Normatividad en Tableros de Baja y Media Tension Schneider

REQUERIMIENTOS NORMATIVOS EN TABLEROS DE MT y BT Marz Ma rzo o 20 2012 12

RETIE

RETIE: •

Artículo 17.9.2 define “Las celdas de media tensión, también denominadas denominada s cuadros, cuadros, paneles, paneles, consolas o armarios, armarios, deben cumplir los requisitos de una norma técnica internacional, tal como IEC 62271-1, IEC 62271-200, de reconocimiento internacional internacional como la UL347, ANSI- IEEE C37 o NTC que le aplique y demostrarlo mediante un certificado de conformidad de producto”

Schneider Electric - Asi Asiste stenci ncia a Téc Técni nica ca

3

RETIE: ●

Artículo 17.9.4 define la Certificación de los tableros de BT y celdas de MT “Para efectos de la certificación de los tableros de BT y celdas de MT deben verificar mediante pruebas por lo menos los siguientes parámetros:” Grados de protección IP no menor a 2XC (o su equivalente NEMA) e IK declarados. ●Incremento de temperatura. ●Propiedades dieléctricas. ●Distancias de aislamiento y fuga. ●Valores de cortocircuito. ●Efectividad del circuito de protección. ●Comprobación del funcionamiento mecánico de sistemas de bloqueo, puertas, cerraduras u otros elementos destinados a ser operados durante el uso normal del tablero ●Resistencia a la corrosión del encerramiento. ●Resistencia al calor anormal y al fuego de los elementos aislantes. ●Medidas de protección contra el contacto directo (barreras, señales de advertencia, etc.). ●Los demás requisitos exigidos en el presente reglamento. ●

Schneider Electric - Asistencia Técnica

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RETIE: ●

●

El fabricante o comercializador de los tableros de fabricación única, podrá reemplazar el certificado de tercera parte, por la declaración de fabricante, teniendo en cuenta los requisitos de la norma ISOIECNTC 17050. Para aplicar esta condición debe utilizar productos de calidad debidamente certificada con los requisitos establecidos en éste reglamento, e incluir dentro de sus protocolos de ensayos la información y pruebas necesarias para la verificación de los parámetros y requisitos aquí establecidos La declaración del fabricante, deberá ser validada y suscrita por un ingeniero electricista o electromecánico con matricula profesional vigente. Esta condición debe ser revisada por el inspector de la instalación y dejará constancia de esto en el dictamen de inspección.


5

RETIE: •

Artículo 30.2 define las características de Subestaciones en MT tipo interior o en edificaciones: “ Para la seguridad de las personas y de los animales, se establecen los siguientes requisitos, adoptados de la norma IEC 62271-200. Adicionalmente, en este tipo de subestaciones, ya sea propiedad de OR, o usuarios finales y se debe tener en cuenta lo establecido en la sección 450 de la norma NTC 2050 primera revisión” ●

Las subestaciones de distribución secundaria deben asegurar que una persona no pueda acceder a las partes vivas del sistema evitando que sobrepasen las distancias de seguridad propias de los niveles de tensión de cada aplicación en particular. La persona no puede acceder al contacto de la zona energizada ni tocándola de manera directa ni introduciendo objetos que lo puedan colocar en contacto con la línea.


6

RETIE: ●

Para prevenir accidentes por arcos internos, se deben cumplir los siguientes criterios: ●

Las puertas y tapas deben tener un seguro para permanecer cerradas.

Las celdas deben permitir controlar los efectos de un arco (sobrepresión, esfuerzos mecánicos y térmicos), evacuando los gases hacia arriba, hacia los costados, hacia atrás o dos metros por encima ●Las piezas susceptibles de desprenderse, tales como chapas o materiales aislantes, deben estar firmemente aseguradas. ●Cuando se presente un arco, no debe perforar partes externas accesibles, ni debe presentarse quemadura de los indicadores por gases calientes. ●Conexiones efectivas en el sistema de puesta a tierra. ●


7

IEC 60439-1

IEC 60439-1. ●

IEC 60439-1. CCM. ●PCC. ● Define las reglas generales para construcción de Tableros BT reuniendo las condiciones de seguridad y disponibilidad requeridas por la aplicacion. ● Determina condiciones para garantizar el nivel mínimo de seguridad para las personas y el equipamiento. ● Define: ●Las condiciones de Servicio. (Temperatura) ●Los requisitos constructivos (IP, IK, formas,...) ●Los requisitos de los Test. ●

●

Para el usuario final, la IEC 60439-1 es la garantia de calidad y seguridad en el Tablero.


9

IEC 60439-1 Formas (Compartimentaciones) ●

Para todas las instalaciones, Schneider Electric Blokset contiene cubículos ó compartimentaciones, con opciones y características que cumplan las exigencias de la norma. Restricción de contacto directo o indirecto con partes vivas. ●Las cubiertas deben ser removidas con herramientas. ● La puerta de acceso a partes vivas, esta Inter-conectada o Inter-bloqueada con la fuente. ● Posibilidades de aislamiento de barras y conexiones. ●

●

EN caso de mantenimiento de algunas unidades funcionales, las compartimentaciones, Blokset pueden proteger al operario del contacto con otras unidades funcionales energizadas.


10

IEC 60439-1 Formas (Compartimentaciones)

Blokset

Blokset 

Form 1



Form 2a

Blokset  Schneider Electric - Asistencia Técnica

Form 2b



Form 3a



Blokset 

Form 3b

Form 4a

Blokset 

Form 4b 11

IEC 60439-1 ●

7 Pruebas Tipo: n°1 – Limites de Temperatura. 2 – Propiedades Dieléctricas ● n° 3 – Corto-Circuito ● n° 4 – Eficacia del circuito de ● n° protección. 5 – Distancias de Aislamiento y ● n° Fuga 6 – Operación Mecánica. ● n° 7 – Grados de Protección. ● n° ●


●

3 Pruebas de Rutina: n°8 – Inspección visual. 9 – Prueba Dieléctrica. ● n° 10 – Medidas de ● n° Protección. ●

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Ensayo n°1 (8-2-1) : límites de calentamiento Garantizar la seguridad fiabilidad del tablero, problemas como:

y la evitar

Daños en las conexiones (Recubrimiento pueden resultar averiados.) ● Deterioro o daños en los aislantes. ● Quemadura del personal de mantenimiento ● Deterioro de los componentes electrónicos. ● Mal funcionamiento de los equipos. Disparo intempestivo, relés fuera de servicio. ●


13

Ensayo n°1 (8-2-1) : límites de calentamiento ●

Condiciones de la Prueba: Tablero con configuración crítica y equipado con Equipamiento Schneider. ● Temperatura ambiente hasta +50 ° C ● Tablero con su corriente nominal y su factor de diversidad (Iload = Irated x Div. Factor) (IEC60439-1, §4.7) ●

●

Límites de conformidad (calentamientos) : Cuando estén las temperaturas estabilizadas, los calentamientos no deben superar las temperaturas admisibles por los materiales C para las bornas de conexionado ● máx. 70° ● máx. 15° C o 25°C para equipamiento. ● máx. 30° C o 40°C para las envolventes. ●


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Ensayo n°2 (8-2-2) : propiedades dieléctricas ●

Condiciones de la prueba La tensión es aplicada entre las partes conductoras y las masas, así como entre cada fase y las demás fases conectadas. ● Tensión Dieléctrica: ●3500 V para tensiones de aislamiento de 1000 V para barras en cubículo y conexiones posteriores. ●Duración de la prueba:1 minuto. ●

●

Limites de Cumplimiento: ●

No se deben generar arcos ni daños visibles en los aislamientos.


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Ensayo n°3 (8-2-3) : Resistencia a los cortocircuitos ●

Esta prueba, simula un incidente que pueda ocurrir en sitio, ●

●

Resistir a las corrientes de cortocircuito, es : ●

●


Corriente pico asimétrica, generando el máximo esfuerzo electrodinámico en barras.

Evitar todo peligro (rupturas y proyecciones de componentes, arcos y propagación fuera del Tablero) Permitir una reanudación rápida del servicio después del incidente.

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Ensayo n°3 (8-2-3) : Resistencia a los cortocircuitos ●

Condiciones de la Prueba La prueba de cortocircuito se desarrolla usando uniones en los extremos de las barras principales y secundarias. ● Blokset con Doble barras : 100kArms / 1sec ● Blokset con barra sencilla: 85kArms / 1sec ●

●

Requisitos de cumplimiento: ●

Las barras principales y el aislamiento de deben mantener sus propiedades y eléctricas y mecánicas. (Longitud, sección, propiedades eléctricas.).


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Ensayo n°4 (8-2-4) : Efectividad del circuito de protección ●

La efectividad del circuito de protección consiste en: Medida de la resistencia entre las partes conductoras expuestas y los circuitos de protección. ● Resistir el cortocircuito entre el conductor de protección y el conductor más cercano de fase. ●


18

Ensayo n°5 (8-2-5) : distancia de aislamiento y líneas de fuga

●

●

Control de las distancias de aislamiento : distancia más corta entre 2 partes conductoras. Control de las líneas de fuga : distancia más corta a la superficie de un aislante entre 2 partes conductoras.


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Ensayo n°5 (8-2-5) : distancia de aislamiento y líneas de fuga Los valores que facilita la norma se aplican a los conductores activos desnudos y al equipamiento. ● La distancia mínima de aislamiento en el aire depende de la tensión asignada soportada al impulso y del grado de contaminación del cuadro. ● La línea de fuga mínima depende de la tensión asignada de aislamiento, del grado de contaminación del cuadro y del grupo del material aislante que separa las partes activas. ●


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Ensayo n°6 (8-2-6) : funcionamiento mecánico

●

●

Rigidez de material, garantizando la durabilidad de los diferentes componentes. La prueba se realiza a un tablero ensamblado.

El Standard exige que el ciclo de funcionamiento sea de 50 ciclos. (En Blokset, las gavetas son probadas para 500 ciclos son desgaste significativos en contactos. ● Verificación de los mecanismos de enclavamiento. ●


21

Ensayo n°7 (8-2-7) : grado de protección ●

Los ensayos efectuados exigen que el tablero: Proteja a las personas contra el acceso a las partes peligrosas ● Proteja a los materiales contra la penetración de cuerpos sólidos y de líquidos ● Proteja los a materiales contra las influencias externas tales los golpes. ●


22

Ensayo n°7 (8-2-7) : grado de protección Condiciones ● Ensayos contra la penetración de cuerpos sólidos (dedos ficticio, tornillos e hilos). ●


Ensayos contra la penetración de agua (salpicaduras, goteo).

23

Ensayo n°7 (8-2-7) : grado de protección ●

1er digito: Protección contra contactos accidentales. s ólidos. ● Protección contra la penetración de cuerpos sólidos. ●

●

2do digito: ●

●

Protección contra líquidos.

Letra adicional (opcional) : Protección de las personas contra contactos directos. A: Protección contra acceso de la parte posterior de la mano. ● B: Protección Protección contra contra acceso acceso de dedos dedos.. Ø 12 mm ● C: Protección Protección contra acceso acceso de herrami herramientas entas Ø 2.5 mm Protección contra acceso acceso de herrami herramientas entas de Ø 0.1 ● D: Protección mm ●


24

IEC 62271-200

I. Introducción

Los pr prin inc cip ipa ale les s camb mbio ios s en la la nu nueva norm rma a IE IEC C 622 2271 71-2 -200 00 ●

●

Mejo Me jorr co cobe bert rtur ura a a las las so solu luci cion one es di disp spon onib ible les s en el el merc mercad ado. o. Da lo los s pará rám met etrros esp spe ecí cífi fico cos s pa para ra la cla clasi siffic ica aci ción ón de las las celdas cel das en Medi Media a Tensió Tensión n

●

Apor Ap orta ta im impo port rtan ante te ex expe peri rien enci cia a ga gana nada da en Ar Arco co In Inte tern rno. o.

●

Es má más s or orie ient ntad ada a al in inte teré rés s de dell cl clie ient nte. e.


26

I. Introducción Los principales cambios en la nueva norma IEC 62271-200 ●

Divisiones y Naturaleza de las Barreras.

●

Pérdida de la Continuidad de Servicio.

●

Falla de Arco Interno.

LSCxx – PM – IAC – AFLR Schneider Electric - Asistencia Técnica

27

II. Divisiones y Naturaleza de las Barreras.

Compartimientos

●

●

El fabricante define el número y contenido de los compartimientos. Cada compartimiento está descrito como: Fijo o ● Extraible ● y Accesibilidad ●


28

II. Divisiones y Naturaleza de las Barreras.

La naturaleza de las barreras: Clases ●

M N C E s X e t S M 6 Schneider Electric - Asistencia Técnica

R M 6

●

Clasificación de los Paneles MT con relación a la naturaleza de las barreras entre las partes vivas y los compartimientos accesibles abiertos. PM – Divisiones Metalicas ●

●

TODAS las cortinas y divisiones entre partes vivas y compartimiento abierto deben ser METALICAS.

PI – Divisiones materiales Aislantes. ●

Las particiones y cortinas entre partes vivas y compartimientos abiertos quedan cubiertas por materiales aislantes 29

Clasificación de Celdas de acuerdo con la IEC 62271-200 Clasificación por la perdida de continuidad de servicio (LSC) • Diseño basado en el acceso seguro al compartimento

Mantenimiento de compartimentos específicos si desenergizar cables (compartimento propio para cables)

LSC 2A Varios niveles de continuidad de servicio para mantenimiento

LSC 2B

• Acceso seguro al compartimento • Barraje principal y otras UF´s siguen energizadas • Aterrizamiento de cables MT

Mantenimiento de una UF permite servicio normal de otras UF´s del conjunto (barraje en compartimento separado)

• Acceso seguro al compartimento • Barraje principal y otras UF´s siguen energizadas • Cables en compartimento separado • Cables pueden estar energizados

LSC 1 • Cualquier celda que no sea clasificada como LSC2


30

IV. Falla de Arco Inteno. Clasificación.

Obligaciones para el equipamiento. ●

●

●

Debe resistir stresses mecánicos y térmicos. Debe proteger al operador contra todo riesgo resultante de los efectos devastadores de un posible arco interno. El diseño del cubículo debe permitir contener los efectos de arcos. (extinción interna, resistencia mecánica y térmica)

Selección de materiales no inflamables. ● Canalización de gases calientes. ●


31

IV. Falla de Arco Interno. Clasificación.

El procedimiento de prueba está claramente definido y es de carácter obligatorio. ●

●

●

●

Las condiciones de instalción del panel son simuladas. (piso. Techo, operador) Definición de puntos de ubicación de sensores de ingnición del arco. Dirección del flujo de gases calientes. Los 3 compartimientos del cubículo están sujetos a prueba. compartimiento de barras. ● compartimiento de Circuit-breaker ● compartimiento de conexión de Cables. ●


32


Criterios ●

●

Descritos de acuerdo a la norma. Los 5 criterios de IEC 62271-200 Anexo A.6 son: Criterio 1: Las puertas y tapas deben permanecer cerradas. No se abrirán. ● Criterio 2: Partes que puedan representar peligro no deben ser proyectadas hacia el exterior del panel. (ej: chapas metálicas, aislamiento, etc) ● Criterio 3: No deberán producirse aperturas o huecos luego de una arco. ● Criterio 4: los indicadores no deben ser encendidos por los gases. ● Criterio 5: el sistema de puesta a tierra permanece efectivo. ●


33

Formas constructivas de acuerdo a la IEC 62271-200

LSCXX – PY – IAC – AFLR Clase de Accesibilidad :

informa en cuales lados de la celda las persona pueden circular de manera segura cuando ocurre el arco interno


34


Ejemplo de Instalación.

Panel contra una pared Protección anti-arco 3 caras.


Panel en el medio de un salón Protección anti-arco 4 caras. (acceso alrededor de la parte trasera).

Tablero en un salón con techo de altura menor de 4mts

35

Clasificación de Celdas de acuerdo con la IEC 62271-200 Resistente al arco interno IAC • Clasificación basada en las consecuéncias de un arco para la seguridad personal

Sin classificación IAC Seguridad personal en el caso de arco interno

•Sin pruebas para garantizar el funcionamiento del tablero en caso de arco interno

Tipos de accesibilidad Clasificación IAC • Sin proyección de partes en los lados accesibles • Sin ignición de indicadores

• A : restricto solo a personas

Seguridad en caso de arco interno comprobada por ensayo de tipo

autorizadas • B : irrestricto, inclusive publico general. • Código de identificación del involucro: F - Frontal L - Lateral R - Posterior


36

Arco Interno – Arc Flash

Introducción 



Arco Intreno … Arc Flash…?

Porqué…?


38

Introducción 

Arco eléctrico..? 

Es la circulación de corriente a través de un medio físico.



Generalmente se presenta cuando falla el aislamiento entre dos puntos con diferente potencial


39

Origen de fallas – Arco Interno 

Olvido de una herramienta después del mantenimiento



Ambiente muy corrosivo



Forzar los interbloqueos



Sobretensiones



Falla del sistema de protección



Falla de un componente


40

Consecuencias de fallas – Arco Interno 

Sobrecalentamiento importante (20,000 °C)



Creación de gases calientes y de partículas incandescentes



Elevación de la presión



Deterioro y destrucción de piezas



Expulsión de elementos (gases, componentes)



Radiación térmica Intensa



Vaporización de componentes adyacentes. El cobre se expande 67,000 veces



Ignición de Materiales Flamables


41

ARC Flash


42

ARC Flash 

¿Qué es la energía incidente? 



Es la cantidad de energía térmica por unidad de área recibida en una superficie localizada a una distancia específica de un arco. Se mide en cal/cm2.

Qué es una quemadura? 

Posicionando un dedo sobre la llama de un encendedor (de Cigarrillos), durante un segundo, la exposición iguala a 1 cal/cm²



La exposición de energía de 1 a 2 cal/cm2 causará una quemadura 2do grado en la piel humana

Square D (D.R.)


43

ARC Flash ●

No se deben realizar trabajos en partes vivas o energizadas a menos que : ● ●

●

Desenergizar genere una condición de riesgo adicional o mayor No sea posible debido al diseño del equipo o a las limitaciones en la operación

De otra manera se presentan riesgos de: ● ● ●

Descarga Explosión Quemaduras por calor

Square D (R)


Cortesía de Bussman (R

44

ARC Flash 

Los estudios de flameo por arco son realizados para:  

 



Definir los límites de Flameo de arco Definir las distancias de trabajo

Calcular la energía incidente Seleccionar el equipo de protección personal adecuado (EPP) Definir e implementar políticas de seguridad


45


46

ARC Flash 

Estudios eléctricos de Cortocircuito 

¿Porqué es requerida la información de los estudios de cortocircuito?

G

Icc = =Σ Σ I contribuci ó ón n

Sistema


47

Arc Flash 

Estudios eléctricos de Coordinación de Protecciones 

¿Porqué es requerida la información de los estudios de coordinación de protecciones? CURRENT IN AMPERES

1000

100

G 10

T I M E I N

S E C O N D S

1

0.10

0.01

Sistema


0.5

1

10

100

1K

10K

mine.tcc Ref. Voltage: 480 Current Scale x10^0

48

ARC Flash 

Estudios eléctricos de Arc Flash 

¿En qué consiste el estudio de Arc Flash?

G

t 2 = f(I ) f(I falla 2 falla 2

t 1= f(I f(I falla 1 falla 1 )

Icc = =Σ Σ I contribuci ó ón n

t 3 = f(I ) f(I falla 3 falla 3

Calorias = ) =f(I,t f(I,t t 4 = f(I f(I falla 4 ) 15 25 60

Sistema


49

Arc Flash 

Los límites de riesgo de flameo por arco eléctrico se calculan para evitar que personas sin la protección adecuada trabajen dentro de las áreas de riesgo


50

ARC Flash  Equipo

de protección personal


51

ARC Flash 

Los estudios de flameo por arco realizados por Schneider Electric se basan en las últimas ediciones de los estándares aplicables emitidos por:



Institute of Electrical and Electronic Engineers



National Fire Protection Association



American National Standards Institute


52

Conclusión Características de Protección a usuarios de BT y MT 

Operación y Construcción de Equipos 



Resistencia arco interno

Operación y Mantenimiento 

ARC Flash


53

- Distribución en MV Subestaciones HV / MV

Redes MV

Subestación MV/LV


54

The offer: components and products

1 Pole-foot substation

2 Pole-mounted transformer

4 Overhead network 6 Gas Insulated control unit Switchgear

6 Air Insulated Switchgear

9 Automactic capacitor bank

Sepam MICOM

Minera, Elvim Biosco EHC/EHM LR

7 Digital protection relay

3 Pole-mounted Switchgear

Easergy T200P ADVC2 5 Fault passage indicator

CBGS GMA GHA

NEX PIX DNF7 MASTERCLAD

8 Power quality monitoring

CP range Propivar capacitors

ION PM6 Serie N, Serie Schneider Electric - Asistencia Técnica

U

Easergy Flite 55

The offer: components and products

12

Ring Main Unit

Distribution transformer 14

Immersed: Minera, Elvim

15 Modular Switchgear

Circuit Breaker

Fuses

16

Dry: Trihal, Resiglas

SF6: LF & SF

Vacuum: Evolis

RM6 Ringmaster

11 Remote control and fault tracking SM6

SF6 Switch & contactor

Fusarc Solefuse CT’s, VT’s LPCT’s

CAS 36

Easergy: T200I, T200E, Flair, W200/W500 Schneider Electric - Asistencia Técnica

Switch

Rollarc 56

Distribución Primaria

NEX

PIX

DNF7

MasterClad

Motorpact CBGS-0

GHA

Distribución Primaria - AIS

Gama Tablero Norma Fabricación Voltaje Nominal [kV] Máxima capacidad de corriente [A] M xima capacidad corriente de cortocircuito [kA] Tecnología de corte Uso Arco interno

PIX IEC 17,5

24

4000

2500

40

31.5 Vacío Interior y Exterior IAC-AFLR


NEX IEC 17,5 24

DNF7 IEC 40.5

F400 IEC 40.5

MASTERCLAD ANSI 13.8 27

MOTORPACT IEC NEMA 7.2

2500

3150

2500

3000

400

31.5 Vacío / SF6 Interior IAC-AFLR

40 SF6 Interior IAC-AFLR

2000

31.5 25 Vacío Interior IAC-AFLR

2750

16 a 49 Vacío Interior ARC RESISTANT

720

50 Vacío Arranque Motor ARC RESISTANT

58

Distribución Primaria - GIS

Gama Tablero Norma Fabricación Voltaje Nominal [kV] Máxima capacidad de corriente [A] Máxima capacidad corriente de cortocircuito [kA] Tecnología de corte Uso Arco interno


GMA IEC 24

CBGS-0 IEC 36

1250

1600

25 Vacío Interior IAC-AFLR

31.5 SF6 Interior IAC-AFLR

GHA IEC 36 40.5 2500

2500

40 31.5 Vacío Interior IAC-AFLR

CBGS-2 IEC 52 1600

25 SF6 Interior IAC-AFLR

59

Distribución Sceundaria

SM6

RM6

Recloser

PM6

Ringmaster

Flusarc

Distribución Secundaria Gama Tablero Tecnología de fabricación* Norma Fabricación Voltaje Nominal [kV] Máxima capacidad de corriente [A] Máxima capacidad corriente de cortocircuito [kA] Tecnología de corte

SM6

HVL

HVL/cc

Ringmaster

RM6

Flusarc

AIS

AIS ANSI 38

AIS ANSI 38

GIS IEC 13.8

GIS IEC 12 17.5 24

GIS ANSI 36

1200

630

630

630

IEC 12

24

IEC 36

1250

1250

1250

1200

25 20 SF6 / Vacío

25 SF6

Interior

Interior

IAC-AFL

IAC-AFL

20 a 61 Aire Interior o Exterior Arc Resistant

Uso Arco interno


40 21 25 21 20 SF6 SF6 SF6 Interior o Exterior RMU Exterior Interior Arc Resistant IAC IAC

25 Vacío Interior Exterior IAC

61

Transformadores de potencia

MINERA

TRIHAL

RESIMOLD

RESIGLAS

Componentes

EVOLIS

LF

HVX

CT’s/ VT’s

EOX/ FVR

GI-E/ PCOB


64


65

Normatividad en Tableros de Baja y Media Tension Schneider

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