Электропроводка в Северной Америке - Electrical wiring in North America

Актуальные темы на
Электроустановки
Практика электромонтажа по регионам или странам
Регулирование электроустановок
Кабели и аксессуары
Коммутационные и защитные устройства

Электропроводка в Северной Америке соблюдает правила и стандарты по установке электропроводки в здании, что в конечном итоге обеспечивает сети электроэнергии.

Терминология

Хотя большая часть электрик поле терминология совпадает с электрические коды, использование может отличаться:

  • Нейтральный провод - обратный проводник цепи; в системах электропроводки зданий нейтральный провод подсоединяется к заземлению только в одной точке. Стандарты Северной Америки гласят, что нейтраль не переключается и не предохраняется, за исключением очень узко определенных обстоятельств. Нейтраль подключена к центральному ответвлению энергокомпании. трансформатор из двухфазный системы, или центр звездообразного соединения многофазная мощность система.
Электрические нормы США требуют, чтобы нейтраль была заземлена только на «сервисной панели» и ни в какой другой точке в системе электропроводки здания. Формально нейтраль называется «заземленным проводником»; Начиная с NEC 2008 года, термины «нейтральный проводник» и «нейтральная точка» были определены в Кодексе, чтобы соответствовать тому, что было общепринятым.[1]
  • Горячей любой проводник (провод или иным образом) подключен к электрической системе, имеющей электрический потенциал относительно электрическое заземление или нейтральный.
  • Земля представляет собой безопасный проводник с низким сопротивлением на землю. Его часто называют «заземляющим проводом» или защитным заземлением. Он либо голый, либо с зеленой изоляцией.[1]
  • Нога как «горячая нога» относится к одному из нескольких горячей проводники в электрической системе. Самый распространенный жилой и небольшой коммерческий сервис в Канаде и США, один двухфазный, 240 В, имеет нейтраль и две горячие стороны, 240 В друг к другу и 120 В каждая на нейтраль. Наиболее распространенная трехфазная система будет иметь три «горячих» ветви, 208 В друг к другу и 120 В каждая к нейтрали. Более старый, но все еще широко используемый дельта высокой ноги система использует три фазы с 240 вольт между фазами для нагрузки двигателя и 120 вольт для освещения нагрузки с помощью трансформатора с центральным отводом; две фазы - 120 вольт на нейтраль. Третья фаза, «верхняя ветвь» системы (также называемая «дикой ветвью»), имеет 208 В относительно нейтрали и обычно не используется для однофазных подключений, поэтому имеет отчетливую окраску. Для больших коммерческих установок обычно используются трехфазные 277/480 В или 347/600 В[нужна цитата ].
  • An торговая точка определяется NEC как «точка в системе электропроводки, в которой ток подводится к используемому оборудованию».[1] Это определение включает розетки, освещение, двигатели и т. Д. Обычные переключатели управляют, но не потребляют электричество, и поэтому не определяются как розетки в этом смысле.

Электрические нормы и стандарты

В Национальный электротехнический кодекс (NEC) определяет минимально допустимые методы и материалы проводки для многих штатов и муниципалитетов США.[2] Он спонсируется Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) и периодически пересматривался с 1897 года. Местные юрисдикции обычно принимают NEC или другой опубликованный кодекс, а затем распространяют документы, описывающие, как местные коды отличаются от опубликованных кодексов. Правительства не могут распространять сам NEC по причинам авторского права, хотя части, которые были приняты в качестве закона, не подлежат авторскому праву.

Целью NEC является защита людей и имущества от опасностей, связанных с использованием электричества. NEC сам по себе не является электрическим кодексом какой-либо юрисдикции; скорее, это влиятельная работа над стандартами, которые местные законодатели (например, члены городского совета, законодатели штата и т. д., в зависимости от обстоятельств) склонны использовать в качестве руководства при принятии местных правил в области электротехники. NFPA заявляет, что выдержки из Национального электротехнического кодекса должны иметь отказ от ответственности, указывающий, что выдержка не является полной и авторитетной позицией NFPA и что исходный документ NEC должен использоваться в качестве окончательной ссылки.

Новое строительство, дополнения или серьезные модификации должны соответствовать требованиям законодательства данной юрисдикции, которое не обязательно является последней версией NEC. В нормативных актах каждой юрисдикции будет указано, когда изменение существующей установки настолько велико, что ее необходимо перестроить в соответствии с действующими электрическими правилами. Как правило, существующие установки не требуется изменять для соответствия новым нормам.

Другие требования кода зависят от юрисдикции США. Во многих областях домовладелец, например, может выполнить бытовую проводку для здания, которое он занимает;[3] это может быть даже полная разводка дома. Несколько городов[4] иметь более строгие правила и требовать, чтобы электрические установки выполнялись лицензированный электрики. Работа будет осмотрел уполномоченным органом на нескольких этапах до получения разрешения на включение электропроводки от местного электрическая сеть; инспектором может быть служащий штата или города или служащий электроснабжения.

Для электропроводки в Канаде Канадский электротехнический кодекс очень похожий стандарт, опубликованный в Канада посредством Канадская ассоциация стандартов с 1927 г.

Соглашения по проектированию и установке

Для жилой проводки в NEC приведены некоторые основные правила:

  • Клеммы для нейтрального (заземленного) проводника в целом и для розеток, вилок и соединителей в частности должны быть практически белого цвета [NEC 200.9, NEC 200.10 (B)], а если клемма не видна, ведущее к нему отверстие необходимо обозначить словом «белый» или буквой «W». Эдисон-база патроны для ламп (называемые в NEC устройствами с винтовыми корпусами) должны иметь нейтральный провод, прикрепленный к внешнему корпусу винта [NEC 200.10 (C)].[5] На практике клемма нейтрали окрашена в серебро, клеммы линии и нагрузки - из латуни или (редко) окрашены в черный цвет), а винт заземления обычно окрашен в зеленый цвет.[нужна цитата ] Обычная мнемоническая система, которую электрики используют, чтобы запомнить, какой провод идет к какой клемме, «белый - светлый, черный - латунный, зеленый - зеленый».[6]
  • Фаза провод в цепи может быть любого цвета, кроме зеленого, серого или белого (будь то сплошные цвета или полосы). Обычные цвета - черный, красный, синий, коричневый, желтый и оранжевый (высокий треугольник) изолированный провод, иногда другие цвета. Применяются особые исключения, такие как кабель, идущий к переключателю и обратно (известный как бегунок), где белый провод будет горячей проволокой, питающей этот переключатель. Другой - для кабеля, используемого для питания розеток для приборов на 250 В переменного тока, которым не нужна нейтраль, там белый цвет горячий. В обоих случаях белый провод должен быть идентифицирован как горячий, обычно с черной лентой внутри распределительных коробок.
  • В нейтральный провод обозначается серым или белым изолированным проводом, возможно, с использованием полос или маркировки.
  • С шнур лампы ребристый провод - нейтраль, а гладкий провод - горячий. NEC 2008 400.22 (f) позволяет маркировать поверхность с помощью выступов, канавок или белых полос на поверхности шнура лампы. У прозрачного шнура горячий провод имеет медный цвет, а нейтральный - серебряный.
  • Заземление провод цепи может быть оголенным или идентифицированным изолированным проводом зеленого или зеленого цвета с желтыми полосами. Все металлические системы в здании должны быть связаны с системой заземления здания, такой как вода, природный газ, трубопроводы HVAC и другие.
  • Провода большего размера обычно имеют только черный цвет; эти черные провода можно правильно идентифицировать с помощью подходящей краски или ленты.
  • Вся проводка в цепи, за исключением выводов, которые являются частью устройства или приспособления, должна быть того же калибра или больше. В одной и той же кабельной канавке можно использовать провода разного диаметра, если все они изолированы на максимальное напряжение любой из этих цепей.
  • Кодекс дает правила для расчета нагрузки цепи и максимальной емкость.
  • Прерыватель цепи замыкания на землю Защита (GFCI) требуется на розетках во влажных помещениях и местах, где существует легкий путь для прохождения тока короткого замыкания на землю. Это включает в себя все емкости, предназначенные для обслуживания поверхностей кухонных столешниц), пространства для обхода на уровне или ниже уровня обучения, подвалы, гаражи и вспомогательные постройки, ванные комнаты, прачечные, в пределах 6 футов от внешнего края раковины или душевой кабины, а также как на улице. Ранее были исключения для холодильников, поскольку отключение без присмотра могло привести к порче продуктов и для вывоза мусора. Вместо этого для холодильников и других полупостоянных приборов в подвалах и влажных помещениях обычно использовалась специальная розетка без GFCI с одним выходом. Начиная с NEC 2020 года это исключение больше не существует, и эти устройства должны иметь защиту GFCI, если требуется. Двухпроводные розетки, не имеющие заземляющего проводника, могут быть защищены GFCI или одним перед розеткой и должны иметь маркировку «Без заземления оборудования» и «Защита GFCI». Большинство розеток GFCI допускают соединение и обеспечивают защиту GFCI для розеток, подключенных ниже по потоку. Розетки, защищенные таким образом или с помощью автоматического выключателя GFCI, должны иметь маркировку «Защищено GFCI». (За пределами Северной Америки они называются "Устройство защитного отключения "или УЗО.)
  • Прерыватель цепи от дугового замыкания Защита (AFCI) требуется для защиты почти всех готовых участков дома, за исключением ванных комнат. Это устройство, которое может быть выключателем или первой розеткой в ​​цепи, предназначено для обнаружения опасной электрической дуги в разветвленной проводке, а также в шнурах и вилках. Устройство AFCI предназначено для быстрого срабатывания при обнаружении потенциально опасной дуги, которая может вызвать пожар, но не срабатывания с безопасным искровым разрядом в рамках нормальной работы таких устройств, как двигатели.
  • В большинстве схем металлические компоненты соединены между собой заземляющим проводом, подключенным к третьему круглому штырю вилки, а также к металлическим коробкам и шасси устройства.
  • Печи, электрический водные нагреватели, тепловые насосы, центральный кондиционер агрегаты электрические сушилки, электрический печи или же варочные панели, и встроенный микроволновые печи должны быть на выделенных цепях.
  • Кодекс устанавливает правила определения размеров электрических коробок по количеству проводов и электропроводки в коробке.

Вышеизложенное является лишь кратким обзором и не может использоваться вместо действующего Национального электрического кодекса.

Сравнение практики США с другими странами

Основная статья: Электроэнергия по странам

Практика электромонтажа развивалась параллельно во многих странах в конце 19 - начале 20 веков.[7] В результате возникли национальные и региональные различия, которые остаются в силе. (видеть Национальный электротехнический кодекс, электропроводка, электропроводка в Великобритании ). Некоторые из них сохранены по техническим причинам, поскольку безопасность систем электропроводки зависит не только от кода электропроводки, но и от технических стандартов для электропроводки, материалов и оборудования.

Заземление (заземление) распределительных цепей - это заметное различие на практике между системами электропроводки США и других регионов. С начала 1960-х годов для проводки в новой конструкции требовался отдельный заземляющий провод, используемый для соединения (электрического соединения) всех обычно нетоковедущих частей электроустановки. Переносные приборы с металлическими корпусами также имеют соединительный провод в гибком кабеле и вилку, соединяющую их с распределительной системой. Обратный провод цепи (нейтральный) также подключается к массе только на панели служебного входа; никакие другие соединения между нейтралью и землей не допускаются, в отличие от правил в некоторых других частях мира.

Цепи розеток освещения и питания в системах Северной Америки обычно расположены радиально от распределительного щита, содержащего автоматические выключатели для защиты каждой ответвленной цепи.[8] Наименьшая номинальная мощность параллельной цепи составляет 15 ампер, используется для розеток общего назначения и освещения. Часто для розеток общего назначения и освещения используются 20-амперные цепи. В жилищном строительстве ответвительные цепи для более высоких номиналов обычно предназначены для одного прибора, например стационарных кухонных приборов, электрических сушилок для одежды и кондиционеров. Розетки для освещения и общего назначения находятся под напряжением 120 В переменного тока, а более крупные устройства питаются от трехпроводный однофазный цепи на 240 вольт.

В коммерческом строительстве, трехфазный схемы используются. Как правило, розетки питаются от 120 В или 208 В (вместо 240 В в доме) и могут включать специальные розетки с номинальным током для промышленного оборудования. Обычно на освещение подается напряжение 277 В (за исключением светильников специального назначения, которые используют 120 В). Оборудование может быть подключено к зданию с помощью проводов напряжением 120/208 В или 277/480 В.

Такие страны, как Мексика, могут принять стандарт NFPA в качестве своего национального электротехнического кодекса с местными поправками, аналогичными тем, которые применяются в юрисдикциях США. В Канадский электротехнический кодекс, хотя и разработан независимо от кодекса NFPA, аналогичен по объему и назначению NEC США, с небольшими вариациями в деталях технических требований; гармонизация кодексов CEC и NEC предназначена для облегчения свободная торговля между двумя странами.

Способы подключения

Кабель в неметаллической оболочке (NM)

Большинство цепей в современных домах и легких коммерческих зданиях в Северной Америке имеют проводку. кабель в неметаллической оболочке (NM) обозначенный тип.[9] Этот тип кабеля является наименее дорогим для данного размера и подходит для сухих помещений. Обозначение NM XX-Y указывает, соответственно, тип обшивки (в данном случае неметаллическую), размер основных проводов и общее количество проводов цепи (без заземляющего проводника). Например, кабель NM 14-2 содержит три проводника (два плюс один заземляющий) калибра 14, размер обычно используется для цепей, защищенных на 15 ампер. Цепи с большими токами (например, для электрических печей, водонагревателей, кондиционеров или от сети к дополнительным схемным панелям) будут иметь большие проводники. Не все юрисдикции США разрешают использование кабелей с неметаллической оболочкой. NEC не разрешает использование кабеля NM в больших огнестойких или высотных сооружениях.[10]

В кабеле типа NM изоляция жилы имеет цветовую маркировку для идентификации, как правило, один черный, один белый и неизолированный заземляющий провод. В Национальный электротехнический кодекс (NEC) указывает, что черный провод представляет горячей проводник со значительным напряжением относительно земли; белый провод представляет идентифицированный или нейтральный проводник, близкий к потенциалу земли;[11] и неизолированный / зеленый провод - провод защитного заземления, обычно не используемый для протекания тока цепи. Провода могут быть перекрашены, поэтому эти правила обычно не соблюдены.[12] В приложениях с напряжением 240 В, не требующих нейтрального проводника, белый провод может использоваться в качестве второго горячего проводника, но его необходимо перекрасить с помощью ленты или каким-либо другим способом.[нужна цитата ] Четырехпроводные гибкие соединительные шнуры для оборудования имеют четвертый красный цвет; В отличие от старой европейской практики, цветовая кодировка гибких шнуров такая же, как и для фиксированной проводки.[нужна цитата ]

В коммерческих и промышленных предприятиях использование незамкнутого кабеля NM часто запрещено в определенных областях или вообще (в зависимости от того, для чего используется здание и местных / государственных строительных норм). Поэтому он почти никогда не используется коммерческими электрическими подрядчиками. Большинство проводов прокладывается в негибких кабелепроводах, обычно ЕМТ из-за стоимости и долговечности. Жесткий может потребоваться для определенных областей, и, кроме того, арматура парового затвора может потребоваться в областях, где присутствует опасность пожара или взрыва (например, на заправочных станциях, химических заводах, зернохранилищах и т. д.) ПВХ может использоваться там, где проволока проложена под землей или где будет заливаться бетон. Блок каналов обычно состоит из нескольких трубопроводов из ПВХ, залитых бетоном. FMC или Flex Используется там, где ЕМТ или другой негибкий кабелепровод нецелесообразен, или для коротких участков, известных как «хлысты», для освещения или других устройств. Для силовых цепей в цветовой кодировке используются те же цвета, что и в жилых домах, и добавляются дополнительные провода, используемые для трехфазных систем. Черный, красный и синий используются для проводов под напряжением, а белый используется как нейтральный провод в цепи 120/208 В. Коричневый, оранжевый и желтый используются в качестве проводов под напряжением, а серый - в качестве нейтрального провода в цепи 277/480 В. Для заземления, независимо от напряжения, используется зеленый (или неизолированный провод).

Несколько других типов систем электропроводки используются для электромонтажа в Соединенных Штатах; к ним относятся гофрированный металл бронированный кабель, кабель с минеральной изоляцией, другие виды силовой кабель, и различные типы электрический канал. В промышленном применении кабели можно укладывать в кабельные лотки. Тип кабеля TC специально предназначен для использования в лотковых системах. Для влажных или агрессивных сред применяются особые правила электромонтажа.[13] и в места, представляющие опасность взрыва.[14] Электромонтажные материалы для использования в США, как правило, должны быть произведены и испытаны в соответствии со стандартами на продукцию, установленными NEMA и Underwriters Laboratories (UL) и должны иметь знаки утверждения, например, установленные UL.

Утвержденные типы проводки могут отличаться в зависимости от юрисдикция. Не все методы подключения, одобренные NEC, принимаются во всех регионах Соединенных Штатов.

Типы проводов

Сверхмощный наружный электрический провод.

Типы проводов для Северной Америки определяются стандартами, выпущенными Underwriters Laboratories, то Канадская ассоциация стандартов, то Американское общество испытаний и материалов, то Национальная ассоциация производителей электрооборудования, а Ассоциация инженеров изолированного кабеля.

XHHW означает "ИксLPE (сшитый полиэтилен ) ЧАСкайф ЧАСустойчивый к еде Wводостойкий ".[15] XHHW - это обозначение определенного изоляционного материала, номинальной температуры и условий использования (подходит для влажных помещений) для электрических провод и кабель.[16]

Провода с изоляцией XHHW обычно используются в переменный ток (AC) электрические распределительные системы коммерческих, институциональных и промышленных зданий и сооружений, обычно с уровнями напряжения (разность потенциалов или же электродвижущая сила ) в диапазоне от 110 до 600 вольт. Этот тип изоляции используется как для медных, так и для алюминиевых проводов. [17] которые могут быть сплошными или многожильными, в зависимости от размера.

Согласно стандарту 44 Underwriters Laboratories (UL),[18] Изоляция XHHW подходит для использования в сухих помещениях с температурой до 90 ° C (194 ° F) или во влажных помещениях до 75 ° C (167 ° F).

Изоляция XHHW-2, аналогичная XHHW, подходит для использования в сухих или влажных помещениях при температуре до 90 ° C (194 ° F).

THWN означает "Тгермопластический ЧАСесть и Wводостойкий Nс илоновым покрытием ".[19] THWN - это обозначение определенного изоляционного материала, номинальной температуры и условий использования (влажные помещения) для электрических провод и кабель.[16]

THHN означает "Тгермопластический ЧАСкайф ЧАСустойчивый к еде Nс илоновым покрытием ".[20] THHN - это обозначение определенного изоляционного материала, номинальной температуры и условий использования (подходит для сухих и влажных помещений) электрического провода и кабеля.[16]

Провода с изоляцией THWN или THHN обычно используются в системах распределения электроэнергии переменного тока по всей Северной Америке, обычно при уровнях напряжения от 110 до 600 вольт. Этот тип изоляции используется как для медных, так и для алюминиевых проводов. [17] которые могут быть сплошными или многожильными, в зависимости от размера. Многие провода имеют номиналы THWN и THHN и подходят для использования в сухих помещениях при температуре до 90 ° C (194 ° F) или во влажных помещениях до 75 ° C (167 ° F).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Национальный электрический кодекс. Национальная ассоциация противопожарной защиты. 2008. с. 100. ISBN  978-0-87765-791-0.
  2. ^ Эдвард Р. Липински (19 января 1997 г.), «Электротехнические нормы и правила», Нью-Йорк Таймс, заархивировано из оригинал (– Академический поиск) 21 марта 2008 г.
  3. ^ http://weststpaul.govoffice.com/vertical/Sites/%7B2CF6FEAE-EDC4-4E50-A078-817B219E41B8%7D/uploads/%7B3186FAFA-5503-46B8-AEFD-2206DE693396%7D.PDF В архиве 2011-09-02 на Wayback Machine Получен информационный лист электротехнической инспекции города Уэст-Сент-Пол 2008 фев 10
  4. ^ http://www.ci.nyc.ny.us/html/dob//html/applications_and_permit/electrical_permit_and_insp.shtml В архиве 2007-04-13 на Wayback Machine Разрешения на электричество в Нью-Йорке, получены 10 февраля 2008 г. город Нью-Йорк, например, требует, чтобы все монтажные работы выполнялись лицензированными подрядчиками.
  5. ^ NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс 2011 г.. Национальная ассоциация противопожарной защиты. 2010. С. 70–47–70–48. ISBN  978-087765914-3.
  6. ^ «ОФИС ОБУЧЕНИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ OSHA: Электрическая дискуссия» (PDF). www.osha.gov. п. 14. Получено 2018-12-10.
  7. ^ Р. М. Блэк История электрических проводов и кабелей, Питер Пергринус, Лондон, 1983 ISBN  0-86341-001-4
  8. ^ Справочник американского электрика, стр. 9-87
  9. ^ Террелл Крофт и Уилфорд Саммерс (редактор), Справочник американского электрика, одиннадцатое издание, Макгроу Хилл, Нью-Йорк (1987) ISBN  0-07-013932-6 стр. 9-86
  10. ^ Национальный электрический кодекс. Национальная ассоциация противопожарной защиты. 2008. с. 334.10. ISBN  978-0-87765-791-0.
  11. ^ Национальный электрический кодекс. Национальная ассоциация противопожарной защиты. 2008. с. 200,7. ISBN  978-0-87765-791-0.
  12. ^ Национальный электрический кодекс. Национальная ассоциация противопожарной защиты. 2008. с. 200,6 (А). ISBN  978-0-87765-791-0.
  13. ^ Национальный электрический кодекс. Национальная ассоциация противопожарной защиты. 2008. с. 110.11. ISBN  978-0-87765-791-0.
  14. ^ Национальный электрический кодекс. Национальная ассоциация противопожарной защиты. 2008. с. 500. ISBN  978-0-87765-791-0.
  15. ^ Что означает XHHW? Определение аббревиатуры Finder
  16. ^ а б c NFPA 70 Национальный электротехнический кодекс (NEC), издание 2008 г., статья 310.8 (B) и (C), таблица 310.13 (A)
  17. ^ а б NFPA 70 Национальный электротехнический кодекс (NEC) 2008 года, статья 310.14.
  18. ^ «Область применения UL 44». Архивировано из оригинал на 2011-07-17. Получено 2011-04-23.
  19. ^ Что означает THWN? Определение аббревиатуры Finder
  20. ^ Что означает THHN? Определение аббревиатуры Finder

внешняя ссылка