ejecuciÓn de proyectos elÉctricos basados en el retie y norma ntc

INFORME SEMESTRE DE INDUSTRIAINGESOFT LTDA

EJECUCIÓN DE PROYECTOS ELÉCTRICOS BASADOS EN EL RETIE y NORMA NTC

RICHARD RODRÍGUEZ JIMÉNEZ

Asesor de la Universidad: GUILLERMO RAMÍREZAsesor de la Empresa: JHONNY JIMENEZ MANCILLA

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIAFACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICAMEDELLÍN

2010

FACULTAD DE INGENIERÍADepartamento de Ingeniería Eléctrica

Informe final de Práctica Académica Modalidad práctica empresarial o práctica social

CONTENIDO

1. RESUMEN........................................................................................................................3

2. INTRODUCCIÓN............................................................................................................5

3. OBJETIVOS.....................................................................................................................6

3.1 Objetivo general del proyecto...................................................................................6

3.2 Objetivos específicos................................................................................................6

4. MARCO TEÓRICO..........................................................................................................7

4.1 Mallas a tierra............................................................................................................7

4.2 Instalaciones Eléctricas...........................................................................................12

5. METODOLOGÍA...........................................................................................................22

5.1 Alcance del proyecto...............................................................................................22

5.2 Diseño.....................................................................................................................22

5.3 Elaboración del presupuesto...................................................................................23

5.4 Facturación..............................................................................................................23

5.5 Metodología en los proyectos.................................................................................23

6. RESULTADOS Y ANÁLISIS........................................................................................25

6.1 Estandarización de tableros pedestales...................................................................25

6.2 Remodelación de instalaciones eléctricas del cuartel de bomberos........................28

6.3 Ampliación de la malla a tierra de la subestación principal...................................31

7. CONCLUSIONES..........................................................................................................34

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................35

ANEXO 1..............................................................................................................................36

ANEXO 2..............................................................................................................................39

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EJECUCIÓN DE PROYECTOS ELÉCTRICOS BASADOS EN EL RETIE y

NORMA NTC

1. RESUMEN

Para la ejecución de proyectos eléctricos dentro del Complejo Carbonífero del Cerrejón, se exige el cumplimiento de toda la normatividad eléctrica colombiana (RETIE y Norma NTC 2050). Los proyectos ejecutados se dividieron en dos grupos los cuales fueron: Ordenes menores y ordenes mayores. Ordenes menores son proyectos eléctricos cuyo costo no es mayor a US 3000, en tanto que las ordenes mayores son proyectos eléctricos cuyo valor supera los US 3001 y no tienen un tope máximo.

Dentro de las órdenes menores se realizaron diseños y montajes de instalaciones eléctricas simples, circuitos de control e instalación de equipos de mediciones eléctricas (analizador de redes, telurómetro, etc.).

Por otro lado, dentro del contexto de órdenes mayores se ejecutaron tres macro proyectos que fueron:

Ampliación de la Malla de tierra de la subestación principal Estandarización de tableros pedestales en el Conjunto Residencial

MUSHAISA Remodelación de las instalaciones eléctricas del Cuartel de Bomberos

La metodología utilizada en órdenes menores y mayores fue básicamente la misma, la diferencia entre unas y otras radicó en los tiempos de finalización y en la facturación de los proyectos. Los pasos usados para la ejecución de los proyectos fueron los siguientes:

Se estable el alcance del proyecto, este paso se realizaba conjuntamente con el interventor de la obra, el cliente (dueño del área donde se realizó el proyecto) y el constructor.

Se realiza el diseño y un presupuesto aproximado de los costos de la obra y se envían al interventor y cliente para su aprobación. De acuerdo al presupuesto se establece si el proyecto es una orden menor u orden mayor. Cabe anotar que hay proyectos que por su magnitud desde un principio se les da tratamiento de orden mayor.

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Luego de la aprobación del presupuesto por parte del cliente e interventor, se establece una fecha de inicio y una fecha de finalización de la obra. Para órdenes mayores se establecen fechas de avance del proyecto de acuerdo a porcentajes de avance de la obra.

La facturación de los proyectos para ordenes menores se realiza al finalizar las obras, mientras que para ordenes mayores se realizan a medida que avanza el proyecto, generalmente en las fechas de avances establecidas.

Finalmente, la obra es entregada a interventor y cliente que son los que aprueban los trabajos realizados.

A grandes rasgos los proyectos ejecutados se realizaron siguiendo los siguientes lineamientos:

RETIE Artículo 2° “Campo de aplicación” Artículo 5° “Análisis de riesgos eléctricos” Artículo 8° “Requerimientos generales de las instalaciones

eléctricas” Artículo 11° “Símbolos eléctricos y señalización de seguridad” Artículo 13° “Distancias de seguridad” Artículo 15° “Puestas a tierra” Artículo 16° “Iluminación” Artículo 17° “Requisitos del producto” Artículo 19° “Reglas básicas de seguridad para trabajo en

instalaciones eléctricas”

NTC 2050 Capítulo I “Generalidades” Capítulo II “Alambrado y protección de las instalaciones

eléctricas” Capítulo III “Métodos y materiales de las instalaciones” Capítulo IV “Equipos para uso general”

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2. INTRODUCCIÓN

Los proyectos ejecutados (Ampliación de la malla de tierra de la subestación

principal, remodelación de las instalaciones eléctricas del cuartel de bomberos,

estandarización de tableros pedestales y diversas órdenes menores) fueron

realizados dentro del Complejo Carbonífero del Cerrejón, que se encuentra

ubicado en el Departamento de la Guajira en jurisdicción del municipio de

Albania.

Para mejorar la confiabilidad del sistema eléctrico en el complejo, se instaló en

la subestación principal un transformador de 60 MVA de respaldo, por esto se

vio la necesidad de ampliar la malla a tierra para disminuir los riesgos que se

podrían presentar por tensiones de paso, tensiones de toque, entre otros.

En el Cerrejón, los temas de seguridad tanto en la zona de minas como en la

zona residencial son de gran importancia, por ésta razón proyectos como la

remodelación de las instalaciones eléctricas del cuartel de bomberos y la

estandarización de tableros pedestales se llevaron a cabo en pro de minimizar

cualquier tipo de riesgos que se puedan presentar por instalaciones eléctricas

en mal estado.

Las órdenes menores ejecutadas fueron básicamente diseño y montaje de

pequeñas instalaciones eléctricas seguras y estudios de cargabilidad en

transformadores y UPS’s, entre las ordenes menores más destacadas que se

realizaron tenemos: Diseño y montaje de la acometida eléctrica para sensores

y electroválvulas de los tanques contra incendio en el SIS, diseño e instalación

de tablero de control para toma de 480 V en los talleres de ferrocarril, diseño e

instalación de tablero de control para Roll Over (máquina donde se colocan

motores para realizarles arreglos o mantenimientos), mediciones de

cargabilidad en las UPS’s de los centros administrativo 1 y 2, entre otros.

Todos los proyectos ejecutados, en su alcance tuvieron como objetivo final

llegar a ser instalaciones eléctricas fabricadas bajo los lineamientos

expresados en el RETIE y en la norma NTC 2050, convirtiéndose, de esta

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manera, en un punto de partida para lograr la seguridad en la integridad física

de las personas, animales, naturaleza y equipos eléctricos.

3. OBJETIVOS

3.1 Objetivo general del proyecto

El objetivo principal del proyecto fue prestar soporte en la ejecución de los

proyectos de Ampliación de la malla de tierra de la subestación principal del

Cerrejón, remodelación de las instalaciones eléctricas del cuartel de bomberos,

estandarización de tableros pedestales y ordenes menores, participando en

todos y cada uno de los procesos que se requieren para esto (levantamiento

técnico, diseño y presupuesto de la obra), siguiendo siempre los lineamientos

expresados por el RETIE y la norma NTC 2050 del Código Eléctrico Colombiano.

3.2 Objetivos específicos

Levantamiento técnico para la ampliación de la malla a tierra de la

subestación principal.

Diseño de la ampliación de la malla a tierra de la subestación principal.

Elaboración de presupuesto estimado de materiales y mano de obra de

la ampliación de la malla a tierra de la subestación principal.

Identificación de riesgos presentes en los tableros pedestales ubicados

en el conjunto residencial MUSHAISA.

Elaboración de listas de inconformidades con respecto al RETIE de cada

uno de los tableros pedestales.

Elaboración de presupuesto estimado de materiales y mano de obra

para la estandarización de los tableros pedestales del conjunto

residencial MUSHAISA.

Diseño de la remodelación de las instalaciones eléctricas del cuartel de

bomberos.

Elaboración de presupuesto estimado de materiales y mano de obra de

la remodelación de las instalaciones eléctricas del cuartel de bomberos.

Acompañamiento en campo durante la ejecución de las obras.

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4. MARCO TEÓRICO

4.1 Mallas a tierra

Existen muchas situaciones en las cuales es conveniente disponer de una conexión a tierra para un sistema eléctrico, bien sea para su adecuado funcionamiento o bien sea para tener una interacción no dañina con sistemas vecinos, uno de los cuales puede ser el hombre, que se sirve del sistema o trabaja sobre él. Cuando en la tierra no hay conducción de corriente, la superficie del suelo se aproxima mucho a una equipotencial y se utiliza como referencia de voltaje, asignándole un valor nulo (cero).

La malla de tierra es un conjunto de conductores desnudos que permiten conectar los equipos que componen una instalación a un medio de referencia, en este caso la tierra. La resistencia de la malla a tierra se puede dividir en tres resistencias que son:

La resistencia del conductor que conecta los equipos a la malla de tierra. La resistencia de contacto entre la malla y el terreno. La resistencia del terreno donde se ubica la malla.

Alrededor del electrodo de puesta a tierra, la resistencia del suelo es la suma de las resistencias serie de las celdas o capas concéntricas circundantes del suelo, localizadas progresivamente hacia fuera del electrodo. Como se ilustra en la figura 1, a medida que aumenta la distancia, las capas del suelo presentan una mayor área transversal a la corriente y por tanto una menor resistencia. Se sigue entonces que la resistencia de puesta a tierra reside esencialmente en las capas de suelo más próximas al electrodo. Normalmente para una varilla de 2.4 metros, el 90% del valor de la resistencia de puesta a tierra se encuentra dentro de un radio de 3.0 metros.

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Figura N°1. Resistencias presentes en una puesta a tierra

Una malla de tierra puede estar formada por distintos elementos:

Una o más barras enterradas.

Conductores instalados horizontalmente formando diversas

configuraciones.

Un reticulado instalado en forma horizontal que puede tener o no barras

conectadas en forma vertical en algunos puntos de ella.

En la Figura N°2 se puede observar un esquema general de una malla de puesta a tierra.

Figura N°2. Configuración general de una malla

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Las barras verticales utilizadas en la construcción de las mallas de tierra y que son usadas como electrodos reciben el nombre de barras copperweld y están construidas con alma de acero revestidas en cobre. El valor de la resistencia de una malla de tierra depende entre otros parámetros de la resistividad del terreno. El método más usado para determinar la resistividad del terreno es el de Schlumberger, el cual permite determinar las capas que componen el terreno, como también la profundidad y la resistividad de cada uno de ellos.

4.1.1 Tipos de malla de puesta a tierra

En una instalación podrá existir una puesta a tierra de servicio y una puesta a tierra de protección.

La tierra de servicio es la malla de tierra donde se conecta el punto neutro de un transformador de potencia o de una máquina eléctrica. La resistencia de la malla de servicio depende exclusivamente del valor de corriente de falla monofásica que se desea tener en el sistema.

La tierra de protección es la malla de tierra donde se conectan todas las partes metálicas de los equipos que conforman un sistema eléctrico, que normalmente no están energizados, pero que en caso de fallas pueden quedar sometidos a la tensión del sistema. Los valores de resistencia de la malla de protección están limitados por condiciones de seguridad de los equipos y de las personas que operan el sistema de potencia. Las tensiones de paso, de contacto y de malla máximas definidas por normas internacionales, definen el valor de la resistencia de la malla.

Es común usar la misma malla de tierra de una subestación tanto como malla de servicio como malla de protección. En la medida que se cumplan las condiciones de seguridad esto no es problema. No está permitido conectar a la misma malla sistemas de tensiones diferentes.

4.1.2 Objetivos de una malla a tierra

Los principales objetivos de una malla a tierra son:

Evitar tensiones peligrosas entre estructuras, equipos y el terreno

durante cortocircuitos a tierra o en condiciones normales de operación.

Evitar descargas eléctricas peligrosas en las personas, durante

condiciones normales de funcionamiento.

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Proporcionar un camino a tierra para las corrientes inducidas. Este

camino debe ser lo más corto posible.

4.1.3 Valores recomendados de resistencias de malla de puesta a tierra

Un buen diseño de una malla de puesta a tierra debe reflejarse en el control de las tensiones de paso, de contacto y transferidas; sin embargo, la limitación de las tensiones transferidas principalmente en subestaciones de media y alta tensión es igualmente importante. En razón a que la resistencia de puesta a tierra es un indicador que limita directamente la máxima elevación de potencial y controla las tensiones transferidas, pueden tomarse los siguientes valores máximos de RPT adoptados de las normas técnicas IEC 60364-4-442, ANSI/IEEE 80, NTC 2050, NTC 4552. La tabla 1 nos muestra los valores máximos de resistencia de una malla de puesta a tierra

Tabla N°1. Valores máximos de resistencia de puesta a tierra

Cuando por valores altos de resistividad del terreno, de elevadas corrientes de falla a tierra o tiempos de despeje de la misma, o que por un balance técnico-económico no resulte práctico obtener los valores de la tabla de valores de resistencia a tierra, siempre se debe garantizar que las tensiones de paso, contacto y transferidas en caso de un falla a tierra no superen las máximas permitidas.

La tensión de contacto es aquella a la que queda sometida una persona al tocar un equipo energizado. (Figura N°3)

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Figura N°3. Tensión de toque o tensión de contacto

La tensión de paso (Figura N° 4) corresponde a la elevación de potencial debido a la corriente de cortocircuito que circula desde la malla al terreno, y aunque a su vez forzara a que circule una corriente por el cuerpo de una persona que se encuentre parada sobre la malla. La tensión de paso se determina para una distancia entre puntos a considerar con separación de 1 metro.

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Figura N°4. Tensión de paso

4.2 Instalaciones EléctricasUna instalación eléctrica es un conjunto de elementos que facilitan el uso adecuado y seguro de la energía eléctrica. Según el uso o empleo que se haga de la energía eléctrica las instalaciones eléctricas se clasifican en los siguientes grupos:

Instalaciones residenciales: Son aquellas instalaciones en las cuales la energía eléctrica es utilizada en viviendas unifamiliares, bifamiliares o multifamiliares.

Instalaciones comerciales: Son aquellas instalaciones en las cuales la energía eléctrica es utilizada en oficinas y locales de venta de bienes y servicios.

Instalaciones industriales: Son aquellas instalaciones en las cuales la energía eléctrica es utilizada en procesos de manufactura y conservación de alimentos o materiales.

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Instalaciones especiales: Son aquellas instalaciones en las cuales el uso de la energía eléctrica o la destinación del local donde se encuentran las instalaciones y los equipos eléctricos implican riesgos adicionales para las personas o los equipos que la utilizan.

4.2.1 Normas para el diseño y construcción de instalaciones eléctricas

En Colombia la norma básica para el diseño y la construcción de las instalaciones eléctricas es el CÓDIGO ELÉCTRICO COLOMBIANO o Norma Icontec NTC 2050. Esta norma está basada en el "National Electrical Code" - NEC o Norma NFPA 70 de la "National Fire Protection Association" de los Estados Unidos de Norteamérica.La primera revisión de la norma NTC 2050 se lleva a cabo durante los años 1997 y 1998 y es publicada en el mes de Julio de 1999; las revisiones del NEC se realizan y divulgan cada tres años.

4.2.2 Componentes básicos de las instalaciones eléctricas

Los componentes básicos que integran la instalación eléctrica se pueden clasificar en seis grupos que son:

Conductores eléctricos. Medios de soporte y canalizaciones. Cajas de salida, de empalmes y de inspección. Cajas de corte y gabinetes de medidores. Cuadros de distribución y tableros de distribución. Aparatos de alumbrado, porta bombillas y tomacorrientes.

4.2.3 Conductores eléctricos

Los conductores eléctricos constituyen el medio físico para el transporte de la energía eléctrica. La selección adecuada de los conductores es un paso fundamental en el diseño de las instalaciones eléctricas.

La capacidad de corriente de un conductor es la máxima corriente que puede transportar continuamente el conductor en condiciones de uso sin superar su temperatura nominal de servicio. La capacidad de transporte de corriente de los conductores está definida por los siguientes factores:

Características de fabricación de los conductores. Condiciones físicas y ambientales de operación de la instalación.

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4.2.4 Medios de soporte y canalización

Los medios de soporte para los conductores que transportan la energía eléctrica más ampliamente utilizados en instalaciones eléctricas son:

Alambrado a la vista sobre aisladores. Bandejas portacables. Alambrado soportado por cable mensajero. Instalaciones ocultas sobre aisladores.

4.2.5 Cajas de salida, de empalme y de inspección

Las cajas de salida, de empalmes, de inspección y sus accesorios, son los elementos a instalar en puntos intermedios o extremos de los medios de soporte y las canalizaciones para permitir:

Instalación de salidas para lámparas y tomacorrientes. Instalación de salidas para artefactos. Instalación de salidas para equipos de uso general. Instalación de salidas para equipos de uso especial. Instalación de salidas para interruptores y controladores. Realización de empalmes e instalación de conectores de conductores. Facilitar el tendido de grandes longitudes de conductor. Revisión e inspección de canalizaciones y conexiones eléctricas. Realización de cambios de dirección y de nivel. Transiciones entre diferentes formas de soporte y/o canalización.

4.2.6 Cajas de corte y gabinetes para medidores

Las cajas de corte y los armarios o gabinetes para medidores son utilizados para alojar los equipos de medición asociados a la instalación eléctrica y el equipo de corte que controla el suministro de la energía eléctrica a la instalación. Estas cajas y gabinetes pueden ser metálicos o no metálicos, pero es notorio el predominio de los primeros. En su fabricación deben preverse los espacios necesarios para:

El o los interruptores. El o los medidores. Los equipos de interface para medición y mando remotos. Los cables de entrada y salida de energía. Los cables de entrada y salida de señales de comunicación. Los encerramientos de conductores.

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El espacio para el o los interruptores debe permitir el cierre de las puertas de la caja o gabinete para cualquier posición de apertura o cierre de los interruptores.Las cajas y gabinetes que contengan más de ocho conductores, exceptuando los del alimentador y sus extensiones, deben disponer de espacio posterior o uno o más espacios laterales, canaletas laterales o compartimientos para cables.Los espacios para encerramientos deben ser confinados por medio de tapas, barreras o separadores que vayan desde la base de los dispositivos instalados hasta la puerta, estructura de soporte o lateral de la caja o gabinete.

La entrada y salida de los conductores hacia y desde las cajas de corte y los gabinetes, debe permitir un curvado suave y gradual que garantice la conservación de las propiedades eléctricas, mecánicas y térmicas del conductor y de los recubrimientos. Para ello la norma Icontec NTC 2050 establece los espacios mínimos para la curvatura de los conductores en los terminales y los anchos mínimos de los canales auxiliares de las cajas de corte y los gabinetes.

La Tabla 373-6.a) (ver anexo 1) establece los anchos mínimos de los canales auxiliares necesarios para el curvado de los conductores en las cajas o gabinetes. Para conductores en paralelo se debe considerar el número de conductores instalados en paralelo.

La Tabla 373-6.a) (ver anexo 1) establece los espacios mínimos para el curvado de los conductores en los terminales cuando los conductores no entran o salen por la pared de enfrente al terminal.

La Tabla 373-6.b) (ver anexo 1) establece los espacios mínimos para curvatura de los conductores en los terminales cuando los conductores entran o salen por la pared de enfrente al terminal.

El espacio para curvatura de los conductores en los terminales se debe medir en línea recta desde el extremo del conector, en la dirección de salida, hasta la pared o barrera.

4.2.7 Cuadros y tableros de distribución

Los cuadros de distribución consisten en paneles sencillos o conjuntos de paneles en los que se montan, por delante y/o por detrás, uno o varios de los siguientes elementos: barrajes, interruptores, dispositivos de protección contra sobrecorriente, elementos de conexión, e instrumentos. Los cuadros de

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distribución pueden ser accesibles por delante y/o por detrás y no necesariamente deben ir colocados dentro de armarios.Los tableros de distribución consisten en paneles sencillos o conjuntos de paneles diseñados para ser ensamblados en forma de un sólo panel que incluye: barrajes, elementos de conexión, dispositivos automáticos de protección contra sobrecorriente y que pueden estar equipados con interruptores para accionamiento de circuitos de alumbrado, calefacción o fuerza. Los tableros de distribución son diseñados para instalación en gabinetes o cajas o montados sobre la pared y son accesibles solo por su frente.

Los cuadros de distribución y los tableros de distribución deben ser instalados en lugares adecuados, y cumpliendo las distancias expuestas en las tablas 110-16.a) y 110-34.a) (ver anexo 1) de la norma NTC 2050.

Para instalaciones en exteriores deben utilizarse encerramientos adecuados para protección contra contacto accidental, manejo de personal no autorizado, tráfico y operación de vehículos y grúas y contra fugas de líquidos y vapores.

4.2.7.1 Cuadros de distribución

Los cuadros de distribución que incluyan partes energizadas expuestas se deben localizar en lugares que reúnan las siguientes condiciones:

Deben estar permanentemente secos. Con acceso restringido a personal calificado. Deben quedar protegidos contra daños que les puedan generar

los equipos móviles o los procesos industriales.

En la instalación de los cuadros de distribución se deben conectar a tierra:

Los marcos de las estructuras de soporte. Las estructuras internas que soporten elementos de conmutación. Los instrumentos, relés, medidores y transformadores de medida. En cuadros de distribución utilizados como equipo de acometida

se debe instalar dentro del mismo un puente de conexión equipotencial para conectar, en el lado de suministro, el conductor puesto a tierra de la acometida. Igualmente se deben conectar equipotencialmente todas las secciones de los cuadros de distribución.

4.2.7.2 Tableros de distribución

Los tableros de distribución deben estar debidamente rotulados por el fabricante con:

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El nombre del fabricante o la marca comercial. La tensión nominal. La corriente nominal. El número de fases.

Los tableros de distribución se deben alojar y soportar en cajas de corte o encerramientos diseñados para esta aplicación y deben ser de frente muerto.La construcción del tablero de distribución debe permitir la identificación clara y duradera de cada uno de los circuitos.

Los tableros de distribución se clasifican en dos grupos:

a. Tableros de distribución para circuitos ramales de alumbrado y pequeños artefactos.

b. Tableros de distribución para circuitos ramales de fuerza.

Los tableros de distribución para circuitos ramales de alumbrado y pequeños artefactos son los que tienen más del 10% de sus dispositivos de protección contra sobrecorriente de 30 A nominales o menos y conexiones para el neutro.

En los tableros de distribución que alimentan cargas sensibles, se debe instalar un barraje adicional para conexiones de puesta a tierra aislada para equipos sensibles.

El encerramiento de los tableros de distribución debe tener sendos espacios arriba y abajo, dimensionados según la Tabla 373-6.b) (ver anexo 1) para el conductor de mayor sección que entre o salga de la caja, para facilitar el curvado suave y gradual de los conductores que entran o salgan de la caja. Los espacios laterales deben cumplir con la Tabla 373-6.a) (ver anexo 1) y deben estar dimensionados para el conductor de mayor sección que termine en estos espacios.

4.2.8 Equipos de uso general

Son aquellos equipos básicos más comunes y más elementales utilizados en las instalaciones eléctricas. Para instalaciones residenciales y comerciales pequeñas se describen a continuación los siguientes:

4.2.8.1 Cordones y cables flexibles

Las características generales y específicas de los cordones y cables flexibles están descritas en la Tabla 400-4 (ver anexo 1) de la NTC 2050.

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Los cordones y cables flexibles están permitidos en las siguientes aplicaciones:

Como cables colgantes. Para cableado de aparatos. Conexión de bombillas o artefactos portátiles. Cables de ascensores. Cableado de grúas y elevadores. Conexión de equipos fijos sometidos a relocalización frecuente. Para aislar artefactos o equipos ruidosos o vibratorios. Para artefactos de frecuente desmontaje para mantenimiento y revisión. Equipos de procesamiento digital. Conexión de partes móviles. Cableados temporales. Artefactos marcados para conexión con cordón flexible.

Los cordones y cables flexibles no están permitidos:

Para sustitución del alambrado fijo de una estructura. Cuando deban atravesar agujeros en paredes, pisos o techos. Cuando deban atravesar puertas, ventanas o aberturas. Fijados a la superficie de un edificio. Ocultos por paredes, pisos o techos de una edificación. Instalados en canalizaciones, a menos que estén autorizados.

Capacidad de corriente:

Los valores de capacidad de corriente de los cordones y cables flexibles están definidos en las Tablas 400-5.a) y 400-5.b) (ver anexo 1) de la NTC 2050. Para instalaciones o cables de más de tres conductores que transportan corriente se deben reducir estos valores a los siguientes porcentajes: 4 a 6 conductores, 80%; 7a 9 conductores, 70%; 10 a 20 conductores, 50%; 21 a 30 conductores, 45%; 31 a 40 conductores, 40%; más de 41 conductores, 35%.

Identificación de conductores:

El conductor puesto a tierra se debe identificar por uno de estos métodos:

Un trenzado de color blanco o gris natural. Una hebra en el trenzado de un color que contraste con el del trenzado y

ninguna hebra en los demás conductores. Un aislante blanco o gris natural en un conductor para cordones que no

llevan trenzados individuales.

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Un separador de color blanco o gris natural para cordones en los cuales el aislante de los conductores está integrado con el forro.

Un conductor estañado para señalar el conductor puesto a tierra.

El conductor de puesta a tierra de equipos debe identificarse por uno de estos métodos:

Un trenzado de color verde continuo o de color verde con una o más franjas amarillas.

Un aislante de color verde o de color verde con una o más franjas amarillas para cordones que no tengan sus conductores individuales trenzados.

4.2.8.2 Conductores para aparatos

Las características generales y específicas de los conductores para aparatos están descritas en la Tabla 402-3 (ver anexo 1) de la NTC 2050.

Los conductores para aparatos están permitidos en las siguientes aplicaciones:

Instalación de aparatos de alumbrado y similares cuando estén encerrados o protegidos y no sometidos a dobleces o retorcimientos durante su uso.

Para conectar los aparatos de alumbrado a los conductores de circuito ramal que los alimentan.

Para alambrado de circuitos de potencia limitada de clase 1. Para alambrado de circuitos de alarma contra incendio. Los conductores para aparatos no deben ser usados como conductores

de circuitos ramales, excepto lo autorizado en el caso anterior.

Capacidad de corriente:

Los valores de capacidad de corriente de los conductores para aparatos están definidos en la Tabla 402-5 (ver anexo 1) de la NTC 2050; así, para conductores de sección transversal 0,82 mm² (No 18 AWG), 6 A; para 1,31 mm² (No 16 AWG), 8 A; para 2,08 mm² (No 14 AWG), 17 A; para 3,30 mm² (No 12 AWG), 23 A y para 5,25 mm² (No10 AWG) 28 A.

Instalación:

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El número máximo de conductores para aparatos permitidos en un tubo o en una tubería no debe superar los valores de porcentaje de ocupación de la Tabla 1 del Capítulo 9 de la NTC 2050 (ver anexo 1).

El número máximo de conductores para aparatos que se pueden instalar en las diferentes formas de canalización aparecen en las Tablas C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10 y C11 del Apéndice C de la NTC 2050 (ver anexo 1).

4.2.9 Luminarias, aparatos de alumbrado, porta bombillas y tomacorrientes

4.2.9.1 Luminarias y aparatos de alumbrado

En lugares húmedos y mojados las luminarias se deben instalar de forma tal que no se presente entrada o acumulación de agua en sus componentes y deben estar debidamente identificados para ser instaladas en este tipo de lugares.

En lugares situados cerca de materiales combustibles las luminarias deben estar provistas de protectores o deflectores que garanticen una temperatura inferior a 90°C para los materiales combustibles.

En espacios definidos por molduras arquitectónicas siempre y cuando permitan una fácil instalación y mantenimiento.

En vitrinas no se deben instalar luminarias con alambrado externo a menos que sean suspendidas mediante cadenas.

4.2.9.2 Porta bombillas

Los porta bombillas que sean alimentados por un circuito que incluye un conductor puesto a tierra deben conectar dicho conductor al casquillo roscado del porta bombillas. Cuando estén alimentados por dos conductores activos deben disponer de un medio de interrupción que desconecte simultáneamente los dos conductores activos.

Los porta bombillas a instalar en lugares húmedos y mojados deben ser a prueba de intemperie. Para instalación en lugares clasificados peligrosos deben estar rotulados para la Clase y Zona o División donde vayan a ser instalados.

4.2.9.3 Tomacorrientes

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Los tomacorrientes son dispositivos que poseen contactos hembra para la conexión de una clavija y terminales para conexión a un circuito ramal.Las tapas frontales de los tomacorrientes pueden ser de metal ferroso con espesor mayor de 0,76 mm, de metal no ferroso con espesor mayor a un milímetro o de material aislante con espesor mayor de 2,5 mm.

En lugares húmedos, mojados, duchas, pisos y exteriores se deben tener en cuenta las siguientes observaciones:

En lugares húmedos se debe utilizar un encerramiento a prueba de intemperie en condiciones de tomacorriente con la tapa puesta o realizar una instalación protegida de la intemperie y de la lluvia batiente.

En lugares mojados se debe utilizar un encerramiento a prueba de intemperie en condiciones de tomacorriente con la clavija insertada.

En bañeras y duchas se deben considerar las distancias restrictivas de la NTC 2050.

En el piso se deben utilizar tomacorrientes adecuados que no se vean afectados al realizar las labores de limpieza de los pisos.

En exteriores se debe garantizar que la acumulación de agua no alcance las tapas o cubiertas de las salidas.

4.2.10 Adaptadores para alumbrado a 30 V nominales o menos.

4.2.11 Artefactos eléctricos.

5. METODOLOGÍA

La metodología que se utilizó para ejecutar los proyectos fue básicamente la misma tanto para los tres macro proyectos (Ampliación de la malla a tierra de la subestación principal, remodelación de las instalaciones eléctricas del cuartel de bomberos y estandarización de tableros pedestales) como para las ordenes menores, la diferencia entre unos y otros radicó en los tiempos de finalización de las obras y en la forma como se facturaron los proyectos. Los pasos usados para la ejecución de los proyectos fueron los siguientes:

5.1 Alcance del proyecto

Los proyectos ejecutados, se comenzaron en primera instancia estableciendo un alcance, y para ello se realizó una visita preliminar en la que hicieron presencia interventor, cliente (dueño del área donde se realizó el proyecto) e Ingeniero de diseño.

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El alcance establecido, en cada uno de los proyectos, se presentó como un macro objetivo de lo que se pretendía hacer con la obra, cabe aclarar en este punto que el alcance dado en un principio nunca fue definitivo dado que este sufrió modificaciones en todos los proyectos debido a las distintas condiciones que se iban presentando.

5.2 Diseño

Luego de establecerse un alcance del proyecto y teniendo claro diversos aspectos como fueron: sitio de la obra, tiempo de ejecución de la obra, entre otros, se continuó con el segundo paso en la ejecución de los proyectos que fue el diseño de planos según lo plasmado en el alcance.

Para llevar a cabo este segundo paso, se realizó una visita por parte del ingeniero de diseño, visita en la cual se realizó un levantamiento del área donde se realizaría la obra, y en la que se recopilaron los datos necesarios para realizar el diseño.

El diseño, además de planos contenía las características de como se llevaría a cabo la obra en su etapa de construcción. En este se especificaban clase y tipo de materiales, personal necesario para llevar a cabo la obra y maquinaria necesaria para la ejecución de la obra.

5.3 Elaboración del presupuesto

Seguidamente al diseño del proyecto, se realiza un presupuesto estimado de la obra de acuerdo a los datos relacionados con cantidad de material, personal y maquinaria necesaria para ejecutar el proyecto.

El presupuesto luego de ser elaborado, fue presentado al cliente y al interventor los cuales aprobaron el presupuesto y en conjunto con el ingeniero de diseño fijan la fecha de inicio y fecha de fin de las obras teniendo en cuenta el tiempo de ejecución establecido en el alcance.

5.4 Facturación

En el proceso de facturación se presentó una diferencia entre las órdenes mayores y las ordenes menores. Mientras que para las órdenes menores se facturó al final de terminado el proyecto, para las órdenes mayores la facturación se realizó en porcentajes de avances, ósea, a medida que la obra se fue ejecutando.

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Finalmente, la obra es entregada a interventor y cliente que son los que aprueban los trabajos realizados.

5.5 Metodología en los proyectos

5.5.1 Estandarización de tableros pedestales en el conjunto residencial MUSHAISA

El objetivo plantado con este proyecto fue el de estandarizar los tableros

pedestales presentes en el conjunto residencial MUSHAISA basándose en los

lineamientos planteados por el RETIE, para minimizar los riesgos eléctricos que

este tipo de elementos pueda presentar.

El primer paso fue conocer el alcance del proyecto, luego de esto se

determinaron cada uno de los artículos del RETIE que aplicaban a los tableros

pedestales y con esto se elaboraron listas de chequeo.

El segundo paso fue visitar los tableros y portando las listas de chequeo se

verificaron las inconformidades que se presentaban en cada uno de ellos,

adicionalmente se consignaban en las listas observaciones y recomendaciones

para tener en cuenta al momento de la estandarización de los tableros.

Ya con la información de las listas de chequeo, se procedió a realizar un

rediseño de disposición interna de los dispositivos en los tableros, con el fin de

cumplir con distancias entre conductores, interruptores y demás elementos

instalados dentro de estos.

La estandarización se realizó en grupos de dos tableros, esto quiere decir que

se desmontaban dos tableros, se llevaban al taller y allí el técnico realizaba su

estandarización teniendo en cuenta el registro de acciones de mejoramiento

específica de cada tablero, luego estos dos tableros ya estandarizados se

colocaban en funcionamiento y se desmontaban dos más para seguir el mismo

proceso.

5.5.2 Remodelación de instalaciones eléctricas del cuartel de bomberos

Para la remodelación de las instalaciones eléctricas del cuartel de bomberos, el

alcance dado por cliente e interventor fue muy amplio y no se dieron detalles,

fue por esto que después de una visita al sitio por parte del ingeniero se

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estableció un diseño de la remodelación, y a su vez dicho diseño hizo las veces

de alcance.

En el diseño realizado se utilizaron varios equipos de medida. El primero fue el

analizador de redes debido a que en el cuartel de bomberos se instalarían

nuevos equipos y se debía tener la certeza de la disponibilidad del

transformador que alimentaba el cuartel. El segundo fue un luxómetro, ya que

la remodelación incluida un diseño de iluminación ya que los niveles presentes

no cumplían las exigencias del RETIE.

Luego de tener aprobado el alcance-diseño, se comenzaron con las obras, que

en una primera fase fueron de desmonte de las instalaciones antiguas y en una

segunda fase fue la construcción de las nuevas instalaciones.

5.5.3 Ampliación de la malla a tierra de la subestación principal

Para este proyecto se usó una metodología muy parecida a la de los proyectos

mencionados anteriormente, pero a diferencia de ellos, el alcance de este fue

mucho más grande, así como también los fueron sus tiempos de ejecución.

El alcance de este proyecto comprendió la ampliación de la malla a tierra y la

estandarización del área de la subestación principal de acuerdo a lo expresado

en el RETIE, adicionalmente el diseño e instalación de un alumbrado perimetral

para la subestación y la instalación de un cable de guarda que protegiera el

transformador de 60 MVA que sería instalado.

En la fase de diseño, se realizaron estudios de corto circuito y de nivel de

riesgo por descargas atmosféricas y con los datos obtenidos se eligió el tipo y

el calibre del conductor que sería utilizado para la ampliación de la malla. Se

realizaron pruebas de continuidad y resistencia entre conectores y soldadura

exotérmica para determinar cuál de los dos medios de conexión era el más

adecuado para la realización de los empalmes.

Para el diseño de la malla se tomaron medidas de resistencia del terreno con

el telurómetro, para las medidas de resistencia se tomaron cuatro ejes y luego

se trabajo con el promedio de estos, por medio de una macro de Excel se

convirtieron los valores de resistencias en resistividades [Ω/m]. Con los valores

de las resistividades se utilizó el método de las dos capas y luego con la ayuda

de un software especial se encontró la configuración que se debía emplear en

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la ampliación de la malla para que los valores de la resistencia de la malla

fueran los exigidos por el RETIE.

6. RESULTADOS Y ANÁLISIS

6.1 Estandarización de tableros pedestales

En la estandarización de los tableros se realizaron las siguientes acciones, para

que estos cumplieran los lineamientos exigidos por el RETIE:

Implementación del código de colores en los conductores exigido

por el RETIE, de acuerdo al nivel de tensión.

Instalación de barrajes sobre aisladores.

La disposición de las fases de los barrajes en los tableros

trifásicos, es A, B, C, tomada desde el frente hasta la parte

posterior; de la parte superior a la inferior, o de izquierda a

derecha, vista desde el frente del tablero.

Las dimensiones, encerramientos y barreras, permiten espacio

suficiente para alojamiento de los terminales y curvatura de los

cables.

Las anteriores acciones se realizaron teniendo en cuenta estudios de

corto circuito, arco eléctrico y coordinación de protecciones, que se

realizaron para que la escogencia de conductores, interruptores y demás

equipos instalados fuera la adecuada. En la tabla N°2 se presenta un

registro fotográfico de los tableros intervenidos:

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Tablero Registro Fotográfico

TD 722

TD 778

TD 781

27




TD 794

TD 801

TD 808

28




TD 834

Tabla N°2. Registro fotográfico de tableros pedestales estandarizados

6.2 Remodelación de instalaciones eléctricas del cuartel de bomberos

Para la remodelación del cuartel de bomberos se realizo el diseño de las

instalaciones con los respectivos cálculos de calibre de conductores,

protecciones y el diseño y cálculo del sistema de iluminación.

Los materiales utilizados para la remodelación del cuartel de bomberos poseían

la respectiva certificación de calidad, aspecto exigido por el RETIE.

En la tabla N°3 se presentan los materiales utilizados en la ejecución de la obra

con sus respectivas cantidades.

MATERIAL UNIDAD CANTIDAD

Tubería conduit galvanizada IMC de 3/4" ML 12Tubería conduit galvanizada IMC de 1-1/2" ML 1Conduleta conduit galvanizada de 3/4", NEMA 4 UN 11Conduleta conduit galvanizada de 1 1/2", NEMA 4 UN 1Tubería EMT 3/4" ML 75Tubería EMT 2" ML 10Soportes para tubería, incluye 3 mils de anticorrosivo epoxy zinc, 3 mils poliuretano pintura de acabado - (750)

KG 25

29



MATERIAL UNIDAD CANTIDADBreaker Industrial 3F en caja moldeable ajustable de 50.4-63 A", para montaje en riel omega, 250V 10KA

UN 1

Cable #12 AWG -THW ML 334Cable #14 AWG -THW ML 48Caja sencilla (2x4") (fundida para sobreponer) UN 20Caja plástica dexson 2x4 para sobreponer UN 4Canaleta plástica de 40 x 12,5 mm con división ML 4Tomacorriente doble luminex 15A-120V UN 8INTERRUPTOR MONOPO THQC 15 - 20A UN 5INTERRUPTOR TRIPOLAR C60N MERLIN GERIN 30A UN 2Hub 1 1/2" UN 2Lámpara especular abierta 2 x 32 T8 para incrustar UN 10Tablero eléctrico 12 circuitos con totalizador UN 1Interruptor doble 15 A Luminex UN 2Caja de paso 20X20X10 UN 1Caja de paso 40X40X20 UN 1Caja de paso 15X15X10 UN 2

Tabla N°3. Materiales utilizados en la estandarización del cuartel de bomberos

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La figura N°5 corresponde al plano eléctrico de la instalación del cuartel de bomberos

Figura N°5. Plano eléctrico Remodelación instalaciones eléctricas cuartel de Bomberos

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6.3 Ampliación de la malla a tierra de la subestación principal

La ampliación de la malla a tierra se llevo a cabo siguiendo los diseños y las

especificaciones hechas en el alcance del proyecto. En las tablas N° 3, 4, 5, 6

se presentan las memorias del cálculo de la malla.DATOS GENERALES

Nombre del Caso:

Ampliación Malla a tierra SE Principal

Resistividad de la capa superior (Ωm): 458Espesor de la Capa Superior (m): 3Resistividad de la Capa Inferior (Ωm): 362Resistividad de la Capa Cascajo (Ωm): 3000Espesor de la Capa de Cascajo (m): 0.1Profundidad de enterramiento de la malla (m):

0.5

GPR (V): 1846Tiempo de aclaración de la falla (s): 0.5Radio del conductor (m): 0.004725Número de varillas (UN): 8Radio de la varilla (m): 0.0079375Longitud de la varilla (m): 2.4Factor de Reflexión: -0.12D Puntos: 1Lseg (m): 0.82

Tabla N°3. Datos Generales

Resultados del ProgramaResistencia de la malla calculada (Ω): 8.57Resistencia de la malla medida en campo (Ω):

8.39

Cs: 0.74Tabla N°4. Resistencia de la malla de puesta a tierra

Tensiones de Toque y Paso

Toque (V):Paso (V):

Tolerable 50(kg): 708.14 2,340.42Tolerable 70(kg): 958.43 3,167.64Calculada: 658.23 132.94

Tabla N°5. Valores Tensiones de toque y de paso

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LISTADO DE MATERIALESNo Intersecciones Cable-

Cable:50

CablesDescripción Total

1/0 Cobre 267.00Varillas

Descripción CantidadCobre 5/8 x 2.4m 8

Tabla N°6. Materiales necesarios para la construcción de la malla

Figura N°6. Gráfica 3D Tensiones de toque

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Figura N°6. Gráfica 3D Tensiones de paso

Figura N°6. Ampliación (instalada) de la malla

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7. CONCLUSIONES

La resistencia de la malla de puesta a tierra calculada durante la etapa de diseño se ajusto a la realidad, la resistencia calculada sólo presento una pequeña variación del 2.1% con respecto a la malla física (la medición real de la malla se realizó en campo luego de terminar todas las obras relacionadas con el proyecto).

Para el diseño de una malla a tierra, se deben tener datos reales (medidos en campo) de la resistividad del terreno.

La verificación del estado de tableros pedestales mediante la aplicación de listas de chequeo basadas en el RETIE y la norma NTC 2050, son de gran ayuda y permiten identificar los riesgos presentes debidos a la presencia de instalaciones eléctricas en mal estado.

La ejecución de proyectos de ingeniería eléctrica exige una formación integral del ingeniero, ya que se debe tener la capacidad de diseñar, planear y ejecutar la obra con estándares de calidad altos y minimizando el tiempo de ejecución.

El RETIE y la Norma NTC 2050, son una herramienta clara para prevenir accidentes eléctricos debido a instalaciones eléctricas inseguras.

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8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – RETIE.

Norma IEEE Guide for Safety in A.C. Substation Grounding. ANSI/IEEE Std. 80-2000.

Norma IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Ground System. ANSI/IEEE Std. 81-1983.

Código Eléctrico Colombiano. Norma Técnica Colombiana. ICONTEC 2050-1998.

IEEE std 837-2002 IEEE standard for qualifying permanent connections used in substation grounding.

Standard for the installation of lightning protection systems.

ANSI/NFPA 780-2008.

Protection of structures against lightning.IEC 1024 -1993.

IEEE guide for direct lightning stroke shielding of substations.IEEE std. 998-1996.

Norma técnica colombiana. Protección contra descargas eléctricas atmosféricas. NTC 4552-2004

Carlos Felipe Ramírez, Subestaciones de alta y extra alta tensión, segunda edición.

Carlos Mario Diez, Instalaciones Eléctricas

Favio Casas Ospina, Tierras, Soporte de la seguridad eléctrica, Cuarta Edición.

Jhon H. Watt, Cliffort L. Carr, Terrell Croft, Manual del montador electricista, tomos I y II.

Catálogo Burndy products

Catálogo Tecno Weld

Manuales, guías, documentos técnicos, instructivos y demás propios de IEB S.A.

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ANEXO 1TABLAS TOMADAS DE LA NORMA NTC 2050

UTILIZADAS DURANTE LA EJECUCIÓN DE LOS PROYECTOS

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Las tablas tomadas de la norma NTC 2050 para la ejecución de los diferentes

proyectos se anexan a continuación:

Tabla 110-6 a). Distancias de trabajo

Tabla 110-34 a). Profundidad mínima del espacio de trabajo en una instalación eléctrica

Tabla 373-6 a). Espacio mínimo para la curvatura de los cables en los terminales y anchura mínima de las canaletas para cables (en pulgadas)

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Tabla 373-6 b). Espacio mínimo para curvatura de los cables en los terminales según la Sección 373-6(b)(2) (en pulgadas)

Tabla 402-5. Capacidad nominal de los conductores para aparatos

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ANEXO 2TABLAS TOMADAS DEL RETIE UTILIZADAS

DURANTE LA EJECUCIÓN DE LOS PROYECTOS

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Las tablas tomadas del RETIE para la ejecución de los diferentes proyectos se

anexan a continuación:

Tabla 10. Clasificación y colores para las señales de seguridad

Tabla 13. Código de colores para conductores

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Tabla 13. Distancias mínimas de seguridad en zonas con construcciones

Tabla 20. Límites de aproximación a partes energizadas de equipos

42



Tabla 22. Máxima tensión de contacto para un ser humano

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ejecuciÓn de proyectos elÉctricos basados en el retie y norma ntc

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