Manual de instalaciones eléctricas en baja tensión condumex PDF

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Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión Primera edición, 2003 Segunda edición, agosto 2005 Tercera edición, abril 2006 Cuarta edición, marzo 2007 Quinta edición, junio 2009 Sexta edición, mayo 2011 Séptima edición, junio 2012 Octava edición, junio 2015 Novena edición, noviembre 2...

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Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión

Primera edición, 2003 Segunda edición, agosto 2005 Tercera edición, abril 2006 Cuarta edición, marzo 2007 Quinta edición, junio 2009 Sexta edición, mayo 2011 Séptima edición, junio 2012 Octava edición, junio 2015 Novena edición, noviembre 2016 © 2012 Servicios Condumex, S.A. de C.V. Lago Zurich No. 245, Edificio Frisco Piso 6 Col. Granada Ampliación C.P. 11529 México, D.F. Derechos reservados conforme a la ley ISBN 968-7987-13-8 Queda prohibida la reproducción total o parcial, directa o indirecta del contenido de la presente obra, sin contar previamente con la autorización expresa y por escrito de los editores, en términos de la Ley Federal del Derecho de Autor y, en su caso, de los tratados internacionales aplicables. La persona que infrinja esta disposición se hará acreedora a las sanciones legales correspondientes. IMPRESO EN MÉXICO / PRINTED IN MEXICO

Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión

CABLES

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capítulo 1 Conceptos básicos de la electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3 Electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Origen de la electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Átomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Estructura interna de los metales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Estructura de los no metales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Cargas eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Electricidad estática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Qué es una descarga eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Comportamiento de los cuerpos cargados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Cargas inducidas en cuerpos neutros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Medidas de las cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 Corriente eléctrica y campos magnéticos asociados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Carga y FEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 Electricidad y magnetismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Conductores, semiconductores y aislamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Aisladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Parámetros eléctricos, definición, analogías y unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Voltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Corriente directa y corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Corriente directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 La corriente directa nunca cambia de dirección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 Corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Corriente directa vs. corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 Inducción electromagnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 Onda sinusoidal de c.a. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Factores que afectan la resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Medida de la resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 Resistencia de un conductor eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 Relación entre voltaje, corriente y resistencia. Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Ejercicios prácticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Potencia, pérdidas de energía y energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Ejercicios prácticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Pérdidas de energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Relación entre voltaje, corriente, resistencia y potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Capítulo 2 Conceptos básicos de circuitos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 El circuito eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Leyes de Kirchoff de conservación de la corriente y tensión en circuitos . . . . . . . . . . . . . 36 Primera Ley o Ley de Conservación de la Corriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Segunda Ley o Ley de Conservación de la Tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Cálculo de tensiones y corrientes en circuitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Circuitos en serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 Circuitos en paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 Equivalentes de resistencias en serie y en paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Circuitos monofásicos y trifásicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 Sobrecorrientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Sobrecargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 Cortocircuitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 Fallas a tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 Identificación de los conductores por medio de colores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Circuitos alimentadores y derivados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Generación, transmisión y distribución eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 Potencia real y potencia aparente en circuitos de corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . .56

Capítulo 3 Componentes de las instalaciones eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Conductores eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 Conductor eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 ¿Por qué el cobre es el metal que se prefiere en la elaboración de conductores eléctricos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Flexibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Proceso de fabricación y pruebas de aseguramiento de la calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 Problemas ocasionados por conductores de mala calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 Aislamiento de los conductores eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Presentación de productos, características y aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 Línea de productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 Alambres y cables Vinanel XXI RoHSM.R. tipoTHW-LS/THHW-LS 90 °C, 600 V CT-SR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Cable multiconductor Vinanel XXI RoHSM.R. tipo THW-LS/THHW-LS 90 OC, 600 V CT-SR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Alambres y cables Condumex ZER0H M.R. tipo THW-LS/THW-LS Libre de halógenos Ct-Sr 90 °C, 600 V RoHS para Instalaciones de alta seguridad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Alambres y cables VinanelM.R. Nylon RoHS tipo THHN/THWN-2 90 OC, 600 V CT-SR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 Cables VulcanelM.R. XLP tipo XHHW-2 LS CT-SR, RoHS 90 OC, 600 V . . . . . . . .82 Cables VulcanelM.R. XLP RoHS tipo RHH/RHW-2 90 OC, 600 V CT-SR . . . . . . . . 84 Cables VulcanelM.R. EP-FR+CPE RoHS tipo RHH/RHW-2 90 OC, 600 V CT-SR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86 Cordón FlexanelM.R. uso rudo tipo SJT 60 °C, 300 V RoHS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Cordón FlexanelM.R. uso extra-rudo tipo ST 60 °C, 600 V RoHS . . . . . . . . . . . . . . 90 Cordón uso rudo tipo SJO 90 °C, 300 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Cordón uso extra-rudo tipo SO 90 °C, 600 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94 Interruptores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Voltaje nominal del interruptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Corriente nominal de un interruptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Falla eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Sobrecorriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96 Conceptos básicos sobre interruptores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Clasificación general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Componentes básicos de un interruptor termomagnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102 Características de los fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Desventajas en el uso de fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Clasificación de los fusibles de baja tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Construcción de fusibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Condiciones de operación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Comportamiento del fusible en circuitos de corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Lámparas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Lámparas fluorescentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Color de las lámparas fluorescentes y sus aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Lámparas incandescentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Centros de carga y tableros de distribución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Antecedentes y conceptos básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Tipos de montaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Funciones del tablero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113 Tableros con zapatas principales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113 Tableros con interruptor principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Contactos y apagadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Apagadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Accesibilidad de los apagadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Montaje de los contactos y apagadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Contactos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Canalizaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Tubos (conduit) metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

Tubo (conduit) no metálico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117 Ductos metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119 Bus ducto (electroducto) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Cajas y accesorios para canalización con tubo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120 Ductos metálicos con tapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Charolas para cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Simbología e interpretación de planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128 Símbolos en instalaciones eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128 Planos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Principios del alambrado eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131 Los dibujos o planos para la instalación eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131 Elaboración de los diagramas de alambrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Detalles del alambrado y diagrama de conexiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

Capítulo 4 Normatividad y diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133 Importancia de la norma de instalaciones eléctricas NOM-001-SEDE-2012 . . . . . . . . . . 133 Vista general de la norma de instalaciones eléctricas NOM-001-SEDE-2012 . . . . . . . . . 138 Diseño de las instalaciones eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142 Planos de obra civil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143 Determinación de las cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143 Patio frontal, área AO1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Cochera, área AO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Pasillo 1 y cuarto de lavado, área AO3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Baño común, área AO4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Guardarropas 1 y 2, áreas AO5 y AO6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Recámaras 1 y 2, áreas AO7 y AO8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Guardarropa 3, áreas AO9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Pasillo 2, área AO10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Recámara principal, área AO11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Guardarropa principal, área AO12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Baño principal, AO13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Sala de descanso, área AO14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Comedor, área AO15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Cocina, área AO16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Patio de servicio, área AO17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Cálculo de corriente por carga o salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Salidas fluorescentes compactas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147 Contactos o receptáculos de uso general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Contactos o receptáculos para pequeños aparatos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Contacto para lavadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Contacto para horno de microondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Contactos para cuartos de baño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Determinación de las cargas totales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152

Circuitos de alumbrado general . . . . . . . . . . . ....