คุณสมบัติดิน คือการใช้อ้างอิง มีค่าศักดาเป็นศูนย์ ทำหน้าที่รองรับกระสต่างๆ ที่ไหลลงสู่ดิน และเป็นที่ต่อของส่วนที่เป็นโลหะของสถานประกอบการต่างๆ เพื่อให้ส่วนของโลหะมีศักดาไฟฟ้าเท่ากับศูนย์
รูปแบบสภาพการนำไฟฟ้าของดิน
คือการเกิดขึ้นเนื่องจากขบวนการ อิเล็กโตรไลติก (Electrolytic ) หรือขบวนการที่นำไฟฟ้าของไอออนในดินนั่นเอง และความสามารถของดินขึ้นอยู่กับองค์ประกอบต่างๆ ดังต่อไปนี้
- องค์ประกอบดิน
- สักส่วนของเกลือในดิน
- ขนาดอนุภาคดิน
- หนาแน่นของดิน
- อุณภูมิ
- ความชื่น
- สภาพภูมิอากาศ
สภาพภูมิอากาศมีอิทธิพลต่อสภาพการนำไฟฟ้าของดินชั้นบนมาก เฉพาะฉะนั้น การฝังหลักดินควรทำที่ระดับของดินชั้นล่าง เพราะว่าชั้นล่างของดินมีเกลือแร่และความชื่นต่างๆมากกว่า จึงมีสภาพการนำไฟฟ้าที่ดี
และเมื่ออุณภูมิและควาชื่นของดินเพิ่มสูงขึ้น การนำไฟฟ้าของดินจะมีค่ามากขึ้นตามไปด้วย ปกติดินจะมีความชื่นอยู่ที่ 5-40% โดยน้ำหนัก ถ้ากรณีที่ดินมีความชื่นต่ำ 4-18% การนำไฟฟ้าของดินจะต่ำ และถ้าต้องการใช้ดินบริเวณนี้เพื่อทำระบบหลักดินนั้น จะต้องปรับสภาพการนำไฟฟ้าของดินที่มีค่าต่ำนี้ให้สูงขึ้นก่อน เพื่อการออกแบบและการต่อลงดินที่ดี
ตัวอย่างความต้านทานจำเพาะของดินชนิดต่างๆ
| ชนิดของดิน | ความต้านทานจำเพาะเฉลี่ย |
| ดินผสมวัชพืชเปียก | 10 |
| ดินชื่น | 100 |
| ดินแห้ง | 1000 |
| ทราย | 500-1000 |
| ดินแข็ง | 10000 |
ระบบหลักดิน
จะประกอบไปด้วยดินหลายแบบซึ่งต่อถึงกัน ในสถานประกอบการหนึ่ง หรืออาจมีหลักดินแบบเดียวกันหรือหลายแบบก็ได้ ถ้าหลักดินมีหลายแบบ ต่อหลักดินนั้น ให้ต่อเนื่องถึงกันตลอดเป็นระบบหลักดิน และมีหน้าที่ดังนี้
- ทำให้ดินกับหลักต่อกันอย่างดี และส่วนที่เป็นโลหะไม่มีกระแสไหลผ่านของสถานประกอบการเพื่อให้ส่วนโลหะมีศักดาไฟฟ้าเป็นศูนย์ คือที่ระดับดิน
- เพื่อเป็นทางผ่านเข้าสู่ดินอย่างสะดวกเพื่ออิเล็กตรอนจำนวนมาก กรณีที่ฟ้าผ่าหรือแรงดันเกิน
- เพื่อถ่ายทอดกระแสรั่วไหล หรือไฟฟ้าสถิตลงสู่ดิน
หลายคนยังเข้าใจผิดอยู่เสมอว่า หลักดินนั้นมีหน้าที่นำกระแสลัดวงจร เพื่อให้อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินทำงาน ในความจริงแล้วหลักดินไม่อาจทำหน้าที่นี้ได้ เพราะจากทางผ่านหลักดินกับอุปกรณ์ป้องกันมีอิมพีแดนซ์สูง ทำให้กระแสไฟไม่พียงพอที่จะทำให้อุปกรณ์ป้องกันทำงาน
มาตรฐานหลักดินในการติดตั้งทางไฟฟ้า สำหรับประเทศไทย วสท.
หลักดินตามมาตรฐาน วสท มีดังนี้
- แท่งดิน
- แผ่นตัวนำ
- อาคารที่มีโครงโลหะ และการต่อลงดินถูกต้อง และมีค่าต้านทานไม่เกิน 5 โอห์ม
- หลักดินชนิดอื่นๆ และได้รับความเห็นชอบจากการไฟฟ้า
- หลักดินชนิดที่ 1 และ 2 ที่ได้กล่าวไป
- หลักดินหุ้มด้วยคอนกรีต
- หลักดินแบบวงแหวน
- หลักดินแบบกริด
ระบบหลักดินที่นิยมใช้
หลักดินที่นิยมใช้ มี 4 แบบคือ
- หลักดินแบบรัศมี
- เป็นหลักดินที่วางในแนวราบ ฝังใต้ดิน
- หลักดินแบบวงแหวน
- หลักดินแบบนี้เหมือนหลักดินแบบรัศมี แต่มีความมากกว่าและ ฝั่งอยู่รอบอาคาร
- หลักดินแนวดิ่ง หรือ แท่งดิน
- เป็นหลักดินที่ใช้แท่งตัวนำตอกเข้าไปในดิน หลักดินแบบนี้ นิยมใช้มากสุด เพราะราคาแพง
- หลักดินแบบรากฐาน หรือที่หุ้มด้วยคอนกรีต
- หลักดินแบบนี้ฝังอยู่ในคอนกรีตของอาคารหรือสิ่งปลูกสร้างที่มีเหล็กเสริม