La instalación eléctrica en los Estados Unidos de América sigue los reglamentos y normas para la instalación de cableado en edificaciones. El cableado eléctrico en los Estados Unidos está, en general, de acuerdo con los estándares del Código Eléctrico Nacional (NEC, por su sigla en idioma inglés), una norma patrocinada por la National Fire Protection Association que ha sido objeto de revisiones periódicas desde 1897. Las modificaciones o complementos locales de este código modelo son comunes en las ciudades o estados estadounidenses. Para el cableado eléctrico en Canadá, el Canadian Electrical Code (Código Eléctrico Canadiense) es una norma muy similar publicada por la Canadian Standards Association (Asociación de Estándares Canadienses) desde 1927.
Terminología Aunque gran parte de la terminología del campo de la electricidad coincide con la usada en los códigos eléctricos, los usos pueden variar.
El neutro es el trayecto de retorno de un circuito; en sistemas de cableado de construcción, el cable neutro está conectado a tierra por lo menos en un punto. Las normas norteamericanas establecen que el neutro no debe ser conectado a un interruptor ni a un fusible. El neutro es conectado a la toma central del transformador de un sistema de fase partida de la empresa de energía, o en el centro de la conexión en estrella de un sistema de alimentación polifásico. Los códigos eléctricos estadounidenses requieren que el neutro sea conectado a tierra solamente en el tablero de distribución (panel de servicio). Formalmente el neutro se llama el "conductor puesto a tierra", a partir del NEC del año 2008, los términos "conductor neutro" y "punto neutro" han sido definidos en el Código para registrar lo que ha sido de uso común. Vivo (Fase o Activo) es denominado cualquier conductor conectado con un sistema que tiene un potencial eléctrico con respecto a una toma de tierra o neutro. Conectado a tierra (a veces, llamado aterrizado) es un conductor con continuidad a tierra. Toma se refiere a cada una de las líneas vivas o activas en un sistema eléctrico. El servicio más común residencial y para pequeños negocios en los EE. UU., dispone de un neutro y dos tomas activas de 240 V entre sí, y 120 V cada toma respecto al neutro. El sistema trifásico más común tiene tres tomas activas. Un sistema antiguo pero aún usado ampliamente, es el monofásico de tres conductores que utiliza tres fases de 240 voltios entre fase para cargas de motor, y 120 voltios para las cargas de iluminación mediante el uso de un transformador con conexión en delta y derivación central; dos de las fases tienen una tensión de 120 voltios con respecto al neutro. La tercera fase, tiene un potencial de 208 V respecto al neutro y no se utiliza para las conexiones monofásicas, por lo que tiene conductores con aislante coloreado de manera distintiva. Para las grandes instalaciones comerciales 277/480 V trifásica es común. Un enchufe es un receptáculo que, según el National Electric Code, es un punto en el sistema de cableado en el que puede tomase energía eléctrica para su utilización en los equipos.
Códigos y Estándares Eléctricos
El Código Eléctrico Nacional (NEC) especifica los métodos y materiales aceptables de cableado. Las jurisdicciones locales de EE.UU, suelen adoptar el NEC u otro código publicado y luego distribuyen los documentos que describen cómo los códigos locales varían de a partir de los códigos publicados. Ellos no pueden distribuir la propia NEC por razones de derechos de autor.
El propósito del NEC es proteger a las personas y los bienes de los riesgos derivados del uso de la electricidad. El NEC no es el código eléctrico de cualquier jurisdicción en sí misma, sino que es un trabajo influyente de las normas que los legisladores locales tienden a usar como una guía para la promulgación de los códigos eléctricos locales. La Asociación Nacional de Protección contra el Fuego (NFPA) establece que fragmentos citados del NEC deben tener una advertencia que indique que dichos fragmentos no representan la posición completa y autorizada de la NFPA y que el documento original del NEC debe ser consultado como referencia definitiva.
En las construcciones nuevas, adiciones o modificaciones importantes debe seguirse el código relevante para esa jurisdicción, lo cual no es necesariamente la última versión del NEC. Los reglamentos en cada jurisdicción indicarán cuando un cambio a una instalación existente es tan grande que debe ser reconstruida para cumplir con el código eléctrico actual. En general, no se requiere que las instalaciones sean cambiadas para cumplir con los códigos nuevos.
Otros requisitos de códigos varían según la jurisdicción en los Estados Unidos. En muchas áreas, el propietario de una casa, por ejemplo, puede llevar a cabo el cableado completo del hogar. Algunas ciudades tienen reglas más restrictivas y exigen que las instalaciones eléctricas las hagan electricistas con licencia. El trabajo será inspeccionado en varias etapas, por una autoridad designada, antes de que se obtenga la autorización para energizar el cableado. El inspector puede ser un empleado del estado o ciudad, o un empleado de una instalación de suministro eléctrico.
Convenciones de diseño e instalación Para el cableado residencial, algunas de las reglas básicas del NEC son:
El conductor de una fase puede tener aislante de color negro, rojo, naranja (sistema monofásico de 3 hilos), pero nunca verde, gris o blanco (si se trata de colores sólidos o en franjas). Hay excepciones específicas como en el caso de un cable que sigue un camino de ida y vuelta hacia un interruptor, donde el conductor con aislamiento blanco representa el cable activo o vivo de alimentación para ese interruptor. Otra excepción es la de los cables que se usan para alimentar a un enchufe para dispositivos o equipos que usen una tensión de 250 VAC, consuman hasta 15 o 20 amperios y que no necesitan una toma de neutro; en tal caso, el cable con aislante blanco representa la toma activa, pero debe ser identificado como tal, generalmente con cinta de color negro dentro de las cajas de empalme o de distribución. La toma de neutro es identificada con cable o conductor con aislante blanco o gris, bien sea con franjas o marcas. En todo cable de alimentación el conductor estriado es el neutro, y el otro es el activo. La norma 400.22 (f) del Código NEC revisado en 2008, permite el marcado de ranuras acanaladas o con rayas blancas en la superficie del cable de alimentación. Si el cable está recubierto de aislamiento transparente, el conductor activo es de color cobre, y el neutro es de color plata. La toma de tierra de un circuito puede ser de hilo o conductor desnudo o con aislante de color verde o que tenga franjas verdes. Obsérvese que todas las tuberías metálicas en una construcción deben ser unidas al sistema de puesta a tierra, como las de agua, gas natural, tuberías de aire acondicionado, entre otras. Los hilos o conductores largos deben ser de aislamiento en color negro, los cuales pueden ser debidamente identificados con pintura o cinta adhesiva adecuada. Todo el cableado en un circuito, a excepción de los conductores que forman parte de un dispositivo o accesorio, debe ser del mismo calibre. Debe notarse que los cables de diferentes calibres se pueden utilizar en la misma canalización siempre que todos ellos estén aislados para la máxima tensión de cualquiera de estos circuitos. El Código NEC suministra reglas para el cálculo de carga del circuito. La protección por interruptor diferencial, también llamado GFCI, se requiere en enchufes instalados en lugares húmedos. Estos incluyen todos los circuitos de aparatos pequeños en una cocina, enchufes en un espacio reducido, sótanos, cuartos de baño y un enchufe para el cuarto de lavado, así como los circuitos al aire libre a poca distancia de la tierra. Sin embargo, no son necesarios para refrigeradores debido a que la desconexión sin supervisión de este tipo de interruptor puede causar deterioro de los alimentos, ni para trituradores de basura. En cambio, para los refrigeradores y otros aparatos semi-permanentes en los sótanos y las zonas húmedas, se utiliza generalmente un enchufe dedicado sin protección. Los enchufes de dos hilos que no tienen conductor de tierra pueden estar protegidos por un interruptor diferencial localizado aguas arriba y deben ser etiquetados como "sin conexión a tierra" o similar. La mayoría de los enchufes con interruptores GFCI permiten la conexión y tener protección de GFCI para los enchufes conectados aguas abajo. Los enchufes así protegidos deben ser etiquetados como "protegido por GFCI", "protegido por interruptor diferencial" u otra expresión similar. La mayoría de los circuitos tienen sus componentes metálicos interconectados con un cable de tierra conectado a la tercera clavija redonda de un enchufe, y a las cajas de metal y chasis del dispositivo. Las estufas, calderas, bombas de calor y unidades centrales de aire acondicionado deben ser conectarse a circuitos dedicados. El código establece reglas para el dimensionamiento de las cajas eléctricas para el número de cables y dispositivos de cableado en la caja. En un aparato, el tornillo de latón representa al activo, y el plateado es el neutro. El tornillo de puesta a tierra es usualmente pintado de verde.
Lo anterior es sólo una breve descripción y no debe utilizarse como un sustituto del Código NEC actual.
Comparación de las prácticas de los Estados Unidos con otros países Las prácticas de cableado eléctrico fueron desarrolladas en paralelo en muchos países a fines del y principios del 20.R. M. Black The History of Electric Wires and Cables, Peter Pergrinus, Londres 1983 ISBN 0-86341-001-4 Como resultado, fueron desarrolladas variaciones nacionales y regionales desarrollados y están vigentes. Algunos de éstas se conservan por razones técnicas, puesto que la seguridad de los sistemas de cableado depende no sólo en el código de cableado, sino también en las normas técnicas para 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 otros lugares del mundo. Desde la década de 1960, el cableado en las construcciones nuevas ha requerido de un conductor a tierra por separado utilizado para conectar eléctricamente todos aquellos puntos que normalmente no transportan corriente eléctrica. Los aparatos portátiles con carcasas metálicas también tienen un conductor de unión en el cable y el enchufe de conexión a la red. El conductor neutro también está conectado a tierra en el panel de entrada de servicio solamente, y no se permiten otras conexiones de neutro a tierra, a diferencia de las regulaciones en otras partes del mundo.