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INDICE Pág. - Presentación

3

- Cálculo de la Línea General de Alimentación (ITC-BT-14) - Previsión de Cargas

4

- Conductores empleados

5

- Tablas de cálculo

5

- Conductividad del Cobre

5

- Cálculo de la Derivación Individual - Previsión de Cargas

6

- Conductores empleados

6

- Tablas de cálculo

7

- Conductividad del Cobre

7

- Anexo I: Tabla 1 ITC-BT-019

8

- Anexo 2: Caídas de Tensión Máxima Admisibles

9

- Anexo 3: Ejemplos de Aplicación

10

- Tabla 5 (ITC 007)

13

- Potencia instalada para Cálculo de Líneas en Cascada. Aplicación de Factores de Arranque: - Tipos de Líneas

14

- Tipos de cargas según su corriente de arranque

15

- Aplicación de los factores de arranque

15

- Supuesto Práctico

17

- Fórmulas para Calcular la Sección

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GUÍA DE APLICACIÓN DEL REBT PARA EL CÁLCULO DE SECCIONES

Dada la disparidad existente entre los compañeros a la hora de realizar los cálculos de sección de acuerdo al REBT, y con el ánimo de aunar criterios y llegar a uno homogéneo a la hora de evaluar ejercicios, a petición de un número importante de profesores, hemos decidido realizar unos ejercicios de aplicación del REBT donde recogemos los casos más frecuentes y que, por supuesto, pueden ser ampliables, y les hemos bautizado con el nombre de

Guía de Aplicación del REBT para el Cálculo de Secciones. Los casos presentados, a pesar de estar consensuados por un número importante de compañeros, no tienen por qué presentar conformidad con otro porcentaje de ellos. Por eso, pretendemos que aquellos que estéis disconformes nos lo hagáis saber, pues dada la trascendencia del tema nos gustaría llegar a un acuerdo en esta materia, de modo que todos los profesores pudiéramos compartir una forma de hacer este tipo de cálculos. Aunque, por descontado, esto no tiene nada que ver con que “cada maestrillo pueda seguir teniendo su librillo”.


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1.-CÁLCULO DE LA LÍNEA GENERAL DE ALIMENTACIÓN (ITC-BT-14). 1.1.- Previsión de Cargas. La LGA se calcula en base a la potencia prevista obtenida según ITC-BT-10.

A continuación se expone cuadro resumen para el calculo de la previsión de carga mínima en un edificio de viviendas.

P ascensor x 1,3 + P grupo presión + x1,25 el mayor P depuradora + P otros motores +

-10 W/m y planta, para garajes con ventilación natural. 2

-20 W/m y planta para garajes con ventilación forzada

P alumbrado x 1,8 (lámparas descarga) + P otros

Coeficiente de simultaneidad Cs

(1)

P = S x 100 W / m

Tabla 1 ITC-BT-10

Min. por abonado:

3450W a 230 V

Pmedia · Cs

1 Tarifa nocturna ; Cs = Nº viviendas


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1.2.- Conductores empleados

Los conductores a emplear en LGA, tendrán tensión de aislamiento 0,6/1 KV, serán siempre unipolares, y su cubierta tendrá la característica de baja emisión de humos y opacidad reducida. Existen en el mercado dos opciones bajo estas características, siendo su designación UNE

:

RZ1-K 0,6/1kV 1x___mm2 y DZ1-K 0,6/1kV 1x___mm2 . El primero es mucho más empleado en la práctica y esta aislado con polietileno reticulado (XLPE) . Para más información sobre estos conductores véase norma UNE 21.123-4 y UNE 21.123-5 respectivamente.

1.3.- Tablas de Cálculo

La LGA se instalará normalmente bajo tubo o canal. La intensidad

Tabla 1 de la ITC-BT-019 (ver anexo 1), y al ser unipolares escogeremos en la fila B y columna 8. admisible de los conductores se obtendrá de la

1.4.- Conductividad del Cobre

El material conductor normalmente será Cobre. Para la conductividad del Cu puede tomarse el valor γ= 56 m / Ω ·mm2 (a la temperatura de 20ºC). Esto se considera normalmente válido a nivel de formación. Para cálculos reales es preferible tomar para la conductividad el valor más desfavorable posible, que será el que corresponda a la máxima temperatura del conductor. Para los conductores citados la temperatura máxima que puede soportar el aislante es de 90ºC en servicio permanente, y la conductividad del Cu será γ= 44 m / Ω ·mm2. Si no se dice lo contrario en las especificaciones de la línea general de alimentación, consideraremos por defecto

γ= 56 m / Ω ·mm2.


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2.- CÁLCULO DE LA DERIVACIÓN INDIVIDUAL 2.1.- Previsión de Carga

Para el caso de la DI, consideraremos un potencia instalada

no inferior

a 5750 W para viviendas de Grado de Electrificación Básico y 9200 W para viviendas de Grado de Electrificación Elevado.

2.2.- Conductores empleados

El conductor empleado con más frecuencia es el de designación UNE ES07Z1-k 1x___mm2. Se trata de un conductor aislado con Policloropreno (Z1), aislamiento derivado del PVC, pero con la cualidad de emisión de humos y opacidad reducida (normalmente conocido como libre de halógenos). Este aislamiento soporta 70ºC permanentemente al igual que el PVC. A efectos de uso de la tabla 1 de la ITC-BT-019 (anexo 1) consideraremos que el conductor está aislado con PVC. La tensión nominal del cable es 450/750 V, aunque esto no tendrá repercusión alguna en el empleo práctico de las tablas.


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2.3.- Tablas de cálculo

La tabla que se expone a continuación pretende guiar al técnico en el uso de las tablas de intensidad admisible. Se ha sombreado el caso más habitual.

DERIVACIÓN INDIVIDUAL (D.I.) (ITC-BT-15) Enterrada bajo tubo ITC-BT07. Conductores de cobre unipolares.

No Enterrada. Conductores de Cu. ITC-BT19.

Tabla 5

Tabla 1

Canal

Tubo

(Varias derivaciones con cable

(unipolares )

multiconductor )

RZ1-K Columna 1ª (XLPE) DZ1-K Columna 2ª (EPR)

Trifásica

Monofásica

Trifásica

Monofásica

ES07Z1-K

ES07Z1-K

RZ1-K o DZ1-K

RZ1-K o DZ1-K

Fila B

Fila B

Fila B2

Fila B2

Columna 6

Columna 8

Columna 4 Columna 5

Monofásica

Iadm = Itabla 5

x 0,8 x 1,225

Trifásica

Iadm=Itabla1

Iadm = Itabla 5 x 0,8

Iadm = Intensidad admisible 2.4.- Conductividad del Cobre El material conductor normalmente será Cobre. Para la conductividad del Cu puede tomarse el valor γ= 56 m / Ω ·mm2 (a la temperatura de 20ºC). Esto se considera normalmente válido a nivel de formación. Para cálculos reales es preferible tomar el valor más desfavorable, que será el que corresponda a la máxima temperatura del conductor. Para los conductores tipo RZ1-K 0,6/1kV o DZ1-K 0,6/1kV, la temperatura que puede soportar el aislante es de 90ºC en servicio permanente, y la conductividad del Cu será 44 m / Ω ·mm2. Para los conductores tipo ES07Z1-K la temperatura máxima será 70ºC, con lo que γ= 48 m / Ω ·mm2. Si no se dice lo contrario en las especificaciones de la Derivación Individual, consideraremos por defecto γ= 56 m / Ω ·mm2.


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ANEXO 1. Tabla 1 ITC-BT-019.


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ANEXO 2. CAIDAS DE TENSIÓN MAXIMAS ADMISIBLES. DISTRIBUCIÓN DE LA CAÍDA DE TENSIÓN MÁXIMA PERMITIDA SEGÚN EL R.E.B.T INSTALACIÓN DE ENLACE

INSTALACIÓN INTERIOR

(ITC-12 a 15)

(ITC-19)

FORMA DE INSTALACIÓN DE LINEA GENERAL DE LOS ALIMENTACIÓN CONTADORES (ITC-12)

(L.G.A)

DERIVACIÓN INDIVIDUAL (D.I)

(ITC-14)

NO VIVIENDAS (1) VIVIENDAS ALUMBRADO

OTROS USOS

3%

3%

5%

4,5%

4,5 %

6,5 %

----------

4,5 %

6,5 %

(ITC-15)

PARA UN SOLO USUARIO PARA DOS No existe L.G.A. USUARIOS ALIMENTADOS DESDE EL MISMO LUGAR

1,5 %

CONTADORES TOTALMENTE CENTRALIZADOS

0,5 %

1%

CONTADORES CENTRALIZADOS EN MÁS DE UN LUGAR

1%

0,5 %

TOTAL EN EL CONJUNTO DE LA INSTALACIÓN

1,5 %

INSTALACIONES INDUSTRIALES ALIMENTADAS DIRECTAMENTE EN AT. MEDIANTE TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION AT/BT PROPIO (2) (1)

(2)

Se entiende como “ NO VIVIENDA” cualquier local, oficina, industria, etc. (En general todo aquel con uso distinto a vivienda) Se considera que la instalación interior (BT) tiene su origen en la salida del transformador


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ANEXO 3. EJEMPLOS DE APLICACIÓN. 1º) Un edificio de viviendas, cuenta con 3 viviendas de grado elevado, y 10 viviendas de grado de electrificación básico. En los bajos del edificio hay una tintorería que tiene 90 m2 y una potencia instalada de 11 KW. El alumbrado halógeno de la finca consume un total de 1800 W, y el ascensor tiene una potencia de 7,5 CV. El edificio cuenta además con 400 m2 de garaje con ventilación forzada. Para la Línea General de Alimentación se va a emplear cable de tipo RZ1-K, bajo tubo empotrado, con conductores de cobre. Sabiendo que la longitud de la línea será de 15 m y que existe una única concentración de contadores, calcular: a) La sección de la L.G.A. b) El diámetro exterior del tubo en mm. Nota : Tómese como factor de potencia la unidad. -Potencia media aritmética de las viviendas: Pm = ((3 · 9.200) + (10 · 5.750)) / 13 = 6.546 W -Potencia del conjunto de viviendas:

Cs = Coeficiente de simultaneidad para 13 viviendas ( ITC-BT.10, Tabla 1) =10,6 Pv = Pm · Cs = 6.546 · 10,6 = 69.388 W. -Potencia de servicios generales: Psg = 1.800 + (1,3 · 7,5 · 736) = 8.976 W. Para el ascensor se aplicado el factor de corrección 1,3 por ser motor de elevación ( ITC-BT-47, punto 6 ) -Potencia de Locales Comerciales: Mínimo por superficie ( ITC-BT-10, punto 3.3 )  P = 90m2 · 100 W/m2 = 9000 W Mínimo por abonado (local)  P = 3450 W Potencia Instalada : 11.000 W > 9.000 W  PLC = 11.000 W. -Potencia de garajes: Mínimo por superficie ( ITC-BT-10, punto 3.4 )



Pg = 400 m2 · 20 W/m2 = 8000 W

-Potencia total prevista: PT = Pv + Psg + PLC + Pg = 97.364 W.


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- Cálculo de sección por caída de

tensión:

e% = 0,5 % (ITC-BT-14, punto 3 ); e(V) =2 V S = P · L / e · γ · U = 97.364 · 15 / 2 · 56 · 400 = 32,60 mm2 Se toma γ a 20ºC al no especificar nada el enunciado



35 mm2 .

- Cálculo de sección por intensidad admisible en régimen permanente: Corriente prevista ; I =P / (√3·U·Cosφ) = 97.364 / √3 · 400 · 1 = 140,70 A. Tabla 1 ITC-BT-19; Unipolares bajo tubo Fila B, trifásica XLPE Columna 8 Iadm (50mm2) = 159 A > I = 140,70 A  S = 50 mm2 -

Cálculo del tubo:

ITC-BT-14 (tabla 1)  para sección de fase 50 mm2 ; Фtubo = 125 mm

2º) Calcular una derivación individual de una vivienda con grado de electrificación elevado sabiendo los siguientes datos: • • • • •

Longitud 20 m. Contadores totalmente centralizados. Conductores aislados en tubos empotrados en obra. Unipolares ES 07Z1-K. Cosϕ = 0,9

- Previsión de potencia para grado elevado: ITC-BT-10, punto 2.1.2 P = 9.200 W. - Cálculo de sección por caída de

tensión:

S= 2 · P · L / e · γ · U = 2 · 9.200 · 20 / 2,3 · 56 · 230 = 12,42 mm2  16 mm2

- Cálculo de sección por intensidad máxima admisible en régimen permanente: Corriente prevista; I = P / U · Cosφ = 9.200 / 230 · 0,9 = 44,4 A. ITC-BT-19, Tabla 1. Unipolares bajo tubo  fila B. 2xPVCColumna 5. Aunque el aislamiento es Z1, tomamos el PVC como equivalente a efectos de cálculo. Iadm16 = 66 A > 44,4 A  S = 16 mm2 .


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3º) Una vivienda unifamiliar de dos plantas, tiene instalados en cada planta tres acumuladores de 1500W mas uno de 750W. Durante la noche se prevé la utilización de una secadora de 3000W, además de la potencia máxima de alumbrado y los acumuladores. La derivación individual estará formada por 4 conductores de cobre con designación RZ1-K 0,6/1KV 1X__mm2 bajo tubo enterrado con un recorrido de 30m. El factor de potencia será igual a la unidad. Calcular la sección que deberá tener la derivación individual. - Cálculo de la potencia

prevista:

P = [2 plantas · (3 · 1.500 + 750)] + 2.300 + 3.000 = 15.800 W. Esta potencia corresponde al consumo de noche, que es más desfavorable que el que se demandará durante el día. Por otro lado la potencia calculada supera el mínimo reglamentario de 9200 W para una vivienda de grado elevado. Con carácter general, toda derivación individual que supere 14490 W deberá ser trifásica ITC-BT-10, punto 6).

- Cálculo de la sección por el criterio de caída de tensión: Derivaciones individuales para un único abonado ITC-BT-15, punto 3 y tabla anexo 2 ) ; e% = 1,5 %  e = 6 V S = P ·L / e · C · U = 15.800 · 30 / 6 · 56 · 400 = 3,52 mm2  S = 4 mm2 < Smin = 6 mm2 (mínimo establecido para derivaciones individuales ITC-BT-15, punto 3 )

- Cálculo de sección por el criterio de intensidad admisible: Corriente Prevista ; I = P / √3 · U · cosφ = 15.800 W / √3 · U · 1 = 22,83 A ITC-BT-07 (Línea enterrada), Tabla 5 para Cu, columna XLPE (Ver tabla adjunta) Factor de corrección por instalación bajo tubo  FC = 0,8 Iadm6 = 72 · 0,8 = 57,6 A > I = 22,83 A. S = 6 mm2 . Caso de ser monofásica se aplicaría factor 1,225 a la Tabla 5.


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Tabla 5 (ITC 007). Intensidad máxima admisible, en amperios, para cables con conductores de cobre en instalación enterrada (servicio permanente). Terna de cables unipolares (1) (2)

1 cable tripolar o tetrapolar (3)

SECCIÓN NOMINAL mm2 TIPO DE AISLAMIENTO 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630

XLPE 72 96 125 160 190 230 280 335 380 425 480 550 620 705 790 885

EPR 70 94 120 155 185 225 270 325 375 415 470 540 610 690 775 870

PVC 63 85 110 140 170 200 245 290 335 370 420 485 550 615 685 770

XLPE 66 88 115 150 180 215 260 310 355 400 450 520 590 665 -

EPR 64 85 110 140 175 205 250 305 350 390 440 505 565 645 -

PVC 56 75 97 125 150 180 220 265 305 340 385 445 505 570 -

Tipo de aislamiento: XLPE - Polietileno reticulado - Temperatura máxima en el conductor 90ºC (servicio permanente). EPR - Etileno propileno - Temperatura máxima en el conductor 90ºC (servicio permanente). PVC - Policloruro de vinilo - Temperatura máxima en el conductor 70ºC (servicio permanente). Temperatura del terreno 25ºC. Profundidad de instalación 0,70 m. Resistividad térmica del terreno 1 K.m/W. (1) Incluye el conductor neutro, si existe. (2) Para el caso de dos cables unipolares, la intensidad máxima admisible será la correspondiente a la columna de la terna de cables unipolares de la misma sección y tipo de aislamiento, multiplicada por 1,225. (3) Para el caso de un cable bipolar, la intensidad máxima admisible será la correspondiente a la columna del cable tripolar o tetrapolar de la misma sección y tipo de aislamiento, multiplicada por 1,225.


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POTENCIA INSTALADA PARA CÁLCULO DE LÍNEAS EN CASCADA. APLICACIÓN FACTORES DE ARRANQUE. 1.- Tipos de Líneas Este caso es el de una instalación con una jerarquía de cuadros de distintos niveles. Nos encontraremos dos tipos de líneas. Las primeras son líneas que conectan un cuadro superior con otro que se encuentra más cerca de las cargas. Son líneas secundarias con respecto a la Línea General de Distribución. El otro tipo consiste en líneas terminales o finales que alimentan directamente a los receptores.

Cuadro Principal

Línea General de Distribución

Línea Secundaria

Líneas terminales RECEPTO RES


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2.- Tipos de cargas según su corriente de arranque. Los factores de arranque que multiplican a las potencias nominales, a efectos de cálculo de secciones, dependen del tipo de receptor. Destacamos dos tipos singulares de cargas que producen picos de corriente considerables en el arranque o cebado: •

Motores de elevación y transporte: Motores que desplazan materiales o personas y arrancan con toda la carga. Ejemplos de este tipo de motores son: puentes grúa, Ascensores, montacargas, escaleras mecánicas, cintas transportadoras, etc. No consideramos en este grupo las bombas que mueven líquidos.

•

Lámparas de descarga: Lámparas en las que es necesario el cebado inicial de un gas mediante reactancia para llegar a un régimen permanente de funcionamiento. Ejemplos son los tubos fluorescentes, lámparas de vapor de sodio, vapor de mercurio, halogenuros metálicos, etc.

3.- Aplicación de los factores de arranque. Los factores de arranque de un determinado motor o lámpara de descarga se emplearan para el cálculo de todas y cada una de

las líneas que

estén aguas arriba de la carga , tanto para líneas terminales como para líneas secundarias o generales.

La forma de calcular la potencia instalada de una determinada línea será como sigue :


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•

Motores: Se harán dos grupos con

todos los motores que estén

aguas abajo de la línea cuya potencia instalada pretendemos obtener, aunque no estén conectados directamente al final de la misma . En el

primer grupo reuniremos todos los de elevación/transporte y en el segundo el resto. o

Aplicaremos el factor

1,3 a las potencias nominales de todos los

motores del primer grupo : Motores de elevación/transporte : Pmotores 1 = 1,3 · (P1 + P2 + P3 + …..Pn) o

Aplicaremos grupo,

1,25 solo al mayor de los motores del segundo

formado

por

los

motores

que

no

son

de

elevación/transporte. Si todos los motores son iguales, aplicamos el factor a uno cualquiera. Si solo hay un motor, aplicamos el factor citado a su potencia absorbida : Resto de Motores : Pmotores2 = 1,25 · P1 (El mayor) + P2 + P3 + …+Pn •

Lámparas de descarga : Aplicaremos el factor 1,8 a la potencia de todas

las lámparas de descarga aguas abajo de la línea cuya potencia instalada pretendemos obtener :

Pdescarga = 1,8 · ( P1 + P2 + P3 + …+ Pn )

•

Otras cargas : No aplicamos ningún factor :

Potros = P1 + P2 + P3 +…...+ Pn

Potencia total: P = Pmotores1 + Pmotores2 + Pdescarga + Potros


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4.- Supuesto Práctico Calcular las potencias Instaladas de las siguientes líneas: Cuadro Principal

A

B

C D

E

F

G

H

Torno

Taladro

Montacargas

2,5 CV

1,5 CV

5 CV


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I

K

Lámparas

Usos

Lámparas

vapor sodio

varios

Cuarzo-iodo

1800 W

3680 W

1000 W

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J



Potencias de cálculo de las líneas (W) Torno

Taladro

Montacargas

2,5 CV

1,5 CV

5 CV

1840 W

1104 W

3680 W

A

1,25 x 1840

1104

B

1,25 x 1840

1104

Linea

Vapor Sodio

Usos Varios

Cuarzo-Iodo

Total

1800 W

3680 W

1000 W

Linea

1,3 x 3680

1,8 x 1800

3680

1000

16108

1,3 x 3680

1,8 x 1800

11428

C D

3680

1,25 x 1840

1104

G

4680 3404

1,3 x 3680

E F

1000

1,8 x 1800

8024

1,25 x 1840

2300

1,25 x 1104

1380

1,3 x 3680

H

4784

1,8 x 1800

I

3240

J

3680

K

3680 1000

1000

Leyenda de colores: Motores de elevación / transporte. Resto de Motores. Lámparas de descarga. Otras cargas. La carga no se alimenta a través de la línea considerada.


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FORMULAS PARA CALCULAR LA SECCIÓN Conocida la

Monofásica

Potencia

Trifásica

2 L P

S=

S=

C e U 2 L I Cos ϕ

Intensidad

S =

L P C e U 1,73 L I Cos ϕ

S =

C e

C e

LEYENDA: 2

S = Sección de los conductores en mm .

P = Potencia que se transporta, en vatios.

L = Longitud de la línea, en metros.

e = Caída de tensión, en voltios.

2

C = Conductividad, (m/ Ω mm ).

U = Tensión, en voltios

Para tomar el valor de la conductividad (C) se tendrá en cuenta el tipo de material y la temperatura máxima de servicio. TEMPERATURA (en ºC) TIPO DE AISLAMIENTO Cobre MATERIAL Aluminio Para el caso de

70º PVC 48 30

90º XLPE ó EPR 44 28

derivaciones individuales los cables serán no propagadores del incendio y con

baja emisión de humos y opacidad reducida, según UNE 211002 para conductores de 450/750 V (ES07Z1-K, H07Z1-K) y según UNE 21123-4 (RZ1-K), o UNE 21123-5 (DZ1-K) para 0,6/1 kV.

Factor de potencia (Cos ϕ a considerar en ausencia de datos a efectos del cálculo de sección) Cos ϕ = 1 Acumuladores para tarifa nocturna o lámparas incandescentes (circuitos resistivos) Cos ϕ = 0,7 a 0,9 Para motores. Cos ϕ = 0,85 Para lámparas fluorescentes con condensador (compensadas) Cos ϕ = 0,8 Para lámparas de descarga (de sodio y vapor de mercurio ) Cos ϕ = 0,3 a 0,6 Para lámparas fluorescentes sin condensador (sin compensar)

Factores de corrección

(aplicables a receptores, a efectos del cálculo de sección ) Motores solos (ITC 47.3)

Potencia x 1,25

Varios Motores (ITC 47.3)

Potencia x 1,25 (Sólo el de mayor potencia)

Motores de elevación y transporte (ITC 47.6)

Potencia x 1,3 (Todos los motores)

Lámparas de descarga (ITC 09.3), (ITC 44.3)

Potencia x 1,8


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