226.  
  227.     If you do your own wiring, an important point:
  228.  
  229.     Do it NEAT and WELL!  What you really want to aim for is a better
  230.     job than an electrician will do.  After all, it's your own home,
  231.     and it's you or your family that might get killed if you make
  232.     a mistake.  An electrician has time pressures, has the skills
  233.     and knows the tricks of the trade to do a fast, safe job.
  234.     In this FAQ we've consciously given a few recommendations that
  235.     are in excess of code, because we feel that it's reasonable,
  236.     and will impress the inspector.
  237.  
  238.     The inspector will know that you're an amateur.  You have to
  239.     earn his trust.  The best way of doing this is to spend your
  240.     time doing as neat a job as possible.  Don't cut corners.
  241.     Exceed specifications.  Otherwise, the inspector may get extremely
  242.     picky and fault you on the slightest transgressions.
  243.  
  244.     Don't try to hide anything from the inspector.
  245.  
  246.     Use the proper tools.  Ie: don't use a bread knife to strip
  247.     wires, or twist wires with your fingers.  The inspector
  248.     won't like it, and the results won't be that safe.  And it
  249.     takes longer.  And you're more likely to stick a hunk of
  250.     12ga wire through your hand that way.
  251.  
  252.     Don't handle house wire when it's very cold (eg: below -10C
  253.     or 16F).  Thermoplastic house wire, particularly older types
  254.     become very brittle.
  255.  
  256. ------------------------------
  257. Subject: What do I need in the way of tools?
  258.  
  259.     First, there's the obvious -- a hammer, a drill, a few
  260.     screwdrivers, both straight and Phillips-head.  If you're 
  261.     lucky enough to live in Canada (or find a source of CSA-approved
  262.     devices) you need Robertson ("square recess") screwdrivers
  263.     (#1 and #2) instead of phillips.
  264.  
  265.     For drilling a few holes, a 3/4" or 1" spade bit and 1/4" or
  266.     3/8" electric drill will do.  If you're doing a lot, or
  267.     are working with elderly lumber, we recommend a 1/2" drill
  268.     (right-angle drills are wonderful.  Can be rented) and
  269.     3/4" or 1" screw-point auger drill bits.  These bits pull
  270.     you through, so they're much faster and less fatiguing, even
  271.     in 90 year old hardwood timbers.
  272.  
  273.     Screw-driver bits are useful for drills, expecially if you
  274.     install your electrical boxes using screws (drywall screws
  275.     work well).
  276.     
  277.     For stripping wire, use a real wire stripper, not a knife or
  278.     ordinary wire cutters.  Don't buy the $3 K-mart "combo stripper,
  279.     crimper and bottle opener" types.  You should expect to pay
  280.     $15 to $20 for a good "plier-type" pair.  It will have sized
  281.     stripping holes, and won't nick or grab the wire - it should
  282.     be easy to strip wire with it.  One model has a small hole in the
  283.     blade for forming exact wire loops for screw terminals.  There
  284.     are fancier types (autostrip/cut), but they generally aren't
  285.     necessary, and pros usually don't use them.
  286.  
  287.     A pair of diagonal side cutter pliers are useful for clipping ends
  288.     in constricted places.  Don't use these for stripping wire.
  289.  
  290.     You will need linesman pliers for twisting wires for wire connectors.
  291.  
  292.     You should have a pair of needle-nose pliers for fiddling
  293.     inside boxes and closing loops, but it's better to form wire
  294.     loops with a "loop former hole" on your wire stripper - more
  295.     accurate.
  296.  
  297.     If you're using non-metallic cable, get a cable stripper for
  298.     removing the sheath.  Or, do what some pros do, they nick the
  299.     end of the sheath, grab the ground wire with a pair of pliers,
  300.     and simply rip the sheath back using the ground wire as a
  301.     "zipper", and cut the sheath off.  You shouldn't try to strip
  302.     the sheath with a knife point, because it's too easy to
  303.     slash the insulation on the conductors.  Apparently Stanley
  304.     utility knives fitted with linoleum cutters (hooked blades)
  305.     can be used to strip sheath, but there is still the possibility
  306.     that you'll gouge the conductors.
  307.  
  308.     For any substantial amount of work with armored cable, it's well
  309.     worth your while to invest in a rotary cable splitter (~US$ 18).
  310.     Hack saws are tricky to use without cutting into the wire
  311.     or the insulation.
  312.  
  313.     Three-prong outlet testers are a quick check for properly-wired
  314.     outlets.  About $6.  Multimeters tell you more, but are a lot more
  315.     expensive, and probably not worth it for most people.  A simple
  316.     voltage sensor, which can detect potential through an insulated
  317.     wire not supplying any devices, is extremely helpful; they cost
  318.     about US$ 10 at Radio Shack.
  319.  
  320.     You should have a voltage detector - to check that the wires are
  321.     dead before doing work on them.  Neon-bulb version are cheap ($2-3)
  322.     and work well.  If you get more serious, a "audible alarm" type is
  323.     good for tracing circuits without a helper.  (Though I've been known
  324.     to lock the drill on, and hit breakers until the scream stops ;-)
  325.  
  326.     For running wires through existing walls, you need fish tape.
  327.     Often, two tapes are needed, though sometimes, a bent hanger or
  328.     a length of thin chain will suffice.  Fish tapes can be rented.
  329.  
  330.     Electrical tape.  Lots of it ;-)  Seriously, a good and competent
  331.     wiring job will need very little tape.  The tape is useful for
  332.     wrapping dicy insulation in repair work.  Another use is to wrap 
  333.     around the body of outlets and switches to cover the termination
  334.     screws - I don't do this, but drywall contractors prefer it (to
  335.     prevent explosions when the drywall knife collides with a live outlet
  336.     that has no cover plate).
  337.  
  338. ------------------------------
  339. Subject: What is UL listing?
  340.  
  341.     The UL stands for "Underwriters Laboratory".  It used to be
  342.     an Insurance Industry organization, but now it is independent
  343.     and non-profit.  It tests electrical components and equipment
  344.     for potential hazards.  When something is UL-listed, that means
  345.     that the UL has tested the device, and it meets their requirements
  346.     for safety - ie: fire or shock hazard.  It doesn't necessarily
  347.     mean that the device actually does what it's supposed to, just
  348.     that it probably won't kill you.
  349.  
  350.     The UL does not have power of law in the U.S. -- you are
  351.     permitted to buy and install non-UL-listed devices.  However,
  352.     insurance policies sometimes have clauses in them that will
  353.     limit their liability in case of a claim made in response to
  354.     the failure of a non-UL-listed device.  Furthermore, in
  355.     many situations the NEC will require that a wiring component
  356.     used for a specific purpose is UL-listed for that purpose.
  357.     Indirectly, this means that certain parts of your wiring
  358.     must be UL-listed before an inspector will approve it and/or
  359.     occupancy permits issued.
  360.     
  361. ------------------------------
  362. Subject: What is CSA approval?
  363.  
  364.     Every electrical device or component must be certified by the
  365.     Canadian Standards Association (or recognized equivalent) before
  366.     it can be sold in Canada.  Implicit in this is that all wiring
  367.     must be done with CSA-approved materials.  They perform testing
  368.     similar to the UL (a bit more stringent), except that CSA (or
  369.     recognized equivalent) approval is required by law.
  370.  
  371.     Again, like the UL, if a fire was caused by non-CSA-approved
  372.     equipment, your insurance company may not have to pay the
  373.     claim.
  374.  
  375.     Note: strictly speaking, there usually is a legal way around
  376.     the lack of a CSA sticker.  In some cases (eg: Ontario), a
  377.     local hydro inspection prior to purchase, or prior to use, is
  378.     acceptable.  The hydro inspector will affix a "hydro sticker"
  379.     to the unit, which is as good as CSA approval.  But it costs
  380.     money - last I knew, $75 per unit inspected.
  381.  
  382.     ULC (Underwriters Laboratory of Canada) is an independent
  383.     organization that, amongst other things, undertakes the
  384.     quarterly inspection of manufacturer's to ensure continued
  385.     compliance of UL Listed/Recognized products to Agency reports
  386.     and safety standards. This work is done under contract to UL
  387.     Inc (Follow-up Services Division). They are not a branch or
  388.     subsidiary of UL.
  389.  
  390. ------------------------------
  391. Subject: What impact does NAFTA have on wiring standards and approvals?
  392.  
  393.     The North America Free Trade Agreement came into effect on
  394.     January 1st, 1994.  NAFTA attempts to bring down trade barriers
  395.     between Mexico, Canada and the USA.  One of the "barriers" has
  396.     been that of approval of material.  As of January first, CSA
  397.     approval of a device is legally considered equivalent to UL
  398.     approval in the USA.  Conversely, UL is now accepted as
  399.     equivalent to CSA approval in Canada.  Theoretically, this
  400.     means that devices marked only with UL approval are acceptable
  401.     in the CEC, and conversely CSA approval by itself of a device
  402.     is accepted by the NEC.  This allows much freer trade in
  403.     electrical materials between the two countries.
  404.  
  405.     This doesn't affect the electrical codes themselves, so the
  406.     differences in practice between the NEC and CEC will remain.
  407.     It is also my understanding that bilateral acceptance of
  408.     "approval" will only apply when the standards applied are
  409.     reasonably the same.  As an example, a cable approved by the
  410.     NEC for a given purpose may not be acceptable by the CEC for
  411.     the same purpose if the standards requirements are different.
  412.     Eg: "NMD" ("non-metallic, damp") cable is usually required for
  413.     residences in Canada.  "NM" cable ("non-metallic, not damp
  414.     locations) which is used in the same situations in the US,
  415.     would probably not be acceptable in Canada.  Also,
  416.     municipalities can add additional requirements on top of the
  417.     CEC, as they can in the US over the NEC.
  418.  
  419.     Thus, Canadians will probably start seeing UL-only approved
  420.     materials in stores, and Americans the same regarding
  421.     CSA-only.  But some differences will remain.  When in doubt on
  422.     major items, consult an inspector.  At least in Canada, the
  423.     fact that the material is available in a store usually means
  424.     that it's okay to install.
  425.  
  426. ------------------------------
  427. Subject: Are there any cheaper, easier to read books on wiring?
  428.  
  429.     USA: The following three books were suggested by our readers
  430.  
  431.         Residential Wiring
  432.         by Jeff Markell,
  433.         Craftsman Books,
  434.         Carlsbad CA for $18.25. ISBN 0-934041-19-9.
  435.  
  436.         Practical Electrical Wiring
  437.         Residential, Farm and Industrial,  Based on the National
  438.         Electrical Code    ANSI/NFPA 70
  439.         Herbert P. Richter and W. Creighton Schwan
  440.         McGraw-Hill Book Co.
  441.  
  442.         Wiring Simplified
  443.         H. P. Richter and W. C. Schwan
  444.         Park Publishing Co.
  445.  
  446.         The Electrician's Toolbox Manual
  447.         Rex Miller
  448.         Prentice Hall (ARCO) 1989
  449.         ISBN 0-13-247701-7 $11.00 
  450.  
  451.     Try to make sure that the book is based on the latest NEC
  452.     revision.  Which is currently 1993.
  453.  
  454.     Canada: P.S. Knight authors and publishes a book called
  455.     "Electrical Code Simplified".  There appears to be a version
  456.     published specific to each province, and is very tied into the
  457.     appropriate provincial code.  It focuses on residential wiring,
  458.     and is indispensible for Canadian DIY'ers.  It is better to get
  459.     this book than the CEC unless you do a lot of wiring (or answer
  460.     questions on the net ;-).
  461.  
  462.     It is updated each time the provincial codes are.  This book is
  463.     available at all DIY and hardware stores for less than C$10.
  464.  
  465. ------------------------------
  466. Subject: Other Resources on Wiring
  467.     
  468.     http://homewiring.tripod.com is a truly excellent site.
  469.     It contains a fairly wide range of very detailed information.
  470.     If you need pictures on how to do common things (like 3 or 4
  471.     way switches, ceiling fan installation etc), this is a great
  472.     place to go.  It doesn't cover as broad variety of things
  473.     as this FAQ, but it's much more detailed, and more up to date
  474.     in some areas.
  475.  
  476.     It's particularly good for figuring out the wiring of complicated
  477.     switch arrangements.
  478.  
  479.     Note that this site is 1999 NEC specific.  Which means that
  480.     if you're not in the USA, you will have to be very careful about
  481.     taking the rules as gospel.  For example, the section on kitchens
  482.     is entirely wrong for Canada.
  483.  
  484.  
  485. ------------------------------
  486. Subject: Inspections how and what?  Why should I get my wiring inspected?
  487.  
  488.     Most jurisdictions require that you obtain a permit and
  489.     inspections of any wiring that is done.  Amongst other more
  490.     mundane bureaucratic reasons (like insurance companies not
  491.     liking to have to pay claims), a permit and inspections
  492.     provides some assurance that you, your family, your neighbors
  493.     or subsequent owners of your home don't get killed or lose
  494.     their homes one night due to a sloppy wiring job.
  495.  
  496.     Most jurisdictions have the power to order you to vacate your
  497.     home, or order you to tear out any wiring done without a
  498.     permit.  California, for instance, is particularly nasty about
  499.     this.
  500.  
  501.     If fire starts in your home, and un-inspected wiring is at
  502.     fault, insurance companies will often refuse to pay the damage
  503.     claims.
  504.  
  505.     In general, the process goes like this:
  506.         - you apply to your local inspections office or building
  507.           department for a permit.  You should have a sketch or
  508.           detailed drawing of what you plan on doing.  This is
  509.           a good time to ask questions on any things you're not
  510.           sure of.  If you're doing major work, they may impose
  511.           special conditions on you, require loading
  512.           calculations and ask other questions.  At this point
  513.           they will tell you which inspections you will need.
  514.         - If you're installing a main panel, you will need to
  515.           have the panel and service connections inspected
  516.           before your power utility will provide a connection.
  517.           This is sometimes done by the local power authority
  518.           rather than the usual inspectors.
  519.         - After installing the boxes and wiring, but before
  520.           the insulation/walls go up, you will need a
  521.           "rough-in" inspection.
  522.         - After the walls are up, and the wiring is complete,
  523.           you will need a "final inspection".
  524.  
  525. ------------------------------
  526. Subject: My house doesn't meet some of these rules and regulations.
  527.     Do I have to upgrade?
  528.  
  529.     In general, there is no requirement to upgrade older dwellings,
  530.     though there are some exceptions (ie: smoke detectors in some
  531.     cases).  However, any new work must be done according to the
  532.     latest electrical code.  Also, if you do ``major'' work, you
  533.     may be required to upgrade certain existing portions or all
  534.     of your system.  Check with your local electrical inspector.
  535.  
  536. ------------------------------
  537. Subject: A word on voltages: 110/115/117/120/125/220/240
  538.  
  539.     One thing where things might get a bit confusing is the
  540.     different numbers people bandy about for the voltage of
  541.     a circuit.  One person might talk about 110V, another 117V
  542.     or another 120V.  These are all, in fact, exactly the same
  543.     thing...  In North America the utility companies are required
  544.     to supply a split-phase 240 volt (+-5%) feed to your house.
  545.     This works out as two 120V +- 5% legs.  Additionally, since there
  546.     are resistive voltage drops in the house wiring, it's not
  547.     unreasonable to find 120V has dropped to 110V or 240V has dropped
  548.     to 220V by the time the power reaches a wall outlet.  Especially
  549.     at the end of an extension cord or long circuit run.  For a number
  550.     of reasons, some historical, some simple personal orneryness,
  551.     different people choose to call them by slightly different numbers.
  552.     This FAQ has chosen to be consistent with calling them "110V" and
  553.     "220V", except when actually saying what the measured voltage will
  554.     be.  Confusing?  A bit.  Just ignore it.
  555.  
  556.     One thing that might make this a little more understandable
  557.     is that the nameplates on equipment ofen show the lower (ie: 110V
  558.     instead of 120V) value.  What this implies is that the device
  559.     is designed to operate properly when the voltage drops that
  560.     low.
  561.  
  562.     208V is *not* the same as 240V.  208V is the voltage between
  563.     phases of a 3-phase "Y" circuit that is 120V from neutral to any
  564.     hot.   480V is the voltage between phases of a 3-phase "Y"
  565.     circuit that's 277V from hot to neutral.
  566.  
  567.     In keeping with 110V versus 120V strangeness, motors intended
  568.     to run on 480V three phase are often labelled as 440V...
  569.  
  570. ------------------------------
  571. Subject: What does an electrical service look like?
  572.  
  573.     There are logically four wires involved with supplying the
  574.     main panel with power.  Three of them will come from the utility
  575.     pole, and a fourth (bare) wire comes from elsewhere.
  576.  
  577.      The bare wire is connected to one or more long metal bars pounded
  578.      into the ground, or to a wire buried in the foundation, or sometimes
  579.      to the water supply pipe (has to be metal, continuous to where
  580.     the main water pipe entering the house.  Watch out for galvanic
  581.     action conductivity "breaks" (often between copper and iron pipe).
  582.     This is the "grounding conductor".  It is there to make sure that
  583.     the third prong on your outlets is connected to ground.  This wire
  584.     normally carries no current.
  585.  
  586.     One of the other wires will be white (or black with white or
  587.     yellow stripes, or sometimes simply black).  It is the neutral wire.
  588.     It is connected to the "centre tap" (CEC; "center tap" in the
  589.     NEC ;-) of the distribution transformer supplying the power.  It
  590.     is connected to the grounding conductor in only one place (often
  591.     inside the panel).  The neutral and ground should not be connected
  592.     anywhere else.  Otherwise, weird and/or dangerous things may happen.
  593.  
  594.     Furthermore, there should only be one grounding system in
  595.     a home.  Some codes require more than one grounding electrode.
  596.     These will be connected together, or connected to the neutral
  597.     at a common point - still one grounding system.  Adding additional
  598.     grounding electrodes connected to other portions of the house
  599.     wiring is unsafe and contrary to code.
  600.  
  601.     If you add a subpanel, the ground and neutral are usually
  602.     brought as separate conductors from the main panel, and are
  603.     not connected together in the subpanel (ie: still only one
  604.     neutral-ground connection).  However, in some situations 
  605.     (certain categories of separate buildings) you actually do
  606.     have to provide a second grounding electrode - consult your
  607.     inspector.
  608.  
  609.     The other two wires will usually be black, and are the "hot"
  610.     wires.  They are attached to the distribution transformer as
  611.     well.
  612.  
  613.     The two black wires are 180 degrees out of phase with each
  614.     other.  This means if you connect something to both hot wires,
  615.     the voltage will be 220 volts.  If you connect something to the
  616.     white and either of the two blacks you will get 110V.
  617.  
  618.     Some panels seem to only have three wires coming into them.
  619.     This is either because the neutral and ground are connected
  620.     together at a different point (eg: the meter or pole) and one
  621.     wire is doing dual-duty as both neutral and ground, or in some
  622.     rare occasions, the service has only one hot wire (110V only
  623.     service).
  624.  
  625. ------------------------------
  626. Subject: What is a circuit?
  627.  
  628.     Inside the panel, connections are made to the incoming wires.
  629.     These connections are then used to supply power to selected
  630.     portions of the home.  There are three different combinations:
  631.         1) one hot, one neutral, and ground: 110V circuit.
  632.         2) two hots, no neutral, and ground: 220V circuit.
  633.         3) two hots, neutral, and ground: 220V circuit + neutral,
  634.            and/or two 110V circuits with a common neutral.
  635.  
  636.     (1) is used for most circuits supplying receptacles and
  637.     lighting within your house.  (3) is usually used for supplying
  638.     power to major appliances such as stoves, and dryers - they
  639.     often have need for both 220V and 110V, or for bringing several
  640.     circuits from the panel box to a distribution point.  (2) is
  641.     usually for special 220V motor circuits, electric heaters, or
  642.     air conditioners.
  643.  
  644.     [Important Note: In the US, the NEC used to permit a circuit
  645.     similar to (2) be used for stoves and dryers - namely, three
  646.     conductor wiring, with a ground wire doing dual duty as a neutral.
  647.     As of the 1996 revision to the NEC, this is NO LONGER PERMITTED.]
  648.  
  649.     (1) is usually wired with three conductor wire: black for hot,
  650.     white for neutral, and bare for grounding.
  651.  
  652.     (2) and (3) have one hot wire coloured red, the other black, a
  653.     bare wire for grounding, and in (3) a white wire for neutral.
  654.  
  655.     You will sometimes see (2) wired with just a black, white and ground
  656.     wire.  Since the white is "hot" in this case, both the NEC and CEC
  657.     requires that the white wire be "permanently marked" at the ends
  658.     to indicate that it is a live wire.  Usually done with paint, nail
  659.     polish or sometimes electrical tape.
  660.  
  661.     Each circuit is attached to the main wires coming into the
  662.     panel through a circuit breaker or fuse.
  663.  
  664.     There are, in a few locales, circuits that look like (1), (2)
  665.     or (3) except that they have two bare ground wires.  Some places
  666.     require this for hot tubs and the like (one ground is "frame ground",
  667.     the other attaches to the motor).  This may or may not be an
  668.     alternative to GFCI protection.
  669.  
  670. ------------------------------
  671. Subject: "grounding" versus "grounded" versus "neutral".
  672.  
  673.     According to the terminology in the CEC and NEC, the
  674.     "grounding" conductor is for the safety ground, i.e., the green
  675.     or bare or green with a yellow stripe wire.  The word "neutral"
  676.     is reserved for the white when you have a circuit with more than 
  677.     one "hot" wire.  Since the white wire is connected to neutral and
  678.     the grounding conductor inside the panel, the proper term is
  679.     "grounded conductor".  However, the potential confusion between
  680.     "grounded conductor" and "grounding conductor" can lead to
  681.     potentially lethal mistakes - you should never use the bare wire
  682.     as a "grounded conductor" or white wire as the "grounding conductor",
  683.     even though they are connected together in the panel.
  684.  
  685.     [But not in subpanels - subpanels are fed neutral and ground
  686.     separately from the main panel.  Usually.]
  687.  
  688.     Note: do not tape, colour or substitute other colour wires for the
  689.     safety grounding conductor.
  690.  
  691.     In the trade, and in common usage, the word "neutral" is used
  692.     for "grounded conductor".  This FAQ uses "neutral" simply to
  693.     avoid potential confusion.  We recommend that you use "neutral"
  694.     too.  Thus the white wire is always (except in some light
  695.     switch applications) neutral.  Not ground.
  696.  
  697. ------------------------------
  698. Subject: What does a fuse or breaker do?  What are the differences?
  699.  
  700.     Fuses and circuit breakers are designed to interrupt the power
  701.     to a circuit when the current flow exceeds safe levels.  For
  702.     example, if your toaster shorts out, a fuse or breaker should
  703.     "trip", protecting the wiring in the walls from melting.  As
  704.     such, fuses and breakers are primarily intended to protect the
  705.     wiring -- UL or CSA approval supposedly indicates that the
  706.     equipment itself won't cause a fire.
  707.  
  708.     Fuses contain a narrow strip of metal which is designed to melt
  709.     (safely) when the current exceeds the rated value, thereby
  710.     interrupting the power to the circuit.  Fuses trip relatively
  711.     fast.  Which can sometimes be a problem with motors which have
  712.     large startup current surges.  For motor circuits, you can use
  713.     a "time-delay" fuse (one brand is "fusetron") which will avoid
  714.     tripping on momentary overloads.  A fusetron looks like a
  715.     spring-loaded fuse.  A fuse can only trip once, then it must be
  716.     replaced.
  717.  
  718.     Breakers are fairly complicated mechanical devices.  They
  719.     usually consist of one spring loaded contact which is latched
  720.     into position against another contact.  When the current flow
  721.     through the device exceeds the rated value, a bimetallic strip
  722.     heats up and bends.  By bending it "trips" the latch, and the
  723.     spring pulls the contacts apart.  Circuit breakers behave
  724.     similarly to fusetrons - that is, they tend to take longer to
  725.     trip at moderate overloads than ordinary fuses.  With high
  726.     overloads, they trip quickly.  Breakers can be reset a finite
  727.     number of times - each time they trip, or are thrown
  728.     when the circuit is in use, some arcing takes place, which
  729.     damages the contacts.  Thus, breakers should not be used in
  730.     place of switches unless they are specially listed for the
  731.     purpose.
  732.  
  733.     Neither fuses nor breakers "limit" the current per se.  A dead
  734.     short on a circuit can cause hundreds or sometimes even
  735.     thousands of amperes to flow for a short period of time, which
  736.     can often cause severe damage.
  737.  
  738. ------------------------------
  739. Subject: Breakers?  Can't I use fuses?
  740.  
  741.     Statistics show that fuse panels have a significantly higher
  742.     risk of causing a fire than breaker panels.  This is usually
  743.     due to the fuse being loosely screwed in, or the contacts
  744.     corroding and heating up over time, or the wrong size fuse
  745.     being installed, or the proverbial "replace the fuse with a
  746.     penny" trick.
  747.  
  748.     Since breakers are more permanently installed, and have better
  749.     connection mechanisms, the risk of fire is considerably less.
  750.  
  751.     Fuses are prone to explode under extremely high overload.  When
  752.     a fuse explodes, the metallic vapor cloud becomes a conducting
  753.     path.  Result?  From complete meltdown of the electrical panel,
  754.     melted service wiring, through fires in the electrical
  755.     distribution transformer and having your house burn down.
  756.     [This author has seen it happen.]  Breakers won't do this.
  757.  
  758.     Many jurisdictions, particularly in Canada, no longer permit
  759.     fuse panels in new installations.  The NEC does permit new
  760.     fuse panels in some rare circumstances (requiring the special
  761.     inserts to "key" the fuseholder to specific size fuses)
  762.  
  763.     Some devices, notably certain large air conditioners, require fuse
  764.     protection in addition to the breaker at the panel.  The fuse
  765.     is there to protect the motor windings from overload.  Check the
  766.     labeling on the unit.  This is usually only on large permanently
  767.     installed motors.  The installation instructions will tell you
  768.     if you need one.
  769.  
  770. ------------------------------
  771. Subject: What size wire should I use?
  772.  
  773.     For a 20 amp circuit, use 12 gauge wire.  For a 15 amp circuit,
  774.     you can use 14 gauge wire (in most locales).  For a long run,
  775.     though, you should use the next larger size wire, to avoid
  776.     voltage drops.  12 gauge is only slightly more expensive than
  777.     14 gauge, though it's stiffer and harder to work with.
  778.  
  779.     Here's a quick table for normal situations.  Go up a size for
  780.     more than 100 foot runs, when the cable is in conduit, or
  781.     ganged with other wires in a place where they can't dissipate
  782.     heat easily:
  783.  
  784.         Gauge        Amps
  785.         14        15
  786.         12        20
  787.         10        30
  788.         8        40
  789.         6        65
  790.     
  791.     We don't list bigger sizes because it starts getting very dependent
  792.     on the application and precise wire type.
  793.  
  794. ------------------------------
  795. Subject: Where do these numbers come from?
  796.  
  797.     There are two considerations, voltage drop and heat buildup.
  798.     The smaller the wire is, the higher the resistance is.  When
  799.     the resistance is higher, the wire heats up more, and there is
  800.     more voltage drop in the wiring.  The former is why you need
  801.     higher-temperature insulation and/or bigger wires for use in
  802.     conduit; the latter is why you should use larger wire for long
  803.     runs.
  804.  
  805.     Neither effect is very significant over very short distances.
  806.     There are some very specific exceptions, where use of smaller
  807.     wire is allowed.  The obvious one is the line cord on most
  808.     lamps.  Don't try this unless you're certain that your use fits
  809.     one of those exceptions; you can never go wrong by using larger
  810.     wire.
  811.  
  812. ------------------------------
  813. Subject: What does "14-2" mean?
  814.  
  815.     This is used to describe the size and quantity of conductors
  816.     in a cable.  The first number specifies the gauge.  The second
  817.     the number of current carrying conductors in the wire - but
  818.     remember there's usually an extra ground wire.  "14-2" means
  819.     14 gauge, two insulated current carrying wires, plus bare ground.
  820.  
  821.     -2 wire usually has a black, white and bare ground wire.  Sometimes
  822.     the white is red instead for 220V circuits without neutral.  In
  823.     the latter case, the sheath is usually red too.
  824.  
  825.     -3 wire usually has a black, red, white and bare ground wire.
  826.     Usually carrying 220V with neutral.
  827.  
  828. ------------------------------
  829. Subject: What is a "wire-nut"/"marrette"/"marr connector"?  How are they
  830.     used?
  831.  
  832.     A twist-on wire connector is a cone shaped threaded plastic
  833.     thingummy that's used to connect wires together.  "Marrette",
  834.     "Marr connector", "IDEAL Wire-nut(R)" are trade names.  You'll
  835.     usually use a lot of them in DIY wiring.
  836.  
  837.     In essence, you strip the end of the wires about an inch, twist them
  838.     together, then twist the connector on.
  839.  
  840.     While some connectors advertise that you don't need to twist the
  841.     wire, do it anyways - it's more mechanically and electrically
  842.     secure.  Unless the instructions specifically state otherwise...
  843.  
  844.     There are many different sizes of wire connector.  You should check
  845.     that the connector you're using is the correct size for the
  846.     quantity and sizes of wire you're connecting together.
  847.  
  848.     Don't just gimble the wires together with a pair of pliers or
  849.     your fingers.  Use a pair of blunt nose ("linesman") pliers,
  850.     and carefully twist the wires tightly and neatly.  Sometimes
  851.     it's a good idea to trim the resulting end to make sure it
  852.     goes in the connector properly.
  853.  
  854.     After twisting the connector on, give each wire a tug, and
  855.     make sure that nothing is loose.
  856.  
  857.     Some people wrap the "open" end of the connector with electrical
  858.     tape.  This is probably not a good idea - the inspector may
  859.     tear it off during an inspection.  It's usually done because
  860.     a bit of bare wire is exposed outside the connector - instead
  861.     of taping it, the connection should be redone.
  862.  
  863. ------------------------------
  864. Subject: What is a GFI/GFCI?
  865.  
  866.     A GFCI is a ``ground-fault circuit interrupter''.  It measures
  867.     the current current flowing through the hot wire and the
  868.     neutral wire.  If they differ by more than a few milliamps, the
  869.     presumption is that current is leaking to ground via some other
  870.     path.  This may be because of a short circuit to the chassis of
  871.     an appliance, or to the ground lead, or through a person.  Any
  872.     of these situations is hazardous, so the GFCI trips, breaking
  873.     the circuit.
  874.  
  875.     GFCIs do not protect against all kinds of electric shocks.  If,
  876.     for example, you simultaneously touched the hot and neutral
  877.     leads of a circuit, and no part of you was grounded, a GFCI
  878.     wouldn't help.  All of the current that passed from the hot
  879.     lead into you would return via the neutral lead, keeping the
  880.     GFCI happy.
  881.  
  882.     The two pairs of connections on a GFCI outlet are not symmetric.
  883.     One is labeled LOAD; the other, LINE.  The incoming power feed
  884.     *must* be connected to the LINE side, or the outlet will not be
  885.     protected.  The LOAD side can be used to protect all devices
  886.     downstream from it.  Thus, a whole string of outlets can be
  887.     covered by a single GFCI outlet.
  888.  
  889. ------------------------------
  890. Subject: Where should GFCIs be used?
  891.  
  892.     The NEC mandates GFCIs for 110V, 15A or 20A single phase
  893.     outlets, in bathrooms, kitchen counters within 6' of the sink, wet-bar
  894.     sinks, roof outlets, garages, unfinished basements or crawl spaces,
  895.     outdoors, near a pool, or just about anywhere else where you're likely
  896.     to encounter water or dampness.  There are exceptions for inaccessible
  897.     outlets, those dedicated to appliances ``occupying fixed space'',
  898.     typically refrigerators and freezers, and for sump pumps and
  899.     laundry appliances.
  900.  
  901.     The NEC now requires that if your replace an outlet in a
  902.     location now requiring GFCI, you must install GFCI protection.
  903.     Note in particular - kitchen and bathroom outlets.
  904.  
  905.     When using the "fixed appliance" rule for avoiding GFCI outlets,
  906.     single outlet receptacles must be used for single appliances,
  907.     duplex receptacles may be used for two appliances.
  908.  
  909.     The CEC does not mandate as many GFCIs.  In particular, there
  910.     is no requirement to protect kitchen outlets, or most garage or
  911.     basement outlets.  Basement outlets must be protected if you
  912.     have a dirt floor, garage outlets if they're near the door to
  913.     outside.  Bathrooms and most exterior outlets must have GFCIs,
  914.     as do pools systems and jacuzzi or whirlpool pumps.
  915.  
  916.     There are many rules about GFCIs with pools and so on.  This
  917.     is outside of our expertise, so we're not covering it in
  918.     detail.  See your inspector.
  919.  
  920.     When replacing an outlet, it must now be GFCI-protected if
  921.     such would now be required for a new installation.  That is,
  922.     a kitchen outlet installed per the 1984 code need not have
  923.     been protected, but if that outlet is ever replaced, GFCI
  924.     protection must now be added (under NEC).  This is explicit
  925.     in the 1993 NEC, and inspector-imposed in Canada.
  926.  
  927.     Even if you are not required to have GFCI protection, you may
  928.     want to consider installing it anyway.  Unless you need a GFCI
  929.     breaker (see below), the cost is low.  In the U.S., GFCI
  930.     outlets can cost as little as US$8.  (Costs are a bit higher in
  931.     Canada:  C$12.)  Evaluate your own risk factors.  Does your
  932.     finished basement ever get wet?  Do you have small children?
  933.     Do you use your garage outlets to power outdoor tools?  Does
  934.     water or melted snow ever puddle inside your garage?
  935.  
  936. ------------------------------
  937. Subject: Where shouldn't I use a GFCI?
  938.  
  939.     GFCIs are generally not used on circuits that (a) don't pose a
  940.     safety risk, and (b) are used to power equipment that must run
  941.     unattended for long periods of time.  Refrigerators, freezers,
  942.     and sump pumps are good examples.  The rationale is that GFCIs
  943.     are sometimes prone to nuisance trips.  Some people claim that
  944.     the inductive delay in motor windings can cause a momentary
  945.     current imbalance, tripping the GFCI.  Note, though, that most
  946.     GFCI trips are real; if you're getting a lot of trips for no
  947.     apparent reason, you'd be well-advised to check your wiring
  948.     before deciding that the GFCI is broken or useless.
  949.  
  950. ------------------------------
  951. Subject: What is the difference between a GFCI outlet and a GFCI breaker?
  952.  
  953.     For most situations, you can use either a GFCI outlet as the
  954.     first device on the circuit, or you can install a breaker with
  955.     a built-in GFCI.  The former is generally preferred, since GFCI
  956.     breakers are quite expensive.  For example, an ordinary GE
  957.     breaker costs ~US$5; the GFCI model costs ~US$35.  There is one
  958.     major exception:  if you need to protect a ``multi-wire branch
  959.     circuit'' (two or more circuits sharing a common neutral wire),
  960.     such as a Canadian-style kitchen circuit, you'll need a
  961.     multi-pole GFCI breaker.  Unfortunately, these are expensive;
  962.     the cost can range into the hundreds of dollars, depending on
  963.     what brand of panel box you have.  But if you must protect such
  964.     a circuit (say, for a pool heater), you have no choice.
  965.  
  966.     One more caveat -- GFCI outlets are bulky.  You may want to use
  967.     an oversize box when installing them.  On second thought, use
  968.     large (actually deep) boxes everywhere.  You'll thank yourself
  969.     for it.
  970.  
  971.     Incidentally, if you're installing a GFCI to ensure that one
  972.     specific outlet is protected (such as a bathroom), you don't
  973.     really have to go to all of the trouble to find the first
  974.     outlet in the circuit, you could simply find the first outlet
  975.     in the bathroom, and not GFCI anything upstream of it.  But
  976.     protecting the whole circuit is preferred.
  977.  
  978.     When you install a GFCI, it's a good idea to use the little
  979.     "ground fault protected" stickers that come with it and mark
  980.     the outlets downstream of the GFCI.  You can figure out which
  981.     outlets are "downstream", simply by tripping the GFCI with the
  982.     test button and see which outlets are dead.
  983.  
  984.     Note that the labels are mandatory for GFCI-protected-but-ungrounded
  985.     three prong outlets according to the NEC.
  986.  
  987. ------------------------------
  988. Subject: What's the purpose of the ground prong on an outlet, then?
  989.  
  990.     Apart from their use in electronics, which we won't comment on,
  991.     and for certain fluorescent lights (they won't turn on without
  992.     a good ground connection), they're intended to guard against
  993.     insulation failures within the device.  Generally, the case of
  994.     the appliance is connected to the ground lead.  If there's an
  995.     insulation failure that shorts the hot lead to the case, the
  996.     ground lead conducts the electricity away safely (and possibly
  997.     trips the circuit breaker in the process).  If the case is not
  998.     grounded and such a short occurs, the case is live -- and if
  999.     you touch it while you're grounded, you'll get zapped.  Of
  1000.     course, if the circuit is GFCI-protected, it will be a very
  1001.     tiny zap -- which is why you can use GFCIs to replace
  1002.     ungrounded outlets (both NEC and CEC).
  1003.  
  1004.     There are some appliances that should *never* be grounded.  In
  1005.     particular, that applies to toasters and anything else with
  1006.     exposed conductors.  Consider:  if you touch the heating
  1007.     electrode in a toaster, and you're not grounded, nothing will
  1008.     happen.  If you're slightly grounded, you'll get a small shock;
  1009.     the resistance will be too high.  But if the case were
  1010.     grounded, and you were holding it, you'd be the perfect path to
  1011.     ground...
  1012.  
  1013. ------------------------------
  1014. Subject: Grounding electrode system
  1015.  
  1016.     Note that full coverage of how to install a grounding electrode
  1017.     system is well beyond the scope of this FAQ.  The comments made
  1018.     here are primarily so that the reader understands what it is
  1019.     for, and some of its characteristics.
  1020.  
  1021.     The grounding electrode system is a method by which the neutral
  1022.     and grounding conductors are connected to the common "earth"
  1023.     reference.  The connection from the electrical system to the
  1024.     grounding system is made in only one place to avoid ground
  1025.     loops.
  1026.  
  1027.     The grounding electrode system is _not_ intended to carry much
  1028.     current.  Ground faults (Ie: hot to grounded case short) are
  1029.     conducted down the ground wire to where it is interconnected
  1030.     with the neutral and hopefully the breaker/fuse trips.  The
  1031.     grounding electrode does not participate in such a situation.
  1032.     While the conductors involved in this are relatively large, they're
  1033.     sized for lightning strikes and other extremely short duration
  1034.     events.  The grounding electrode system is specifically _not_
  1035.     expected to have enough conductivity to trip a 15A breaker.
  1036.  
  1037.     The grounding electrode often has a moderately high
  1038.     resistance.  For example, according to the NEC, an acceptable
  1039.     ground electrode system may have 25 ohms of resistance - only
  1040.     5A at 120V, not enough to trip a 15A breaker.
  1041.  
  1042.     A grounding electrode system usually consists of a primary
  1043.     grounding electrode, plus possibly a secondary electrode.  A
  1044.     primary electrode can be (if in direct contact with the earth):
  1045.     10' of ground rod.  10' of well casing or metallic water pipe
  1046.     (must be connected within 5' of pipe entrance to house).  20'
  1047.     of copper wire buried in the bottom of the footings.  A
  1048.     secondary electrode will be required if the primary is a water
  1049.     pipe or (NEC) if the primary electrode is >25 ohms to the
  1050.     dirt.
  1051.  
  1052. ------------------------------
  1053. Subject: Bonding requirements
  1054.  
  1055.     All "metallic systems" in a home that are capable of being
  1056.     energized are required to be bonded to the grounding system.
  1057.     This is usually taken to mean:  metallic water supply, metallic
  1058.     drain-waste-vent pipe, metal ducting, gas lines, and sometimes
  1059.     metallic structural elements (eg: metal framing systems).
  1060.  
  1061.     The rationale for this is simple: if somehow a hot conductor contacts
  1062.     a water pipe, say, you don't want every plumbing fixture in your
  1063.     home to become live.  The bonding attempts to ensure that you have
  1064.     a low resistance path to the ground system at the panel, and thence
  1065.     to the neutral - ensuring that this ground fault is stopped by
  1066.     a breaker or fuse tripping.  Remember that this is independent of
  1067.     the grounding electrode system's conductivity.
  1068.  
  1069.     Normally the bonding of most of these systems are done by the
  1070.     equipment involved.  Furnace ducting is grounded by the furnace
  1071.     connection.  Gas line grounding is done by the gas man ;-)
  1072.     So we'll mainly talk about water line grounding here.
  1073.  
  1074.     The NEC appears to insist that each electrically isolated section
  1075.     of metallic water pipe must be jumpered together.  Take particular
  1076.     note that you are required to provide a jumper wire that bypasses the
  1077.     main water meter (especially if you're using the water supply line
  1078.     as a grounding electrode), and a jumper between hot and cold if the
  1079.     water heater is an electrical insulator.  The CEC, for example,
  1080.     also requires that the frame of your clothes washer is bonded to the
  1081.     cold water supply pipe.
  1082.  
  1083.     Exact details of how this bonding should be done is beyond the scope of
  1084.     this FAQ.  It tends to be a 6ga wire running from the grounding terminal
  1085.     of the panel to a convenient copper pipe.  If the water supply is used
  1086.     as a grounding electrode, the rules become stricter (5' rule applies
  1087.     in NEC etc.)
  1088.  
  1089. ------------------------------
  1090. Subject: Testing grounding conductors and grounding electrodes.
  1091.  
  1092.     Testing grounds is a tricky and somewhat dangerous process.
  1093.     Testing for continuity is not enough.  Nor is simple resistance
  1094.     testing.  We will outline some possible approaches, but if
  1095.     you're the slightest bit uncomfortable, don't even think of
  1096.     trying these procedures.
  1097.  
  1098.     For a ground conductor to be good, the resistance must be
  1099.     "low".  It must also be robust enough to withstand an overload
  1100.     long enough to allow the fuse or breaker to trip.  The
  1101.     electrical code states, as a general principle, that the
  1102.     resistance of the grounding conductor be such that 4-5 times
  1103.     the current of the breaker rating will flow.  For example, if
  1104.     your breaker is 15A, the grounding conductor's resistance
  1105.     should be low enough to permit 60-75A to flow - around 2 ohms
  1106.     maximum at 120V.  For comparative purposes, 1000' of 14ga wire
  1107.     is 2.5 ohms.
  1108.  
  1109.     The difficulty in older homes is that the grounding conductor's
  1110.     condition may be that even though the resistance is < 2 ohms, a
  1111.     ground connection may blow out before the fuse/breaker goes,
  1112.     leaving the case of the appliance that just shorted out live.
  1113.  
  1114.     Therefore, you have to measure both the resistance and it's
  1115.     ability to stand up to load.
  1116.  
  1117.     One simple way to perform a "real" test is dead short the hot
  1118.     to ground and see if the fuse or breaker trips.  This is,
  1119.     unfortunately, _extremely_ dangerous.  The fuse might explode.
  1120.     The breaker may malfunction.  You may get sprayed with molten
  1121.     copper.  You may start a fire.  You may get electrocuted or
  1122.     blinded.  So don't even think of trying this.
  1123.  
  1124.     One moderately safe approach is to connect a 100W lightbulb
  1125.     between hot and the ground you wish to test.  The lamp should
  1126.     light fully.  If you have a voltmeter, test the voltage between
  1127.     the ground and the neutral.  You should see less than 2 volts.
  1128.     If the voltage is much higher, or the lamp dims, disconnect it
  1129.     quickly - the ground may be overheating somewhere.  The ground
  1130.     should be checked for poor connections.
  1131.  
  1132.     Testing a grounding electrode is a somewhat different matter.
  1133.     The codes aim for a dirt-to-electrode resistance of 25 ohms or
  1134.     better.  One moderately safe way is:
  1135.  
  1136.         - turn off the main panel
  1137.         - turn off all of the breakers
  1138.         - disconnect the grounding electrode from the rest of
  1139.           the system.  (often just a bolt in the panel)
  1140.         - connect a 5A fuse between the output of one 15A breaker
  1141.           and the grounding electrode.  (use a 5A automotive fuse
  1142.           in a pigtail holder)
  1143.         - turn on the main breaker and the single breaker connected
  1144.           to the 5A fuse.
  1145.         - if the 5A fuse blows, your ground is good.
  1146.  
  1147. ------------------------------
  1148. Subject: Why is one prong wider than the other?  Polarization
  1149.  
  1150.     Nowadays, many two-prong devices have one prong wider than the
  1151.     other.  This is so that the device could rely (not guaranteed!)
  1152.     on one specific wire being neutral, and the other hot.
  1153.     This is particularly advantageous in light fixtures, where the
  1154.     the shell should neutral (safety), or other devices which want to
  1155.     have an approximate ground reference (ie: some radios).
  1156.  
  1157.     Most 2-prong extension cords have wide prongs too.
  1158.  
  1159.     This requires that you wire your outlets and plugs the right
  1160.     way around.  You want the wide prong to be neutral, and the
  1161.     narrow one hot.  Most outlets have a darker metal for the
  1162.     hot screw, and lighter coloured screw for the neutral.
  1163.     If not, you can usually figure out which is which by which
  1164.     prong the terminating screw connects to.
  1165.  
  1166. ------------------------------
  1167. Subject: How do I convert two prong receptacles to three prong?
  1168.  
  1169.     Older homes frequently have two-prong receptacles instead
  1170.     of the more modern three.  These receptacles have no safety
  1171.     ground, and the cabling usually has no ground wire.  Neither
  1172.     the NEC or CEC permits installing new 2 prong receptacles anymore.
  1173.  
  1174.     There are several different approaches to solving this:
  1175.         1) If the wiring is done through conduit or BX, and the
  1176.            conduit is continuous back to the panel, you can connect
  1177.            the third prong of a new receptacle to the receptacle
  1178.            box.  NEC mainly - CEC frowns on this practice.
  1179.         2) If there is a metallic cold water pipe going nearby, and
  1180.            it's electrically continuous to the main house ground
  1181.            point, you can run a conductor to it from the third
  1182.            prong.  You MUST NOT assume that the pipe is continuous,
  1183.            unless you can visually check the entire length and/or
  1184.            test it.  Testing grounds is tricky - see "Testing
  1185.            Grounds" section.
  1186.         3) Run a ground conductor back to the main panel.
  1187.         4) Easiest: install a GFCI receptacle.  The ground lug
  1188.            should not be connected to anything, but the GFCI
  1189.            protection itself will serve instead.  The GFCI
  1190.            will also protect downstream (possibly also two prong
  1191.            outlets).  If you do this to protect downstream outlets,
  1192.            the grounds must not be connected together.  Since it
  1193.            wouldn't be connected to a real ground, a wiring fault
  1194.            could energize the cases of 3 prong devices connected
  1195.            to other outlets.  Be sure, though, that there aren't
  1196.            indirect ground plug connections, such as via the sheath
  1197.            on BX cable.
  1198.  
  1199.     The CEC permits you to replace a two prong receptacle with a three
  1200.     prong if you fill the U ground with a non-conducting goop.
  1201.     Like caulking compound.  This is not permitted in the NEC.
  1202.  
  1203.     The NEC requires that three prong receptacles without ground
  1204.     that are protected by GFCI must be labelled as such.
  1205.  
  1206.     See the next section about computers on GFCI-protected groundless
  1207.     outlets.
  1208.  
  1209. ------------------------------
  1210. Subject: Surges, spikes, zaps, grounding and your electronics
  1211.  
  1212.     Theoretically, the power coming into your house is a perfect AC
  1213.     sine wave.  It is usually quite close.  But occasionally, it
  1214.     won't be.  Lightning strikes and other events will affect the
  1215.     power.  These usually fall into two general categories: very
  1216.     high voltage spikes (often into 1000s of volts, but usually
  1217.     only a few microseconds in length) or surges (longer duration,
  1218.     but usually much lower voltage).
  1219.  
  1220.     Most of your electrical equipment, motors, transformer-operated
  1221.     electronics, lights, etc., won't even notice these one-shot
  1222.     events.  However, certain types of solid-state electronics,
  1223.     particularly computers with switching power supplies and MOS
  1224.     semiconductors, can be damaged by these occurances.  For
  1225.     example, a spike can "punch a hole" through an insulating layer
  1226.     in a MOS device (such as that several hundred dollar 386 CPU),
  1227.     thereby destroying it.
  1228.  
  1229.     The traditional approach to protecting your electronics is to
  1230.     use "surge suppressors" or "line filters".  These are usually
  1231.     devices that you plug in between the outlet and your
  1232.     electronics.
  1233.  
  1234.     Roughly speaking, surge suppressors work by detecting
  1235.     overvoltages, and shorting them out.  Think of them as voltage
  1236.     limiters.  Line filters usually use frequency-dependent
  1237.     circuits (inductors, capacitors etc.) to "tune out" undesirable
  1238.     spikes - preventing them from reaching your electronics.
  1239.  
  1240.     So, you should consider using suppressors or filters on your
  1241.     sensitive equipment.
  1242.  
  1243.     These devices come in a very wide price range.  From a couple
  1244.     of dollars to several hundred.  We believe that you can protect
  1245.     your equipment from the vast majority of power problems by
  1246.     selecting devices in the $20-50 range.
  1247.  
  1248.     A word about grounding: most suppressors and EFI filters
  1249.     require real grounds.  Any that don't are next to useless.
  1250.  
  1251.     For example, most surge suppressors use MOVs (metal oxide
  1252.     varistors) to "clamp" overvoltages.  Yes, you can have a
  1253.     suppressor that only has a MOV between neutral and hot to
  1254.     combat differential-mode voltage excursions, but that isn't
  1255.     enough.  You need common-mode protection too.  Good suppressors
  1256.     should have 3 MOVs, one between each pair of wires.  Which
  1257.     means you should have a good solid ground.  Eg: a solidly
  1258.     connected 14ga wire back to the panel.  Not rusty BX armour or
  1259.     galvanized pipe with condensation turning the copper connection
  1260.     green.
  1261.  
  1262.     Without a ground, a surge or spike is free to "lift" your
  1263.     entire electronics system well away from ground.  Which is
  1264.     ideal for blowing out interface electronics for printer ports
  1265.     etc.
  1266.  
  1267.     Secondly, static electricity is one of the major enemies of
  1268.     electronics.  Having good frame grounds is one way of
  1269.     protecting against static zaps.
  1270.  
  1271.     If you're in the situation of wanting to install computer
  1272.     equipment on two wire groundless circuits take note:
  1273.  
  1274.     Adding a GFCI outlet to the circuit makes the circuit safe for
  1275.     you.  But it doesn't make it safe for your equipment - you need
  1276.     a ground to make surge suppressors or line filters effective.
  1277.  
  1278. ------------------------------
  1279. Subject: Are you sure about GFCIs and ungrounded outlets?
  1280.     Should the test button work?
  1281.  
  1282.     The NEC, section 210-7(d), and CEC, section 26-700(9), are quite
  1283.     explicit that GFCIs are a legal substitute for a grounded outlet
  1284.     in an existing installation where there is no ground available in
  1285.     the outlet box.
  1286.  
  1287.     But your local codes may vary.  As for the TEST button -- there's
  1288.     a resistor connecting the LOAD side of the hot wire to the LINE
  1289.     side of the neutral wire when you press the TEST button.  Current
  1290.     through this resistor shows up as an imbalance, and trips the GFCI.
  1291.     This is a simple, passive, and reliable test, and doesn't require
  1292.     a real ground to work.  If your GFCI does not trip when you press
  1293.     the TEST button, it is very probably defective or miswired.  Again:
  1294.     if the test button doesn't work, something's broken, and potentially
  1295.     dangerous.  The problem should be corrected immediately.
  1296.  
  1297.     The instructions that come with some GFCIs specify that the ground
  1298.     wire must be connected.  We do not know why they say this.  The
  1299.     causes may be as mundane as an old instruction sheet, or with the
  1300.     formalities of UL or CSA listing -- perhaps the device was never
  1301.     tested without the ground wire being connected.  On the other hand,
  1302.     UL or CSA approval should only have been granted if the device
  1303.     behaves properly in *all* listed applications, including ungrounded
  1304.     outlet replacement.  (One of us called Leviton; their GFCIs are
  1305.     labeled for installation on grounded circuits only.  The technician
  1306.     was surprised to see that; he agreed that the NEC does not require
  1307.     it, and promised to investigate.)
  1308.  
  1309.