El cableado eléctrico en América del Norte sigue las regulaciones y estándares para la instalación del cableado de edificios que, en última instancia, proporciona la red eléctrica .
Terminología
Aunque gran parte de la terminología de campo del electricista coincide con la de los códigos eléctricos , los usos pueden variar:
- El cable neutro es el conductor de retorno de un circuito; En los sistemas de cableado de edificios, el cable neutro está conectado a tierra en un solo punto. Los estándares norteamericanos establecen que el neutro no se cambia ni se fusiona, excepto en circunstancias muy estrictamente definidas. El neutro está conectado a la toma central del transformador de lacompañía eléctricade unsistema de fase dividida , o al centro de la conexión en estrella de un sistema de energía polifásico .
- Los códigos eléctricos de los Estados Unidos requieren que el neutro esté conectado a tierra en el "panel de servicio" únicamente y en ningún otro punto dentro del sistema de cableado del edificio. Formalmente, el neutro se denomina "conductor a tierra"; A partir del NEC de 2008, los términos "conductor neutro" y "punto neutro" se han definido en el Código para ajustarse al uso común. [1]
- Caliente es cualquier conductor (alambre o de otro tipo) conectado con un sistema eléctrico que tiene potencial eléctrico en relación con la tierra eléctrica o el neutro.
- La tierra es un conductor de seguridad con una ruta a tierra de baja impedancia. A menudo se le llama "cable de tierra" o tierra de seguridad. Está desnudo o tiene aislamiento verde. [1]
- La pierna como en "pierna caliente" se refiere a uno de los múltiples conductores calientes en un sistema eléctrico. El servicio residencial y comercial pequeño más común en Canadá y los EE. UU., De fase dividida única , 240 V, presenta una línea neutra y dos conexiones activas, 240 V entre sí y 120 V cada una para el neutro. El sistema trifásico más común tendrá tres líneas activas, 208 V entre sí y 120 V cada una para el neutro. Un sistema delta de tramo alto más antiguo, pero aún ampliamente utilizado , utiliza tres fases con 240 voltios fase a fase para cargas de motor y 120 voltios para cargas de iluminación mediante el uso de un transformador con toma central; dos de las fases son de 120 voltios a neutro. La tercera fase, el "tramo alto" del sistema (también conocido como "tramo salvaje"), tiene 208 V a neutro y no se usa generalmente para conexiones monofásicas, por lo que tiene un color distintivo. Para instalaciones comerciales más grandes, 277/480 V o 347/600 V trifásico son comunes [ cita requerida ] .
- El NEC define una toma de corriente como "un punto en el sistema de cableado en el que se lleva la corriente al equipo de utilización". [1] Esta definición incluye receptáculos, iluminación, motores, etc. Los interruptores ordinarios controlan pero no consumen electricidad, por lo que no se definen como enchufes en este sentido.
Normas y códigos eléctricos
El Código Eléctrico Nacional (NEC) especifica métodos y materiales de cableado mínimos aceptables para muchos estados y municipios en los EE . UU. [2] Está patrocinado por la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) y ha sido revisado periódicamente desde 1897. Las jurisdicciones locales generalmente adoptan el NEC u otro código publicado y luego distribuya los documentos que describen cómo los códigos locales varían de los códigos publicados. Los gobiernos no pueden distribuir el NEC en sí mismo por razones de derechos de autor, aunque las partes que se han adoptado como ley no están sujetas a derechos de autor.
El propósito del NEC es proteger a las personas y la propiedad de los peligros derivados del uso de la electricidad. El NEC no es un código eléctrico de ninguna jurisdicción per se; más bien, es un trabajo influyente de estándares que los legisladores locales (por ejemplo, miembros del concejo municipal, legisladores estatales, etc., según corresponda) tienden a utilizar como guía al promulgar códigos eléctricos locales. La NFPA establece que los extractos citados del Código Eléctrico Nacional deben tener un descargo de responsabilidad que indique que el extracto no es la posición completa y autorizada de la NFPA y que el documento NEC original debe consultarse como referencia definitiva.
Las construcciones nuevas, las adiciones o las modificaciones importantes deben seguir el código relevante para esa jurisdicción, que no es necesariamente la última versión del NEC. Las regulaciones en cada jurisdicción indicarán cuándo un cambio en una instalación existente es tan grande que luego debe reconstruirse para cumplir con el código eléctrico actual. Por lo general, no es necesario cambiar las instalaciones existentes para cumplir con los nuevos códigos.
Otros requisitos del código varían según la jurisdicción en los Estados Unidos. En muchas áreas, un propietario, por ejemplo, puede realizar el cableado doméstico para un edificio que ocupa el propietario; [3] esto puede incluso ser cableado completo de una casa. Algunas ciudades [4] tienen reglas más restrictivas y requieren que las instalaciones eléctricas sean realizadas por electricistas autorizados . El trabajo será inspeccionado por una autoridad designada en varias etapas antes de que se obtenga el permiso para energizar el cableado de la compañía eléctrica local ; el inspector puede ser un empleado del estado o la ciudad, o un empleado de una empresa de suministro eléctrico.
Para el cableado eléctrico en Canadá, el Código Eléctrico Canadiense es un estándar muy similar publicado en Canadá por la Asociación Canadiense de Estándares desde 1927.
Convenciones de diseño e instalación
Para el cableado residencial, algunas reglas básicas dadas en el NEC son:
- Los terminales para el conductor neutro (con conexión a tierra) en general, y para receptáculos, enchufes y conectores específicamente, deben ser de color sustancialmente blanco [NEC 200.9, NEC 200.10 (B)], y si el terminal en sí no es visible, el El agujero que conduce a él debe estar marcado con la palabra "blanco" o la letra "W". Los enchufes de lámpara con base de Edison (llamados dispositivos de carcasa roscada en el NEC) deben tener el conductor neutro unido a la carcasa roscada exterior [NEC 200.10 (C)]. [5] En la práctica real, el terminal neutro es de color plateado, los terminales de línea y de carga son de latón o (rara vez) están pintados de negro) y el tornillo de conexión a tierra suele ser de color verde. [ cita requerida ] Un mnemónico común que los electricistas usan para recordar qué cable va a qué terminal es "blanco a luz ... negro a latón ... verde a verde". [6]
- El cable de fase en un circuito puede ser de cualquier color que no sea verde, gris o blanco (ya sean colores sólidos o rayas). Los colores comunes son el cable aislado negro, rojo, azul, marrón, amarillo y naranja (delta de pata alta), a veces de otros colores. Se aplican excepciones específicas, como un cable que va hacia un interruptor y viceversa (conocido como viajero) donde el cable blanco será el cable caliente que alimenta ese interruptor. Otro es para un cable que se utiliza para alimentar un tomacorriente para electrodomésticos de 250 VCA que no necesitan un neutro, allí el blanco está caliente. En ambos casos, el cable blanco debe identificarse como caliente, generalmente con cinta negra dentro de las cajas de conexiones.
- El cable neutro se identifica por un cable aislado gris o blanco, quizás usando rayas o marcas.
- Con el cable de la lámpara, el cable estriado es el neutro y el cable liso es el caliente. NEC 2008 400.22 (f) permite marcar la superficie con estrías, ranuras o rayas blancas en la superficie del cable de la lámpara. Con cordón transparente, el hilo caliente es de color cobre y el neutro es de color plateado.
- El cable de conexión a tierra del circuito puede estar desnudo o identificado como cable aislado de color verde o verde con rayas amarillas. Todos los sistemas metálicos en un edificio deben estar conectados al sistema de puesta a tierra del edificio, como agua, gas natural, tuberías de HVAC y otros.
- Los cables más grandes generalmente se suministran solo en negro; Estos cables negros se pueden volver a identificar correctamente con pintura o cinta adhesiva adecuada.
- Todo el cableado de un circuito, excepto los cables que forman parte de un dispositivo o accesorio, debe ser del mismo calibre o mayor. Se pueden usar cables de diferentes tamaños en la misma canalización siempre que estén todos aislados para el voltaje máximo de cualquiera de estos circuitos.
- El Código da reglas para calcular la carga del circuito y la ampacidad máxima .
- Se requiere protección con interruptor de circuito de falla a tierra (GFCI) en receptáculos en lugares húmedos y lugares donde existe un camino fácil para que la corriente de falla viaje a tierra. Esto incluye todos los receptáculos destinados a dar servicio a las superficies de las encimeras de la cocina), espacios de arrastre a nivel o por debajo del nivel del suelo, sótanos, garajes y edificios accesorios, baños, áreas de lavandería, dentro de los 6 pies del borde exterior de una bañera o ducha, también como al aire libre. Hubo excepciones anteriores para refrigeradores porque la desconexión desatendida podría causar el deterioro de los alimentos y la eliminación de basura. En cambio, para refrigeradores y otros aparatos semipermanentes en sótanos y áreas húmedas, generalmente se usaba un receptáculo dedicado de una salida sin GFCI. A partir del NEC 2020, esta excepción ya no existe y los dispositivos deben tener protección GFCI donde se requiera. Los tomacorrientes de dos cables que no tienen conductor de conexión a tierra pueden estar protegidos por un GFCI o uno aguas arriba del receptáculo y deben estar etiquetados como "Sin conexión a tierra del equipo" y "GFCI protegido". La mayoría de los receptáculos GFCI permiten la conexión y brindan protección GFCI para receptáculos conectados corriente abajo. Los receptáculos protegidos de esta manera o con un disyuntor GFCI deben estar etiquetados como "protegido GFCI". (Fuera de Norteamérica, estos se denominan " Dispositivo de corriente residual " o RCD).
- Se requiere protección con interruptor de circuito por falla de arco (AFCI) para proteger casi todas las áreas terminadas de una casa con la excepción de los baños. Este dispositivo, que puede ser un disyuntor o el primer tomacorriente de un circuito, está diseñado para detectar arcos eléctricos peligrosos en el cableado del circuito derivado, así como en cables y enchufes. Un dispositivo AFCI está diseñado para dispararse rápidamente cuando detecta un arco eléctrico potencialmente peligroso que podría iniciar un incendio, pero no dispara con un arco eléctrico inofensivo como parte del funcionamiento normal de dispositivos como motores.
- La mayoría de los circuitos tienen los componentes metálicos interconectados con un cable de conexión a tierra conectado a la tercera punta redonda de un enchufe y a las cajas de metal y el chasis del aparato.
- Hornos eléctricos calentadores de agua , bombas de calor , centrales de aire acondicionado unidades, eléctricos secadores eléctricos estufas o Estufas , y construido en los hornos de microondas deben estar en circuitos dedicados.
- El código proporciona reglas para dimensionar las cajas eléctricas para la cantidad de cables y dispositivos de cableado en la caja.
Lo anterior es solo una breve descripción general y no debe utilizarse como sustituto del Código Eléctrico Nacional actual.
Comparación de las prácticas estadounidenses con otros países
Las prácticas de cableado eléctrico se desarrollaron en paralelo en muchos países a finales del siglo XIX y principios del XX. [7] Como resultado, se desarrollaron y siguen vigentes variaciones nacionales y regionales. (consulte el Código Eléctrico Nacional , cableado eléctrico , cableado eléctrico en el Reino Unido ). Algunos de estos se conservan por razones técnicas, ya que la seguridad de los sistemas de cableado depende no solo del código de cableado, sino también de las normas técnicas para los dispositivos, materiales y equipos de cableado.
La puesta a tierra (puesta a tierra) de los circuitos de distribución es una diferencia notable en la práctica entre los sistemas de cableado de los Estados Unidos y los de otras regiones. Desde principios de la década de 1960, el cableado en las nuevas construcciones ha requerido un conductor de conexión a tierra separado que se utiliza para unir (conectar eléctricamente) todas las partes que normalmente no transportan corriente de una instalación eléctrica. Los aparatos portátiles con carcasa metálica también tienen un conductor de unión en el cable flexible y un enchufe que los conecta al sistema de distribución. El conductor de retorno del circuito ( neutro ) también está conectado a tierra en el panel de entrada de servicio únicamente; no se permiten otras conexiones de neutro a tierra, a diferencia de las regulaciones en algunas otras partes del mundo.
Los circuitos de iluminación y receptáculo de energía en los sistemas norteamericanos son típicamente radiales desde un panel de distribución que contiene disyuntores para proteger cada circuito derivado. [8] El valor nominal más pequeño del circuito derivado es de 15 amperios, que se utiliza para receptáculos e iluminación de uso general. A menudo, los circuitos de 20 amperios se utilizan para iluminación y receptáculos de uso general. En la construcción residencial, los circuitos derivados para clasificaciones más altas generalmente se dedican a un electrodoméstico, por ejemplo, electrodomésticos de cocina fijos, secadoras de ropa eléctricas y acondicionadores de aire. Los receptáculos de iluminación y de uso general están a 120 voltios de CA, con dispositivos más grandes alimentados por circuitos monofásicos de tres cables a 240 voltios.
En la construcción comercial, se utilizan circuitos trifásicos . Generalmente, los receptáculos se alimentan con 120 V o 208 V (en lugar de 240 V en una casa) y pueden incluir salidas de corriente nominal especiales para equipos industriales. La iluminación generalmente se alimenta con 277 V (con excepción de las luces de uso especial que usan 120 V). El equipo se puede cablear en el edificio usando 120/208 V o 277/480 V.
Países como México pueden adoptar la norma NFPA como su código eléctrico nacional, con enmiendas locales similares a las de las jurisdicciones de los Estados Unidos. El Código Eléctrico Canadiense , aunque se desarrolló independientemente del código NFPA, es similar en alcance e intención al NEC de EE. UU., Con solo variaciones menores en los detalles de los requisitos técnicos; La armonización de los códigos CEC y NEC tiene como objetivo facilitar el libre comercio entre los dos países.
Métodos de cableado
La mayoría de los circuitos en las construcciones comerciales ligeras y domésticas modernas de América del Norte están cableados con un tipo designado de cable con revestimiento no metálico (NM) . [9] Este tipo de cable es el menos costoso para un tamaño dado y es apropiado para aplicaciones interiores secas. La designación NM XX-Y indica, respectivamente, el tipo de revestimiento (en este caso, no metálico), el tamaño de los conductores principales y el número total de conductores del circuito (sin incluir el conductor de puesta a tierra). Por ejemplo, el cable NM 14-2 contiene tres conductores (dos más uno a tierra) de calibre 14, un tamaño que se usa típicamente para circuitos protegidos a 15 amperios. Los circuitos con corrientes más grandes (como los de hornos eléctricos, calentadores de agua, acondicionadores de aire o sub-red a paneles de circuitos adicionales) tendrán conductores más grandes. No todas las jurisdicciones de EE. UU. Permiten el uso de cables con revestimiento no metálico. El NEC no permite el uso de cable NM en estructuras grandes, resistentes al fuego o de gran altura. [10]
En el cable de tipo NM, el aislamiento del conductor está codificado por colores para su identificación, generalmente uno negro, uno blanco y un conductor de conexión a tierra desnudo. El Código Eléctrico Nacional (NEC) especifica que el conductor negro representa el conductor caliente , con un voltaje significativo a tierra; el conductor blanco representa el conductor identificado o neutro , cerca del potencial de tierra; [11] y el conductor desnudo / verde, el conductor de puesta a tierra de seguridad que normalmente no se utiliza para transportar la corriente del circuito. Los cables se pueden volver a colorear, por lo que estas reglas se exceptúan comúnmente. [12] En aplicaciones de 240 voltios que no requieren un conductor neutro, el cable blanco se puede usar como segundo conductor activo, pero se debe volver a colorear con cinta adhesiva o con algún otro método. [ cita requerida ] Los cables de conexión de equipos flexibles de cuatro hilos tienen rojo como cuarto color; a diferencia de las prácticas europeas más antiguas, la codificación de colores en los cables flexibles es la misma que en el cableado fijo. [ cita requerida ]
En el ámbito comercial e industrial, el cable NM no cerrado a menudo está prohibido en ciertas áreas o en conjunto (según para qué se use el edificio y los códigos de construcción locales / estatales). Por lo tanto, casi nunca lo utilizan los contratistas eléctricos comerciales. La mayor parte del cableado se coloca en un conducto no flexible, generalmente EMT debido a su costo y durabilidad. Es posible que se requiera rigidez para ciertas áreas y, además, es posible que se requieran accesorios de bloqueo de vapor en áreas donde hay peligro de incendio o explosión (como estaciones de servicio, fábricas de productos químicos, silos de granos, etc.) Se puede usar PVC donde se tiende alambre subterráneo o donde se va a verter hormigón. Un banco de conductos generalmente está hecho de múltiples conductos de PVC revestidos de hormigón. FMC o Flex se utiliza donde EMT u otro conducto no flexible no es práctico o para recorridos cortos, conocidos como "látigos", para luces u otros dispositivos. Para los circuitos de potencia, la codificación de colores usa los mismos colores que la construcción residencial y agrega los cables adicionales que se usan para los sistemas trifásicos. El negro, el rojo y el azul se utilizan para cables activos y el blanco se utiliza como cable neutro en un circuito de 120/208 V. El marrón, el naranja y el amarillo se utilizan como cables activos y el gris se utiliza como cable neutro en 277/480 V. Para la conexión a tierra, independientemente del voltaje, se utiliza el verde (o un cable desnudo).
Varios otros tipos de sistemas de cableado se utilizan para el cableado de edificios en los Estados Unidos; estos incluyen cable blindado de metal corrugado , cable con aislamiento mineral , otros tipos de cable de alimentación y varios tipos de conductos eléctricos . En aplicaciones industriales, los cables pueden colocarse en bandejas portacables. El tipo de cable TC está especialmente diseñado para su uso en sistemas de bandejas. Se aplican reglas especiales de cableado a ubicaciones húmedas o corrosivas, [13] y a ubicaciones que presentan un riesgo de explosión. [14] Los materiales de cableado para uso en los Estados Unidos generalmente deben fabricarse y probarse de acuerdo con los estándares de producto establecidos por NEMA y Underwriters Laboratories (UL) y deben llevar marcas de aprobación como las establecidas por UL.
Los tipos de cableado aprobados pueden variar según la jurisdicción . No todos los métodos de cableado aprobados en el NEC se aceptan en todas las áreas de los Estados Unidos.
Tipos de alambres
Los tipos de cables para las prácticas de cableado en América del Norte se definen mediante estándares emitidos por Underwriters Laboratories , la Asociación Canadiense de Estándares , la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales , la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos y la Asociación de Ingenieros de Cables Aislados .
XHHW significa " X LPE (que en sí es una abreviatura de cruz ( X ) - l entintado p oly e tileno ) H igh H comer resistente W ater-resistente." [15] XHHW es una designación para un material específico de aislamiento, clasificación de temperatura, y la condición de uso (adecuado para lugares húmedos) para eléctrica de alambre y cable . [dieciséis]
Los cables con aislamiento XHHW se utilizan comúnmente en los sistemas de distribución eléctrica de corriente alterna (CA) de edificios e instalaciones comerciales, institucionales e industriales, generalmente a niveles de voltaje ( diferencia de potencial o fuerza electromotriz ) que van desde 110-600 voltios . Este tipo de aislamiento se utiliza tanto para conductores de cobre como de aluminio [17], que son sólidos o trenzados, según el tamaño.
Según la norma 44 de Underwriters Laboratories (UL), [18] el aislamiento XHHW es adecuado para su uso en lugares secos hasta 90 ° C (194 ° F) o lugares húmedos hasta 75 ° C (167 ° F).
El aislamiento XHHW-2, que es similar al XHHW, es adecuado para su uso en lugares secos o húmedos hasta 90 ° C (194 ° F).
THWN significa " T hermoplastic H comer y W ater resistente N ylon-revestido." [19] THWN es una designación para un material específico de aislamiento, clasificación de temperatura, y la condición de uso (lugares húmedos) para eléctrica de alambre y cable . [dieciséis]
THHN significa " T hermoplastic H igh H comer resistente N ylon-revestido." [20] THHN es una designación para un material de aislamiento específico, clasificación de temperatura y condición de uso (adecuado para ubicaciones secas y húmedas) para alambres y cables eléctricos. [dieciséis]
El cable con aislamiento THWN o THHN se usa comúnmente en los sistemas de distribución eléctrica de CA en toda América del Norte, generalmente a niveles de voltaje de 110 a 600 voltios. Este tipo de aislamiento se utiliza tanto para conductores de cobre como de aluminio [17], que son sólidos o trenzados, según el tamaño. Muchos cables tienen clasificación THWN y THHN y son adecuados para su uso en lugares secos hasta 90 ° C (194 ° F) o lugares húmedos hasta 75 ° C (167 ° F).
Ver también
- Calibre de alambre americano
- Conector de cable enroscable
Referencias
- ^ a b c Código Eléctrico Nacional . Asociación Nacional de Protección contra Incendios . 2008. p. 100. ISBN 978-0-87765-791-0.
- ^ Edward R. Lipinski (19 de enero de 1997), "Códigos y regulaciones eléctricas" , New York Times , archivado desde el original (- Búsqueda académica ) el 21 de marzo de 2008
- ^ http://weststpaul.govoffice.com/vertical/Sites/%7B2CF6FEAE-EDC4-4E50-A078-817B219E41B8%7D/uploads/%7B3186FAFA-5503-46B8-AEFD-2206DE693396%7D.PDF Archivado 2011-09-02 en Wayback Machine City of West St. Paul Hoja de información de inspecciones eléctricas recuperada el 10 de febrero de 2008
- ^ Http://www.ci.nyc.ny.us/html/dob//html/applications_and_permits/electrical_permit_and_insp.shtml Archivado 2007-04-13 a las Wayback Machine permisos Nueva York eléctricos, recuperado febrero 2008 10. La ciudad de Nueva York , por ejemplo, requiere que todo el trabajo de instalación sea realizado por contratistas autorizados.
- ^ NFPA 70: Código Eléctrico Nacional 2011 . Asociación Nacional de Protección contra el Fuego. 2010. págs. 70-47 a 70-48. ISBN 978-087765914-3.
- ^ "OFICINA DE CAPACITACIÓN Y EDUCACIÓN DE OSHA: Discusión eléctrica" (PDF) . www.osha.gov . pag. 14 . Consultado el 10 de diciembre de 2018 .
- ^ RM Black La historia de alambres y cables eléctricos , Peter Pergrinus, Londres 1983 ISBN 0-86341-001-4
- ^ Página 9-87 del manual del electricista americano
- ^ Terrell Croft y Wilford Summers (ed), Manual de American Electrican, undécima edición , McGraw Hill, Nueva York (1987) ISBN 0-07-013932-6 página 9-86
- ^ Código Eléctrico Nacional . Asociación Nacional de Protección contra Incendios . 2008. p. 334.10. ISBN 978-0-87765-791-0.
- ^ Código Eléctrico Nacional . Asociación Nacional de Protección contra Incendios . 2008. p. 200,7. ISBN 978-0-87765-791-0.
- ^ Código Eléctrico Nacional . Asociación Nacional de Protección contra Incendios . 2008. p. 200,6 (A). ISBN 978-0-87765-791-0.
- ^ Código Eléctrico Nacional . Asociación Nacional de Protección contra Incendios . 2008. p. 110.11. ISBN 978-0-87765-791-0.
- ^ Código Eléctrico Nacional . Asociación Nacional de Protección contra Incendios . 2008. p. 500. ISBN 978-0-87765-791-0.
- ^ ¿Qué significa XHHW? Definición del buscador de acrónimos
- ^ a b c NFPA 70 National Electrical Code (NEC) edición 2008, artículo 310.8 (B) y (C), tabla 310.13 (A)
- ^ a b Edición de 2008 del Código Eléctrico Nacional (NEC) NFPA 70, artículo 310.14
- ^ "Alcance para UL 44" . Archivado desde el original el 17 de julio de 2011 . Consultado el 23 de abril de 2011 .
- ^ ¿Qué significa THWN? Definición del buscador de acrónimos
- ^ ¿Qué significa THHN? Definición del buscador de acrónimos
enlaces externos
- Manual de información técnica sobre alambres y cables
- El NEC en NFPA.org
- Resumen del código de colores NEC