home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ HAM Toolkit / HAM Toolkit.iso / text / arrl / faqelec2.txt < prev    next >
Internet Message Format  |  1994-01-25  |  40KB

  1. From arrl.org!psinntp!psinntp!news.intercon.com!howland.reston.ans.net!torn!nott!cunews!revcan!ecicrl!clewis Mon Jan 17 14:55:00 1994
  2. Xref: arrl.org sci.electronics:1014 news.answers:385
  3. Path: arrl.org!psinntp!psinntp!news.intercon.com!howland.reston.ans.net!torn!nott!cunews!revcan!ecicrl!clewis
  4. From: clewis@ferret.ocunix.on.ca (Chris Lewis)
  5. Newsgroups: misc.consumers.house,rec.woodworking,sci.electronics,news.answers,misc.answers,rec.answers,sci.answers
  6. Subject: Electrical Wiring FAQ [Part 2/2]
  7. Summary: A series of questions and answers about house wiring
  8. Message-ID: <wirefaq.2_758443198@ferret.ocunix.on.ca>
  9. Date: 13 Jan 94 06:41:11 GMT
  10. Expires: 10 Feb 94 06:39:58 GMT
  11. References: <wirefaq.1_758443198@ferret.ocunix.on.ca>
  12. Reply-To: wirefaq@ferret.ocunix.on.ca (Wiring FAQ commentary reception)
  13. Followup-To: poster
  14. Lines: 836
  15. Approved: news-answers-request@mit.edu
  16. Supersedes: <wirefaq.2_757233572@ferret.ocunix.on.ca>
  17.  
  18. Archive-name: electrical-wiring/part2
  19. Last-modified: Thu Dec  2 02:22:21 EST 1993
  20.  
  21.             Copyright 1991, 1992, 1993
  22.               Chris Lewis and Steven Bellovin
  23.  
  24.         Redistribution for profit, or in altered content/format
  25.         prohibited without permission of the authors.
  26.  
  27. Subject: What kind of outlets do I need in a kitchen?
  28.  
  29.     The NEC requires at least two 20 amp ``small appliance
  30.     circuits'' for kitchen counters.  The CEC requires split-duplex
  31.     receptacles.  Outlets must be installed such that no point is more
  32.     than 24" (NEC) (900 mm CEC) from an outlet.  Every counter wider
  33.     than 12" (NEC) or 300 mm (CEC) must have at least one outlet.
  34.     The circuit these outlets are on may not feed any outlets except
  35.     in the kitchen, pantry, or dining room.  Furthermore, these circuits
  36.     are in addition to any required for refrigerators, stoves, microwaves,
  37.     lighting, etc.  Non-dedicated outlets within 6' of a sink *must* be
  38.     protected by a GFCI (NEC only).
  39.  
  40.     Split duplex receptacles are fed with a 220V circuit.  The tab
  41.     is broken on the hot side of the outlet, and one hot goes to
  42.     the upper outlet, and the other hot goes to the lower outlet.
  43.     The neutral connects to both outlets through one screw.  When
  44.     "carrying through" to another outlet, the neutral must be
  45.     pigtailed, such that removing the outlet, or having the neutral
  46.     connection fall off doesn't cause the neutral to disconnect
  47.     from downstream outlets.
  48.  
  49. Subject: Where must outlets and switches be in bathrooms?
  50.  
  51.     There must be at least one outlet in each bathroom, adjacent to
  52.     the sink, in addition to any outlet that may be incorporated in
  53.     the light fixture.  All such outlets *must* be GFCI-protected.
  54.  
  55.     The NEC says that switches may not be installed inside bathtubs
  56.     or showers.  The CEC says that switches may not be installed
  57.     "within reach" of bathtubs or showers (consult an inspector
  58.     if you can't make it at least four feet).
  59.  
  60. Subject: General outlet placement rules/line capacities (NEW)
  61.  
  62.     We paraphrase CEC 26-702 (NEC: 210-52 through 210-63)
  63.  
  64.     Note: In laying out receptacle outlets, consideration shall be given
  65.     to the placement of electrical baseboards, hot air registers, hot
  66.     water or steam registers, with a view of eliminating cords having to
  67.     pass over hot or conductive surfaces wherever possible.
  68.  
  69.     NEC:  You're not allowed to put outlets over electric baseboards.
  70.     That, coupled with the spacing requirements, more or less mandates
  71.     the use of baseboards with integral outlets.  Note that such outlets
  72.     are fed by a different branch circuit than the heating elements.
  73.  
  74.     2. Except as otherwise required, receptacles shall be installed
  75.     in the finished walls of every room or area, other than kitchens,
  76.     bathrooms, hallways, laundry rooms, utility rooms or closests, so
  77.     that no point along the floor line of any usable wall space is more
  78.     than 1.8m (6') horizontally from a receptacle in that or an
  79.     adjoining space, such distance being measured along the floor line
  80.     of the wall spaces involved.
  81.  
  82.     Fixed dividers, counters, etc., are considered wall space.  Floor
  83.     outlets do not satisfy the requirement unless they are ``near'' the
  84.     wall.  Insofar as practical, outlets should be spaced equidistantly.
  85.  
  86.     3. At least one duplex receptacle shall be provided in each enclosed
  87.     area such as a balcony or porch that is not classified as a finished
  88.     room or area.
  89.  
  90.     [NEC doesn't seem to have this rule.]
  91.  
  92.     4. The receptacles referred to in (2) and (3) shall be duplex
  93.     receptacles or equivalent number of single receptacles.
  94.  
  95.     5. "Usable wall space" is defined as any wall space 900mm (3', NEC 2')
  96.     or more in width, not to include doorways, areas occupied by a door
  97.     when fully opened, windows which extend to the floor, fireplaces or
  98.     other permanent installations that would limit the use of the wall
  99.     space.
  100.  
  101.     6.  See kitchen counter requirements.  At least one duplex receptacle
  102.     in eat-in dining area.
  103.  
  104.     [We don't think the latter part is in the NEC.  Also, the NEC says that
  105.     the two 20-amp small appliance circuits can't go outside of the kitchen,
  106.     dining room, pantry, etc., nor can they be used for anything else,
  107.     except for things like clock outlets, stove accessory outlets, etc.]
  108.  
  109.     7. Receptacles shall not be mounted facing up in the work surfaces or
  110.     counters of the kitchen or dining area.
  111.  
  112.     8. No point in a hallway within a dwelling unit shall be more than
  113.     4.5m (15', NEC 10') from a duplex receptacle as measured by the shortest
  114.     path which the supply cord of an appliance connected to the receptacle
  115.     would follow without passing through an openning fitted with a door.
  116.     (vacuum-cleaner rule).
  117.  
  118.     9. At least one duplex receptacle shall be provided: in laundry
  119.     room, utility room and any unfinshed basement area
  120.     
  121.     [NEC: see GFCI requirements.  There must be a dedicated 20 amp laundry
  122.     receptacle, with no other outlets, plus an additional unfinished
  123.     basement receptacle.  Any attic or crawl space with heating or air
  124.     conditioning equipment must have a receptacle. (this is probably
  125.     in the CEC too.)]
  126.  
  127.     10, 11, 12, 13:  See bathroom requirements, GFCI, washing machine
  128.     outlet placement.
  129.  
  130.     14, 15. Outlets shall not be placed in ironing cabinets, cupboards,
  131.     wall cabinets, nor in similar enclosures except where they're
  132.     for specific non-heating appliances (including microwave) in
  133.     the enclosure.
  134.  
  135.     [NEC: No such requirement.  Are you sure Steven?]
  136.  
  137.     16, 17. For each single-family dwelling, at least one duplex receptacle
  138.     shall be installed outdoors to be readily available from ground level
  139.     (see GFCI requirements).  Appendix B (additional notes) suggests front
  140.     and back outlets to be controlled by an interior switch.
  141.  
  142.     [NEC:  One in front, one in back.  No discussion of them being switched.]
  143.  
  144.     18. At least one duplex receptacle shall be provided for each car space
  145.     in a garage or carport.
  146.  
  147.     [NEC:  For an attached garage, or detached garage with electric service --
  148.     but there is no requirement that detached garages have power.  This remark
  149.     is probably relevant to CEC as well.]
  150.  
  151.     19. For the purposes of this rule, all receptacles shall be of the
  152.     grounding type, configuration 5-15R (standard 110V/15A 3 prong).
  153.  
  154.     20. Any receptacle that is part of a lighting fixture or appliance
  155.     that is > 1.7m (5 feet) above the floor, or in cabinets or cupboards,
  156.     is not counted in the above rules.
  157.  
  158.     21. Where a switched duplex outlet is used in lieu of a light outlet
  159.     and fixture, the receptacle shall be considered one of the wall mounted
  160.     receptacles required here.
  161.  
  162.     22. At least one duplex receptacle shall be provided for a central
  163.     vacuum system if the ducting is installed.
  164.  
  165.     [NEC:  couldn't find an equivalent rule.]
  166.  
  167.     Capacities: Knight recommends no more than 10 outlets per circuit.
  168.     Some US references talk about a limit of 12.  There appears to be a
  169.     wattage/area/outlet count calculation somewhere in the NEC.  20A circuits
  170.     may have different rules.
  171.     
  172.     It is open to considerable debate whether you should mix general lighting
  173.     and outlets on individual circuits.  Knight recommends it.  Some netters
  174.     don't.  I tend towards the former for load balancing reasons.
  175.  
  176.     NEC: There's a new rule on outdoor outlets.  If exposed to the weather,
  177.     and if used for unattended equipment (pool filters, outdoor lighting,
  178.     etc.), the outlet must still be weatherproof even when the device is
  179.     plugged in.
  180.  
  181. Subject: What is Romex/NM/NMD?  What is BX?  When should I use each?
  182.  
  183.     Romex is a brand name for a type of plastic insulated wire.
  184.     Sometimes called non-metallic sheath.  The formal name is NM.
  185.     This is suitable for use in dry, protected areas (ie: inside
  186.     stud walls, on the sides of joists etc.), that are not subject
  187.     to mechanical damage or excessive heat.  Most newer homes are
  188.     wired almost exclusively with NM wire.  There are several
  189.     different categories of NM cable.
  190.  
  191.     BX cable -- technically known as armored cable or "AC" has a
  192.     flexible aluminum or steel sheath over the conductors and is
  193.     fairly resistant to damage.
  194.  
  195.     TECK cable is AC with an additional external thermoplastic
  196.     sheath.
  197.     
  198.     Protection for cable in concealed locations: where NM or AC cable
  199.     is run through studs, joists or similar wooden members, the outer
  200.     surface of the cable must be kept at least 32mm/1.25" (CEC & NEC)
  201.     from the edges of the wooden members, or the cable should be protected
  202.     from mechanical injury.  This latter protection can take the form of
  203.     metal plates (such as spare outlet box ends) or conduit.
  204.  
  205.     [Note: inspector-permitted practice in Canada suggests that armored
  206.     cable, or flexible conduit can be used as the mechanical protection,
  207.     but this is technically illegal.]
  208.  
  209.     Additional protection recommendations: [These are rules in the
  210.     Canadian codes.  The 1993 NEC has many changes that bring
  211.     it close to these rules.  These are reasonable answers to the
  212.     vague "exposed to mechanical damage" in both the NEC and CEC.]
  213.  
  214.         - NM cable should be protected against mechanical damage
  215.           where it passes through floors or on the surface of walls
  216.           in exposed locations under 5 feet from the floor.
  217.           Ie: use AC instead, flexible conduit, wooden guards etc.
  218.         - Where cable is suspended, as in, connections to furnaces
  219.           or water heaters, the wire should be protected.  Canadian
  220.           practice is usually to install a junction or outlet
  221.           box on the wall, and use a short length of AC cable
  222.           or NM cable in flexible conduit to "jump" to the appliance.
  223.           Stapling NM to a piece of lumber is also sometimes used.
  224.         - Where NM cable is run in close proximity to heating
  225.           ducts or pipe, heat transfer should be minimized by
  226.           means of a 25mm/1" air space, or suitable insulation
  227.           material (a wad of fiberglass).
  228.         - NM cable shall be supported within 300mm/1' of every box
  229.           or fitting, and at intervals of no more than 1.5m/5'.
  230.           Holes in joists or studs are considered "supports".
  231.           Some slack in the cable should be provided adjacent to
  232.           each box.  [while fishing cable is technically in violation,
  233.           it is permitted where "proper" support is impractical]
  234.         - 2 conductor NM cable should never be stapled on edge.
  235.           [Knight also insists on only one cable per staple, referring
  236.           to the "workmanship" clause, but this seems more honoured
  237.           in the breach...]
  238.         - cable should never be buried in plaster, cement or
  239.           similar finish, except were required by code [Ie: cable
  240.           burial with shallow bedrock.].
  241.         - cable should be protected where it runs behind baseboards.
  242.         - Cable may not be run on the upper edge of ceiling joists
  243.           or the lower edges of rafters where the headroom is more
  244.           than 1m (39").
  245.  
  246.     Whenever BX cable is terminated at a box with a clamp, small
  247.     plastic bushings must be inserted in the end of the cable to
  248.     prevent the clamps forcing the sharp ends of the armor through
  249.     the insulation.
  250.  
  251.     Whenever BX cable is buried in thermal insulation, 90C
  252.     wire should be selected, but derated in current carrying
  253.     capacity to 60C.
  254.  
  255.     BX is sometimes a good idea in a work shop unless covered by
  256.     solid wall coverings.
  257.  
  258.     In places where damage is more likely (like on the back wall of
  259.     a garage ;-), you may be required to use conduit, a
  260.     UL- (or CSA-) approved metal pipe.  You use various types of
  261.     fittings to join the pipe or provide entrance/exit for the
  262.     wire.
  263.  
  264.     Service entrances frequently use a plastic conduit.
  265.  
  266.     In damp places (eg: buried wiring to outdoor lighting) you will
  267.     need special wire (eg: CEC NMW90, NEC UF).  NMW90 looks like
  268.     very heavy-duty NMD90.  You will usually need short lengths of
  269.     conduit where the wire enters/exits the ground.  [See underground
  270.     wiring section.]
  271.  
  272.      Thermoplastic sheath wire (such as NM, NMW etc.) should not be
  273.      exposed to direct sunlight unless explicitly approved for that
  274.      purpose.
  275.  
  276.     Many electrical codes do not permit the routing of wire through
  277.     furnace ducts, including cold air return plenums constructed
  278.     by metal sheeting enclosing joist spaces.   The reason for this
  279.     is that if there's a fire, the ducting will spread toxic gasses
  280.     from burning insulation very rapidly through the building.
  281.     Teflon insulated wire is permitted in plenums in many areas.
  282.     
  283.      Canada appears to use similar wire designations to the US,
  284.      except that Canadian wire designations usually include the
  285.      temperature rating in Celsius.  Eg: "AC90" versus "AC".
  286.     In the US, NM-B is 90 degrees celcius.
  287.  
  288.     NOTE: local codes vary.  This is one of the items that changes
  289.     most often.  Eg: Chicago codes require conduit *everywhere*.
  290.     There are very different requirements for mobile homes.
  291.     Check your local codes, *especially* if you're doing anything
  292.     that's the slightest out of the ordinary.
  293.  
  294.     Wire selection table (incomplete - the real tables are enormous,
  295.     uncommon wire types or applications omitted)
  296.  
  297.     Condition            Type    CEC    NEC
  298.  
  299.     Exposed/Concealed dry        plastic    NMD90    NM
  300.                     armor    AC90    AC
  301.                         TECK90
  302.  
  303.     Exposed/Concealed damp        plastic    NMD90    NMC
  304.                     armor    ACWU90
  305.                         TECK90
  306.  
  307.     Exposed/Concealed wet        plastic    NMWU90
  308.                     armor    ACWU90
  309.                         TECK90
  310.     
  311.     Exposed to weather        plastic    NMWU
  312.                         TW etc.
  313.                     armor    TECK90
  314.     
  315.     Direct earth burial/        plastic    NMWU*    UF
  316.     Service entrance            RWU
  317.                         TWU
  318.                     armor    RA90
  319.                         TECK90
  320.                         ACWU90
  321.     [* NMWU not for service entrance]
  322.  
  323. Subject: Should I use plastic or metal boxes?
  324.  
  325.     The NEC permits use of plastic boxes with non-metallic cable
  326.     only.  The reasoning is simple -- with armored cable, the box
  327.     itself provides ground conductor continuity.  U.S. plastic
  328.     boxes don't use metal cable clamps.
  329.  
  330.     The CEC is slightly different.  The CEC never permits cable
  331.     armor as a grounding conductor.  However, you must still
  332.     provide ground continuity for metallic sheath.  The CEC also
  333.     requires grounding of any metal cable clamps on plastic boxes.
  334.  
  335.     The advantage of plastic boxes is comparatively minor even for
  336.     non-metallic sheathed cable -- you can avoid making one ground
  337.     connection and they sometimes cost a little less.  On the other
  338.     hand, plastic boxes are more vulnerable to impacts.  For
  339.     exposed or shop wiring, metal boxes are probably better.
  340.  
  341.     Metal receptacle covers must be grounded, even on plastic
  342.     boxes.  This may be achieved by use of a switch with ground
  343.     connection.
  344.  
  345. Subject: Junction box positioning?
  346.  
  347.     A junction box is a box used only for connecting wires together.
  348.  
  349.     Junction boxes must be located in such a way that they're accessible
  350.     later.  Ie: not buried under plaster.  Excessive use of junction
  351.     boxes is often a sign of sloppy installation, and inspectors may
  352.     get nasty.
  353.  
  354. Subject: Can I install a replacement light fixture?
  355.  
  356.     In general, one can replace fixtures freely, subject to a few
  357.     caveats.  First, of course, one should check the amperage
  358.     rating of the circuit.  If your heart is set on installing half
  359.     a dozen 500 watt floodlights, you may need to run a new wire
  360.     back to the panel box.  But there are some more subtle
  361.     constraints as well.  For example, older house
  362.     wiring doesn't have high-temperature insulation.  The excess
  363.     heat generated by a ceiling-mounted lamp can and will cause the
  364.     insulation to deteriorate and crack, with obvious bad results.
  365.     Some newer fixtures are specifically marked for high
  366.     temperature wire only.  (You may find, in fact, that your
  367.     ceiling wiring already has this problem, in which case
  368.     replacing any devices is a real adventure.)
  369.  
  370.     Other concerns include providing a suitable ground for some
  371.     fluorescent fixtures, and making sure that the ceiling box and
  372.     its mounting are strong enough to support the weight of a heavy
  373.     chandelier or ceiling fan.  You may need to install a new box
  374.     specifically listed for this purpose.  A 2x4 across the ceiling
  375.     joists makes a good support.  Metal brackets are also available
  376.     that can be fished into ceilings thru the junction box hole and
  377.     mounted between the joists.
  378.  
  379.     There are special rules for recessed light fixtures such as
  380.     "pot" lamps or heat lamps.  When these are installed in insulated
  381.     ceilings, they can present a very substantial fire hazard.
  382.     The CEC provides for the installation of pot lamps in insulated
  383.     ceilings, provided that the fixture is boxed in a "coffin" (usually
  384.     8'x16"x12" - made by making a pair of joists 12" high, and covering
  385.     with plywood) that doesn't have any insulation.  (Yes, that's 8 *feet*
  386.     long)
  387.  
  388.     NEC rules are somewhat less stringent.  They require at least 3"
  389.     clearance between the fixture and any sort of thermal insulation.
  390.     The rules also say that one should not obstruct free air movement,
  391.     which means that a CEC-style ``coffin'' might be worthwhile.
  392.     Presumably, that's up to the local inspector.  [The CEC doesn't
  393.     actually mandate the coffin per-se, this seems to be an inspector
  394.     requirement to make absolutely certain that the fixture can't get
  395.     accidentally buried in insulation.  Ie: if you have insulation blown
  396.     in later.]
  397.  
  398.     There are now fixtures that contain integral thermal cutouts and
  399.     fairly large cases that can be buried directly in insulation.  They are
  400.     usually limited to 75 watt bulbs, and are unfortunately, somewhat
  401.     more expensive than the older types.  Before you use them, you should
  402.     ensure that they have explicit UL or CSA approval for such uses.
  403.     Follow the installation instructions carefully; the prescribed location
  404.     for the sensor can vary.
  405.  
  406.     There does not yet appear to be a heat lamp fixture that is approved
  407.     for use in insulation.  The "coffin" appears the only legal approach.
  408.  
  409. Subject: Noisy fluorescent fixtures, what do I do?
  410.  
  411.     Many fluorescent fixtures tend to buzz, objectionably so when used in
  412.     residential (rather than warehouse or industrial) situations.  This
  413.     tends to be the result of magnetic/physical resonances at the
  414.     (low) frequencies that standard fixture ballasts operate.  You
  415.     can eliminate this problem by switching to electronic ballasts,
  416.     which operate at a higher (inaudible) frequency.  Unfortunately,
  417.     these are quite expensive.
  418.  
  419. Subject: What does it mean when the lights brighten when a motor starts?
  420.  
  421.     This usually means that the neutral wire in the panel is
  422.     loose.  Depending on the load balance, one hot wire may end up
  423.     being more than 110V, and the other less than 110V, with
  424.     respect to ground.  This is a very hazardous situation - it can
  425.     destroy your electronic equipment, possibly start fires, and in
  426.     some situations electrocute you (ie: some US jurisdictions
  427.     require the stove frame connected to neutral).
  428.  
  429.     If this happens, contact your electrical authority immediately
  430.     and have them come and check out the problem.
  431.  
  432.     Note: a brief (< 1 second) brightening is sometimes normal with
  433.     lighting and motors on the same 220V with neutral circuit.  A
  434.     loose main panel neutral will usually show increased brightness
  435.     far longer than one second.  In case of doubt, get help.
  436.  
  437. Subject: What is 3 phase power?  Should I use it?  Can I get it in my house?
  438.  
  439.     Three phase power has three "hot" wires, 120 degrees out of
  440.     phase with each other.  These are usually used for large motors
  441.     because it is more "efficient", provides a bit more starting torque,
  442.     and because the motors are simpler and hence cheaper.
  443.  
  444.     You're most likely to encounter a 3 phase circuit that shows
  445.     110 volts between any hot and ground, and 208 volts between
  446.     any two hots.  The latter shows the difference between a normal
  447.     220V/110V common neutral circuit, which is 240 volts between the
  448.     two hots.  There are 3 phase circuits with different voltages.
  449.  
  450.     Bringing in a 3 phase feed to your house is usually
  451.     ridiculously expensive, or impossible.  If the equipment you
  452.     want to run has a standard motor mount, it is *MUCH* cheaper to
  453.     buy a new 110V or 220V motor for it.  In some cases it is
  454.     possible to run 3 phase equipment on ordinary power if you have
  455.     a "capacitor start" unit, or use a larger motor as a
  456.     (auto-)generator.  These are tricky, but are a good solution if
  457.     the motor is non-standard size, or too expensive or too big to
  458.     replace.  The Taunton Press book ``The Small Shop'' has an
  459.     article on how to do this if you must.
  460.  
  461.     Note that you lose any possible electrical efficiency by using
  462.     such a converter.  The laws of thermodynamics guarantee that.
  463.  
  464. Subject: Is it better to run motors at 110 or 220?
  465.  
  466.     Theoretically, it doesn't make any difference.  However, there
  467.     is a difference is the amount of power lost in the supply
  468.     wiring.  All things being equal, a 110V motor will lose 4 times
  469.     more power in the house wiring than a 220V motor.  This also
  470.     means that the startup surge loss will be less, and the motor
  471.     will get to speed quicker with 220V.  And in some circumstances,
  472.     the smaller power loss will lead to longer motor life.
  473.  
  474.     This is usually irrelevant unless the supply wires are more
  475.     than 50 feet long.
  476.  
  477. Subject: What is this nonsense about 3HP on 110V 15A circuits?
  478.  
  479.     It is a universal physical law that 1 HP is equal to 746
  480.     watts.  Given heating loss, power factor and other inefficiencies,
  481.     it is usually best to consider 1 HP is going to need 1000-1200
  482.     watts.  A 110V 15A circuit can only deliver 1850 watts to a motor,
  483.     so it cannot possibly be more than approximately 2 HP.  Given rational
  484.     efficiency factors, 1.5HP is more like it.
  485.  
  486.     Some equipment manufacturers (Sears in particular, most router
  487.     manufacturers in general ;-) advertise a HP rating that is far
  488.     in excess of what is possible.  They are giving you a "stall
  489.     horsepower" or similar.  That means the power is measured when
  490.     the motor is just about to stop turning because of the load.
  491.     What they don't mention is that if you kept it in that
  492. |    condition for more than a few seconds your motor will melt - the
  493. |    motor is drawing far more current than its continuous rating.
  494.  
  495.     When comparing motors, compare the continuous horsepower.  This
  496.     should be on the motor nameplate.  If you can't find that figure,
  497.     check the amperage rating, which is always present.
  498.  
  499. Subject: How should I wire my shop?
  500.  
  501.     As with any other kind of wiring, you need enough power for all
  502.     devices that will be on simultaneously.  The code specifies
  503.     that you should stay under 80% of the nominal capacity of the
  504.     circuit.  For typical home shop use, this means one circuit for
  505.     the major power tools, and possibly one for a dust collector or
  506.     shop vac.  Use at least 12 gauge wire -- many power tools have
  507.     big motors, with a big start-up surge.  If you can, use 20 amp
  508.     breakers (NEC), though CEC requires standard 20A receptacles
  509.     which means you'd have to "replug" all your equipment.  Lights
  510.     should either be on a circuit of their own -- and not shared
  511.     with circuits in the rest of the house -- or be on at least two
  512.     separate circuits.  The idea is that you want to avoid a
  513.     situation where a blade is still spinning at several thousand
  514.     RPM, while you're groping in the dark for the OFF switch.
  515.  
  516.     Do install lots of outlets.  It's easier to install them in the
  517.     beginning, when you don't have to cut into an existing cable.
  518.     It's useful if at least two circuits are accessible at each
  519.     point, so you can run a shop vac or a compressor at the same
  520.     time as the tool you really want.  But use metal boxes and
  521.     plates, and maybe even metal-sheathed cable; you may have
  522.     objects flying around at high speeds if something goes a bit
  523.     wrong.
  524.  
  525.     Note that some jurisdictions have a "no horizontal wiring"
  526.     rule in workshops or other unfinished areas that are used
  527.     for working.  What this means is that all wiring must be
  528.     run along structural members.  Ie: stapled to studs.
  529.  
  530.     Other possible shop circuits include heater circuits, 220V
  531.     circuits for some large tools, and air compressor circuits.
  532.     Don't overload circuits, and don't use extension cords if you
  533.     can help it, unless they're rated for high currents.  (A coiled
  534.     extension cord is not as safe as a straight length of wire of
  535.     the same gauge.  Also, the insulation won't withstand as much
  536.     heat, and heat dissipation is the critical issue.)
  537.  
  538.     If your shop is located at some remove from your main panel,
  539.     you should probably install a subpanel, and derive your shop
  540.     wiring from it.  If you have young children, you may want to
  541.     equip this panel with a cut-off switch, and possibly a lock.
  542.     If you want to install individual switches to ``safe''
  543.     particular circuits, make sure you get ones rated high enough.
  544.     For example, ordinary light switches are not safely able to
  545.     handle the start-up surge generated by a table saw.  Buy
  546.     ``horsepower-rated'' switches instead.
  547.  
  548.     Finally, note that most home shops are in garages or unfinished
  549.     basements; hence the NEC requirements for GFCIs apply.  And
  550.     even if you ``know'' that you'd never use one of your shop
  551.     outlets to run a lawn mower, the next owner of your house might
  552.     have a different idea.
  553.  
  554.     Note: Fine Woodworking magazine often carries articles on shop
  555.     wiring.  April 1992 is one place to start.
  556.  
  557. Subject: Doorbell/telephone/cable other service wiring hints.
  558.  
  559.     Auxiliary services, such as cable, telephone, doorbell, furnace
  560.     control circuits etc. are generally considered to be "class 2"
  561.     wiring by both the CEC and NEC.
  562.  
  563.     What this generally means is:
  564.  
  565.         1) class 2 and house power should not share conduit or
  566.            termination boxes.
  567.         2) class 2 and house power should be 12" apart in walls
  568.            except where necessary.
  569.         3) cross-over should be at 90 degrees.
  570.     
  571.     While the above may not be strictly necessary to the code, it
  572.     is advantageous anyways - paralleling house power beside telephone
  573.     lines tends to induce hum into the telephone.  Or could interfere
  574.     with fancier furnace control systems.
  575.  
  576.     With telephone wiring, twisted pair can alleviate these problems,
  577.     and there are new cable types that combine multiple services into
  578.     one sheath.  Consult your inspector if you really want to violate
  579.     the above recommendations.
  580.  
  581. Subject: Underground Wiring
  582.  
  583.     You will need to prepare a trench to specifications, use
  584.     special wire, protect the wire with conduit or special plastic
  585.     tubing and possibly lumber (don't use creosoted lumber, it rots
  586.     thermoplastic insulation and acts as a catalyst in the corrosion
  587.     of lead).  The transition from in-house to underground wire is
  588.     generally via conduit.  All outdoor boxes must be specifically
  589.     listed for the purpose, and contain the appropriate gaskets,
  590.     fittings, etc.  If the location of the box is subject to immersion
  591.     in water, a more serious style of water-proof box is needed.  And
  592.     of course, don't forget the GFCIs.
  593.  
  594.     The required depths and other details vary from jurisdiction to
  595.     jurisdiction, so we suggest you consult your inspector about
  596.     your specific situation.
  597.  
  598.     A hint: buy a roll of bright yellow tape that says "buried power
  599.     line" and bury it a few inches above where the wire has been placed.
  600.  
  601. Subject: Aluminum wiring
  602.  
  603.     During the 1970's, aluminum (instead of copper) wiring became
  604.     quite popular and was extensively used.  Since that time,
  605.     aluminum wiring has been implicated in a number of house fires,
  606.     and most jurisdictions no longer permit it in new installations.
  607.     We recommend, even if you're allowed to, that do not use it for new
  608.     wiring.
  609.  
  610.     But don't panic if your house has aluminum wiring.  Aluminum
  611.     wiring, when properly installed, can be just as safe as copper.
  612.     Aluminum wiring is, however, very unforgiving of improper
  613.     installation.  We will cover a bit of the theory behind potential
  614.     problems, and what you can do to make your wiring safe.
  615.  
  616.     The main problem with aluminum wiring is a phenomenon known as
  617.     "cold creep".  When aluminum wiring warms up, it expands.  When
  618.     it cools down, it contracts.  Unlike copper, when aluminum goes
  619.     through a number of warm/cool cycles it loses a bit of tightness each
  620.     time.  To make the problem worse, aluminum oxidises, or corrodes
  621.     when in contact with certain types of metal, so the resistance
  622.     of the connection goes up.  Which causes it to heat up and corrode/
  623.     oxidize still more.  Eventually the wire may start getting very hot,
  624.     melt the insulation or fixture it's attached to, and possibly even
  625.     cause a fire.
  626.  
  627.     Since people usually encounter aluminum wiring when they move
  628.     into a house built during the 70's, we will cover basic points of
  629.     safe aluminum wiring.  We suggest that, if you're considering purchasing
  630.     a home with aluminum wiring, or have discovered it later, that you
  631.     hire a licensed electrician or inspector to check over the wiring
  632.     for the following things:
  633.  
  634.         1) Fixtures (eg: outlets and switches) directly attached to
  635.            aluminum wiring should be rated for it.  The device will
  636.            be stamped with "Al/Cu" or "CO/ALR".  The latter supersedes
  637.            the former, but both are safe.   These fixtures are somewhat
  638.            more expensive than the ordinary ones.
  639.  
  640.         2) Wires should be properly connected (at least 3/4 way around
  641.            the screw in a clockwise direction).  Connections should be
  642.            tight.  While repeated tightening of the screws can make the
  643.            problem worse, during the inspection it would pay off to snug
  644.            up each connection.
  645.  
  646.            Note that aluminum wiring is still often used for the
  647.            main service entrance cable.  It should be inspected.
  648.  
  649.         3) "push-in" terminals are an extreme hazard with aluminum wire.
  650.            Any connections using push-in terminals should be redone with
  651.            the proper screw connections immediately.
  652.  
  653.         4) There should be no signs of overheating: darkened connections,
  654.            melted insulation, or "baked" fixtures.  Any such damage should
  655.            be repaired.
  656.         
  657.         5) Connections between aluminum and copper wire need to be
  658.            handled specially.  Current Canadian codes require that the
  659.            wire nut used must be specially marked for connecting
  660.            aluminum to copper.  The NEC requires that the wire be
  661.            connected together using special crimp devices, with an
  662.            anti-oxidant grease.  The tools and materials for the latter
  663.            are quite expensive - not practical to do it yourself unless
  664.            you can rent the tool.
  665.  
  666.         6) Any non-rated receptacle can be connected to aluminum wiring
  667.            by means of a short copper "pigtail".  See (5) above.
  668.         
  669.         7) Shows reasonable workmanship: neat wiring, properly stripped
  670.            (not nicked) wire etc.
  671.     
  672.     If, when considering purchasing a home, an inspection of the wiring
  673.     shows no problems or only one or two, we believe that you can consider
  674.     the wiring safe.  If there are signs of problems in many places,
  675.     we suggest you look elsewhere.  If the wrong receptacles are used,
  676.     you can replace them with the proper type, or use pigtails - having
  677.     this professionally done can range from $3 to $10 per receptacle/switch.
  678.     You can do this yourself too.
  679.  
  680. Subject: I'm buying a house!  What should I do?
  681.  
  682.     Congratulations.  But...  It's generally a good idea to hire
  683.     an inspector to look through the house for hidden gotchas.
  684.     Not just for wiring, but plumbing and structural as well.  If an
  685.     inspection of the wiring shows no problems or only one or two minor
  686.     ones, we believe that you can consider the wiring safe (after any
  687.     minor problems are fixed).  If there are signs of problems in many
  688.     places, we suggest you look elsewhere.
  689.  
  690.     Here's some hints on what to look for:
  691.  
  692.     Obvious non-code wiring can include:
  693.  
  694.         - Zip cord wiring, either concealed or nailed to walls
  695.         - Hot wiring on the identified (neutral) conductor without
  696.           proper marking.
  697.         - Ungrounded grounding outlets (except when downstream of
  698.           a GFCI)
  699.         - Splices hanging in mid-air (other than proper knob-and-tube)
  700.         - Switched neutrals
  701.         - Unsecured Romex swinging about like grapevines
  702.  
  703.     Certain wiring practices that are actually to code (or were at one
  704.     time) sometimes reveal DIY wiring that may have hidden violations:
  705.  
  706.         - Switches that seem to control nothing (abandoned, perhaps
  707.            not properly terminated wiring)
  708.         - A wall switch that controls things that you think it
  709.           shouldn't, for instance mysteriously removing power
  710.           from lights or outlets in other rooms. 
  711.         - Switches and outlets in bizarre locations
  712.         - Great numbers of junction boxes without outlets or lamps
  713.         - Junction boxes with great numbers of wires going into them
  714.         - Wiring that passes through a closet instead of a wall or
  715.           ceiling
  716.         - Backwrapped grounding wires (ground wire wrapped around
  717.           the incoming cable insulation outside the box).
  718.         - A breaker or fuse for outside wiring that is near the bottom
  719.           of the breaker panel or in an add-on fusebox.  The outdoor
  720.           wiring may have been homeowner-installed after the house was
  721.           built, and was not buried deep enough or was done with the
  722.           wrong kind of wire.   
  723.  
  724. Subject: What is this weird stuff?  Old style wiring
  725.     
  726.     In the years since Edison "invented" electricity, several different
  727.     wiring "styles" have come and gone.  When you buy an older home you
  728.     may encounter some of this stuff.  This section describes the old 
  729.     methods, and some of their idiosyncrasies.
  730.  
  731.     The oldest wiring system you're likely to encounter is called
  732.     "knob and tube" (K&T).  It is made up of individual conductors with
  733.     a cloth insulation.  The wires are run along side structural
  734.     members (eg: joists or studs) using ceramic stand-offs (knobs).
  735.     Wire is run through structural members using ceramic tubes.  Connections
  736.     were made by twisting the wire together, soldering, and wrapping
  737.     with tape.  Since the hot and neutral were run separately,
  738.     the wiring tends to be rather confusing.  A neutral often runs
  739.     down the centre of each room, with "taps" off to each fixture.
  740.     The hot wire tended to run from one fixture to the next.  In some
  741.     cases K&T isn't colour-coded, so the neutral is often the same
  742.     colour as the hot wires.
  743.  
  744.     You'll see K&T in homes built as late as the 40's.
  745.  
  746.     Comments on K&T:
  747.  
  748.         - the people installing K&T were pretty paranoid about
  749.           electricity, so the workmanship tends to be pretty good.
  750.         - The wire, insulation and insulators tend to stand up
  751.           very well.  Most K&T I've seen, for example, is in
  752.           quite good condition.
  753.         - No grounding.  Grounding is usually difficult to install.
  754.         - boxes are small.  Receptacle replacement (particularly with
  755.           GFCI) can be difficult.  No bushing on boxes either,
  756.           so wiring changes need special attention to box entry.
  757.         - Sometimes the neutral isn't balanced very well between
  758.           separately hot circuits, so it is sometimes possible to
  759.           overload the neutral without exceeding the fusing on
  760.           any circuit.
  761.         - In DC days it was common to fuse both sides, and no
  762.           harm was done.  In fact, it was probably a Good Thing.
  763.           The practise apparently carried over to K&T where
  764.           you may find fused neutrals.  This is a very bad
  765.           thing.
  766.         - Building code does not usually permit insulation in
  767. |          walls or ceilings that contains K&T.  Some jurisdictions
  768. |          will allow it under some circumstances.
  769.         - Connection to existing K&T from new circuits can be
  770.           tricky.  Consult your inspector.
  771.         - Modern wiring practice requires considerably more
  772.           outlets to be installed than K&T systems did.
  773.     
  774.     Since K&T tends to be in pretty decent condition it generally isn't
  775.     necessary to replace it simply because it's K&T.  What you should
  776.     watch out for is renovations that have interfered with it and
  777.     be cautious about circuit loading.  In many cases it's perfectly
  778.     reasonable to leave existing K&T alone, and add new fixtures on
  779.     new circuits using modern techniques.
  780.     
  781.     After K&T, they invented multi-conductor cable.  The first type
  782.     you will see is roughly a cloth and varnish insulation.  It looks
  783.     much like the romex cable of the last decade or two.  This stuff was
  784.     used in the 40's and 50's.  Again, no grounding conductor.
  785.     It was installed much like modern wiring.  Its major drawback
  786.     is that this type of insulation embrittles.  We've seen whole
  787.     systems where the insulation would fracture and fall off at
  788.     a touch.  BX cable of the same vintage has similar problems.
  789.     It is possible for the hot conductor to short out to the cable
  790.     jacket.  Since the jacket is rusted, it no longer presents
  791.     a low resistance return path for the current flow, but rather
  792.     more acts like a resistance heater.  In extreme cases the
  793.     cable jacket will become red hot without blowing the fuse or circuit
  794.     breaker.  The best thing to do with old style BX is to replace
  795.     it with modern cable whenever it's encountered and there's any
  796.     hint of the sheath rusting.
  797.  
  798.     This stuff is very fragile, and becomes rather hazardous if
  799.     the wires become bare.  This wiring should be left untouched as
  800.     much as possible - whenever an opportunity arises, replace it.
  801.     A simple receptacle or switch replacement can turn into a several
  802.     hour long frustrating fight with electrical tape or heat-shrink
  803.     tubing.
  804.  
  805.     After this wiring technique, the more modern romex was invented.
  806.     It's almost a asphalt impregnated cloth.  Often a bit sticky.
  807.     This stuff stands up reasonably well and doesn't present a hazard
  808.     and is reasonably easy to work with.  It does not need to be
  809.     replaced - it should be considered as safe as the "modern" stuff -
  810.     thermoplastic insulation wire.  Just don't abuse it too much.
  811.  
  812. Subject: Where do I buy stuff?
  813.  
  814.     Try to find a proper electrical supply outlet near you.  Their
  815.     prices will often be considerably better than chain hardware stores or
  816.     DIY centres, have better quality materials, have wider variety
  817.     including the "odd" stuff, and have people behind the counter that
  818.     know what you're talking about.  Cultivate friendly knowledgeable
  819.     sales people.  They'll give you much valuable information.
  820.  
  821. Subject: Copper wire characteristics table
  822.  
  823.     These are taken from the Amateur Radio Relay Handbook, 1985.
  824.  
  825.     AWG  dia    circ  open   cable  ft/lb   ohms/
  826.          mils   mils  air A  Amp    bare    1000'
  827.  
  828.     10   101.9 10380    55    33    31.82   1.018
  829.     12    80.8  6530    41    23    50.59   1.619
  830.     14    64.1  4107    32    17    80.44   2.575
  831.  
  832.     We don't show specs for 8ga or larger because they're
  833.     usually stranded.
  834.  
  835.     Mils are .001".  "open air A" is a continuous rating for
  836.     a single conductor with insulation in open air.  "cable amp"
  837.     is for in multiple conductor cables.  Disregard the amperage
  838.     ratings for household use.
  839.  
  840.     To calculate voltage drop, plug in the values:
  841.         
  842.         V = DIR/1000'
  843.     
  844.     Where I is the amperage, R is from the ohms/1000' column
  845.     above, and D is the total distance the current travels (don't
  846.     forget to add the length of the neutral and hot together - ie:
  847.     usually double cable length).  Design rules in the CEC call
  848.     for a maximum voltage drop of 6% (7V on 120V circuit)
  849. -- 
  850. Look on the bright side - at least the PC's reached gender parity!
  851. Chris Lewis; clewis@ferret.ocunix.on.ca; Phone: Canada 613 832-0541
  852. Ferret list: ferret-request@ferret.ocunix.on.ca
  853. Latest psroff: FTP://ftp.uunet.ca/distrib/chris_lewis/psroff3.0pl17/*
  854.  
  855.